絕對式編碼器以及旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)傳輸方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種絕對式編碼器以及旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)傳輸方法，特別是涉及一種能夠加快旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)間的絕對式編碼器以及旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)傳輸方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，存在一種能夠檢測馬達(dá)等的軸的旋轉(zhuǎn)位置作為旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)的被稱為磁性或光學(xué)式的編碼器的裝置。并且，在編碼器中，存在如下兩種:相對地檢測旋轉(zhuǎn)位置的增量方式的編碼器(以下，稱為增量式編碼器)；以及檢測絕對的旋轉(zhuǎn)位置的絕對方式的編碼器(以下，稱為絕對式編碼器)。
其中，增量式編碼器根據(jù)軸的旋轉(zhuǎn)位移量輸出脈沖列作為增量信號。并且，絕對式編碼器能夠輸出表示旋轉(zhuǎn)輸出軸的轉(zhuǎn)速的多周旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)輸出軸的旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)的旋轉(zhuǎn)位置的數(shù)據(jù)(以下，稱為“旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)數(shù)據(jù)”)作為絕對值的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)。
[0003]并且，在絕對式編碼器中，能夠?qū)⒔^對值的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成與增量型的編碼器相同的增量信號，并使用稱為A、B相的兩個(gè)傳輸線發(fā)送。
例如，在專利文獻(xiàn)1中記載了如下技術(shù):將絕對值的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)通過增量信號發(fā)送的絕對式編碼器。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開2002-365089號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0005]然而，在專利文獻(xiàn)1記載的絕對式編碼器中，存在如下問題:傳輸?shù)拿}沖數(shù)可能會變得巨大，從而導(dǎo)致在傳輸上花費(fèi)時(shí)間。
[0006]例如，在圖5中，示出了利用多周旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)為15比特、旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)數(shù)據(jù)為17比特的分解度的絕對式編碼器的發(fā)送例。
在將該絕對值的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)一并傳輸?shù)那闆r下，必須將合計(jì)的總比特?cái)?shù)為32比特的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)通過增量信號發(fā)送。也就是說，需要傳輸最大為232= 4294967295個(gè)脈沖數(shù)的數(shù)據(jù)。在這種情況下，若脈沖列的傳輸率(以下，稱為“脈沖率”)為500k脈沖/秒，則最長傳輸時(shí)間為:232脈沖/500k脈沖/秒=8590秒=2小時(shí)39分。
[0007]鑒于以上情況，本發(fā)明的目的在于解決上述問題。
解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0008]本發(fā)明的絕對式編碼器能夠檢測旋轉(zhuǎn)位置作為絕對值的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)，所述絕對式編碼器的特征在于，包括:比特分割單元，其以規(guī)定的比特長度分割所述旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)；以及增量信號發(fā)送單元，其分別對被所述比特分割單元分割的各分割數(shù)據(jù)計(jì)算計(jì)數(shù)值，并發(fā)送與該計(jì)數(shù)值對應(yīng)的增量信號。通過這樣構(gòu)成，能夠縮短傳輸時(shí)間。
[0009]本發(fā)明的絕對式編碼器的特征在于，所述旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)為包含多周旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)的旋轉(zhuǎn)位置的數(shù)據(jù)、即旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)數(shù)據(jù)相連續(xù)而成的比特串的數(shù)據(jù)。通過這樣構(gòu)成，能夠選擇適當(dāng)?shù)姆指顢?shù)。
[0010]本發(fā)明的絕對式編碼器的特征在于，所述比特分割單元以所述各分割數(shù)據(jù)成相等的比特?cái)?shù)的方式進(jìn)行分割。通過這樣構(gòu)成，能夠?qū)鬏敃r(shí)間變?yōu)樽疃?，從而提高傳輸?shù)目煽啃浴?br>[0011]本發(fā)明的絕對式編碼器的特征在于，所述增量信號發(fā)送單元通過增量信號發(fā)送包含所述旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)的分割數(shù)以及/或總比特?cái)?shù)的分割指示數(shù)據(jù)。通過這樣構(gòu)成，即使上位設(shè)備不知道被分割的數(shù)據(jù)的分割數(shù)以及/或總比特?cái)?shù)，也能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0012]本發(fā)明的絕對式編碼器的特征在于，所述增量信號發(fā)送單元通過增量信號發(fā)送包含所述各分割數(shù)據(jù)的合計(jì)值的驗(yàn)證數(shù)據(jù)。通過這樣構(gòu)成，能夠提高旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)的傳輸?shù)目煽啃浴?br>[0013]本發(fā)明的絕對式編碼器的特征在于，所述增量信號發(fā)送單元使所述各分割數(shù)據(jù)中分別包含錯(cuò)誤檢測數(shù)據(jù)，并通過增量信號發(fā)送。通過這樣構(gòu)成，能夠提高分割數(shù)據(jù)的傳輸?shù)目煽啃浴?br>[0014]本發(fā)明的絕對式編碼器的特征在于，所述比特分割單元將所述各分割數(shù)據(jù)以通過所述增量信號發(fā)送單元在規(guī)定時(shí)間以內(nèi)能夠發(fā)送的分割數(shù)分割所述各分割數(shù)據(jù)。通過這樣構(gòu)成，能夠在規(guī)定時(shí)間以內(nèi)可靠地發(fā)送旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)。
[0015]本發(fā)明的絕對式編碼器的特征在于，所述增量信號發(fā)送單元響應(yīng)來自連接的上位設(shè)備的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)的發(fā)送請求，發(fā)送與所述各分割數(shù)據(jù)的計(jì)數(shù)值對應(yīng)的增量信號。通過這樣構(gòu)成，能夠簡化裝置的結(jié)構(gòu)。
[0016]本發(fā)明的絕對式編碼器的特征在于，在被所述比特分割單元分割的各分割數(shù)據(jù)內(nèi)的一個(gè)中也可以包含所述多周旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)和所述旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)數(shù)據(jù)的一部分。通過這樣構(gòu)成，能夠容易地將旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)的分割數(shù)設(shè)定為最合適的值。
[0017]本發(fā)明的絕對式編碼器的特征在于，所述比特分割單元在所述旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)的總比特?cái)?shù)為奇數(shù)的情況下，以該奇數(shù)被除盡的奇數(shù)個(gè)的分割數(shù)分割成所述各分割數(shù)據(jù)，所述比特分割單元在所述旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)的總比特?cái)?shù)為偶數(shù)的情況下，以該偶數(shù)被除盡的偶數(shù)個(gè)的分割數(shù)分割成所述各分割數(shù)據(jù)。通過這樣構(gòu)成，在成倍數(shù)的分割數(shù)的情況下，能夠進(jìn)行相等的比特長度的分割，或者進(jìn)行以合適的分割數(shù)下的分割。
[0018]本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)傳輸方法利用能夠檢測旋轉(zhuǎn)位置作為絕對值的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)的絕對式編碼器，所述旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)傳輸方法的特征在于，將所述旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)以規(guī)定的比特長度分割，分別對被分割的各分割數(shù)據(jù)計(jì)算計(jì)數(shù)值，并發(fā)送與該計(jì)數(shù)值對應(yīng)的增量信號。通過這樣構(gòu)成，能夠縮短傳輸時(shí)間。
發(fā)明效果
[0019]根據(jù)本發(fā)明，通過以規(guī)定的比特長度分割旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)，并分別發(fā)送與被分割的各分割數(shù)據(jù)的計(jì)數(shù)值對應(yīng)的增量信號，提供一種能夠快速傳輸絕對的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)的絕對式編碼器。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)發(fā)送處理的流程圖。 圖3(a)、圖3(b)、圖3(c)以及圖3(d)是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)發(fā)送處理的概念圖。
圖4(a)和圖4(b)是本發(fā)明的另一實(shí)施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)的發(fā)送的概念圖。 圖5是示出了利用現(xiàn)有的絕對式編碼器的發(fā)送例的概念圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]<實(shí)施方式>
〔控制系統(tǒng)X的結(jié)構(gòu)〕
參照圖1，對本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的控制系統(tǒng)X的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明?？刂葡到y(tǒng)X構(gòu)成為包括上位設(shè)備2、控制部10、馬達(dá)11以及編碼器部12。
其中，控制部10和編碼器部12作為本實(shí)施方式的絕對式編碼器1發(fā)揮功能。
[0022]控制部10通過來自上位設(shè)備2的控制信號控制馬達(dá)11的驅(qū)動。并且，控制部10例如響應(yīng)來自上位設(shè)備2的絕對數(shù)據(jù)請求，從編碼器部12獲取旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)，并通過增量信號傳輸至上位設(shè)備2。
控制部10例如包括控制放大器、微型控制器、數(shù)字信號處理器(DSP)以及專用集成電路(ASIC)等。
[0023]馬達(dá)11根據(jù)來自控制部10的控制信號使作為旋轉(zhuǎn)輸出軸的軸S以旋轉(zhuǎn)軸線A為中心軸線旋轉(zhuǎn)。
馬達(dá)11為包括轉(zhuǎn)子(rotor)、軸承(bearing)、定子(stator)以及托架(bracket)等的普通的伺服馬達(dá)等。
[0024]編碼器部12為能夠檢測旋轉(zhuǎn)位置作為絕對值的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)的絕對方式的編碼器。編碼器部12始終檢測與馬達(dá)11同軸的軸S的角度作為旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)。該旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)包括表示軸S旋轉(zhuǎn)的次數(shù)的多周旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)和表示軸S的角度的旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)數(shù)據(jù)。并且，旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)為多周旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)數(shù)據(jù)為連續(xù)的比特串的數(shù)據(jù)。其中，多周旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)為數(shù)比特至數(shù)十比特的分辨率，旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)數(shù)據(jù)為數(shù)比特至數(shù)百比特的分別率。
并且，編碼器部12根據(jù)來自控制部10的指示向控制部10輸出旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)。此時(shí)，編碼器部12例如也能夠以串行通信或并行通信的方式輸出。
并且，編碼器部12例如包括磁性或光學(xué)式的角度檢測機(jī)構(gòu)、微型控制器、數(shù)字信號處理器(DSP)以及專用集成電路(ASIC)等。
并且，編碼器部12內(nèi)置有電池，因此即使在不對控制部10以及馬達(dá)11供電的狀態(tài)下，若通過外力等驅(qū)動軸S，則也會在內(nèi)置的存儲媒體中持續(xù)存儲旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)。
[0025]上位設(shè)備2為控制馬達(dá)11的客戶端(顧客)用設(shè)備。上位設(shè)備2獲取檢測出的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)，并將與獲取的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)對應(yīng)的控制信號發(fā)送到控制部10。并且，上位設(shè)備2例如為具有微型控制器的各種設(shè)備的邏輯板等。