[发明专利]旋转编码器的监视装置以及监视方法

说明书

技术领域

本发明涉及旋转编码器的监视装置以及监视方法，特别涉及检测从旋转编码器输出的脉冲信号的异常的技术。

背景技术

在通过伺服系统构筑了工作机械或者工业用机器人等运动控制应用（Motion control applications）的情况下，伺服电机成为机械的驱动源。作为用于监视该电机的动作（速度、位置、方向等）的传感器，通常使用旋转编码器。

一般的旋转编码器大致分为输出数字信号（脉冲信号）的TTL（晶体管晶体管逻辑）类型和输出模拟信号的sin/cos类型。两者都输出相位相互相差90°的两相的信号。

当旋转编码器的输出信号中有异常时，对电机的控制产生影响。因此，迄今为止提出了用于检测旋转编码器的输出信号的异常的方法。

例如，当sin/cos类型的旋转编码器的情况下，已知对于两个输出信号的电压值确认是否成立sin²+cos²=1的关系的方法。上述关系不成立时，检测出输出信号的异常。但是，由于TTL类型的旋转编码器输出数字信号，因此无法使用上述检测方法。因此在TTL类型的旋转编码器的情况下，为了检测输出信号的异常而需要其他的检测方法。

例如，特开2010-203903号公报（专利文献1）所公开的异常监视装置在从旋转编码器输出的模拟信号的电压电平存在于规定的范围内时，检测该编码器或者布线系统的异常。该异常监视装置在与两相的模拟输入信号对应的数字信号的脉冲数目之差为规定的阈值异常时，检测出编码器等的异常。该异常监视装置在两相的数字信号的合成信号的脉冲宽度与过去的控制周期的脉冲宽度不同时，检测出编码器等的异常。

[专利文献1]（日本）特开2010-203903号公报

专利文献1所公开的异常监视装置执行3种检测方法。因此，存在异常监视装置的结构变得复杂的课题。为了简化异常监视装置的结构，考虑准备检查对象的TTL类型的旋转编码器和比较用的旋转编码器，从而通过监视装置比较两者的输出信号。但是，在该方法中需要准备两个旋转编码器，因而想到用于检测的成本或者劳力增大的可能性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种仅凭一个TTL类型的旋转编码器的输出信号就能够检测出该编码器的异常的监视装置以及方法。

在某一方面，本发明是一种旋转编码器的监视装置，该旋转编码器检测旋转体的旋转从而输出相互具有相位差的第1脉冲信号以及第2脉冲信号。监视装置包括：脉冲生成部，从第1脉冲信号所包含的第1脉冲中提取与特定的相位范围对应的部分，从而生成比较脉冲信号；以及判定部，基于第2脉冲信号所包含的第2脉冲的特定的定时中的比较脉冲信号的脉冲的状态，判定旋转编码器的异常。

优选的是，判定部在第2脉冲的上升以及下降的至少一方发生时，比较脉冲信号的脉冲处于与预先决定的状态不同的状态的情况下，判定为旋转编码器异常。

优选的是，脉冲生成部包含：频率乘法部，生成具有第1脉冲信号的频率的（2n+1）倍的频率的第3脉冲信号，其中，n是1以上的整数；以及异或生成部，生成第3脉冲信号和第1脉冲信号的异或，从而生成比较脉冲信号。

优选的是，判定部包含：第1D触发器，将比较脉冲信号作为数据输入来接受，将第2脉冲信号作为时钟来接受；反相器，将第2脉冲信号反转；第2D触发器，将比较脉冲信号作为数据输入来接受，将反相器的输出信号作为时钟来接受；以及检测部，当第1D触发器的输出信号的状态和第2D触发器的输出信号的状态的组合与规定的组合不同时，检测出旋转编码器的异常。

优选的是，n是1。

在另一方面中，本发明是一种旋转编码器的监视方法，该旋转编码器检测旋转体的旋转从而输出相互具有相位差的第1脉冲信号以及第2脉冲信号。监视方法包括：从第1脉冲信号所包含的第1脉冲中提取与特定的相位范围对应的部分，从而生成比较脉冲信号的步骤；以及基于第2脉冲信号所包含的第2脉冲的特定的定时中的比较脉冲信号的脉冲的状态，判定旋转编码器的异常的步骤。

优选的是，在判定的步骤中，在第2脉冲的上升以及下降的至少一方发生时，比较脉冲信号的脉冲处于与预先决定的状态不同的状态的情况下，判定为旋转编码器异常。

优选的是，生成比较脉冲信号的步骤包含：生成具有第1脉冲信号的频率的（2n+1）倍的频率的第3脉冲信号的步骤，其中，n是1以上的整数；以及生成第3脉冲信号和第1脉冲信号的异或，从而生成比较脉冲信号的步骤。

优选的是，n是1。