[發(fā)明專利]旋轉(zhuǎn)編碼器以及旋轉(zhuǎn)編碼器的異常檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310055511.9
• 申請日: 2013-02-21
• 公開（公告）號: CN103308078B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 佐藤俊孝;森川明彥;牛山孝雄;植野純一
• 申請（專利權(quán)）人: 歐姆龍株式會社
• 主分類號: G01D5/244
• 分類號: G01D5/244;G01D18/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 金蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于檢測旋轉(zhuǎn)編碼器的內(nèi)部異常的技術(shù)。

背景技術(shù)

旋轉(zhuǎn)編碼器是將旋轉(zhuǎn)的機(jī)械位移量變換為電信號后處理該信號，從而檢測位置或者旋轉(zhuǎn)速度的傳感器。

旋轉(zhuǎn)編碼器大致分為增量式和絕對式。增量式的旋轉(zhuǎn)編碼器一般輸出被稱為A相以及B相的兩相的信號。一般，其相位差為90°的電角度。利用這樣的相位關(guān)系，能夠檢測出旋轉(zhuǎn)方向（正轉(zhuǎn)以及反轉(zhuǎn)）。

增量式的旋轉(zhuǎn)編碼器分為A相信號以及B相信號為矩形波的類型（矩形波增量編碼器）和A相信號以及B相信號為正弦波的類型（SIN/COS增量編碼器）。矩形波增量編碼器是根據(jù)軸的旋轉(zhuǎn)位移量來輸出矩形波（脈沖信號）的類型的旋轉(zhuǎn)編碼器。另外，在矩形波增量編碼器中還存在除了A相以及B相之外輸出被稱為Z相（一個旋轉(zhuǎn)輸出一次）的矩形波信號的產(chǎn)品。從旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的脈沖的數(shù)目通過計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。通過該計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值來檢測旋轉(zhuǎn)量。

通過上述特征，旋轉(zhuǎn)編碼器例如生成自動組裝機(jī)等裝置的速度、移動位移量、加速度、移動方向等信息。用戶基于這些信息，能夠執(zhí)行裝置的控制或者各種狀態(tài)的檢測。

考慮在旋轉(zhuǎn)編碼器的內(nèi)部產(chǎn)生如以下要說明那樣的異常。

（1）A相信號以及B相信號的輸出電路中的短路；

（2）A相信號以及B相信號的輸出電路中的斷路；

（3）A相信號以及B相信號中的一方或者雙方的邏輯維持是“H”以及“L”中的一個；

（4）檢測系統(tǒng)的異常（例如照明元件的不點(diǎn)亮等）。

在產(chǎn)生了這些內(nèi)部異常的其中一個時，無論裝置是否已驅(qū)動，旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出都表示該裝置的靜止。在這樣的情況下，存在如下的可能性：盡管 裝置實(shí)際在運(yùn)轉(zhuǎn)，但操作者會根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出而判斷為裝置靜止。因此，為了確保操作者的安全性，要求檢測旋轉(zhuǎn)編碼器的內(nèi)部異常。

例如，非專利文獻(xiàn)1、2公開SIN/COS增量編碼器。非專利文獻(xiàn)3、4公開用于診斷SIN/COS增量編碼器的輸出信號的異常的IC（半導(dǎo)體集成電路）。在SIN/COS增量編碼器的情況下，通過利用了Sin²θ＋Cos²θ=1的定理的公知的信號處理，能夠檢測出上述的（1）~（4）的內(nèi)部異常。

[非專利文獻(xiàn)1]″Incremental Encoders"[online],2012年2月3日檢索，互聯(lián)網(wǎng)<URL:http://www.kuebler.cn/PDFs/leaflet/drehgeber/chinese/5814-5834_SIL_cn.pdf>

[非專利文獻(xiàn)2]"Incremental rotary encoder"[online],2012年2月3日檢索，互聯(lián)網(wǎng)<URL:http://files.pepperl-fuchs.com/selector_files/navi/productInfo /edb/t41131_eng.pdf>

[非專利文獻(xiàn)3]″iC-RC1000 SIN/COS SIGNAL SAFETY MONITOR IC",[online],2012年2月3日檢索，互聯(lián)網(wǎng)<URL:http://www.ichaus.de/upload/pdf/RC1000_datasheet_A2en.pdf>,<URL:http://www.ichaus.de/upload/pdf/RC1000_flyer_rev1.pdf>

[非專利文獻(xiàn)4]"iC-MSBSAFETY，iC-MSB2 SIN/COS SIGNAL CONDITIONER WITH 1Vpp DRIVER"[online],2012年2月3日檢索，互聯(lián)網(wǎng)<URL:http://www.ichaus.de/upload/pdf/MSB_datasheet_D2en.pdf>

但是，上述的非專利文獻(xiàn)1、2例舉的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出用于該旋轉(zhuǎn)編碼器中的內(nèi)部異常的檢測的信號。因此，為了檢測編碼器的內(nèi)部異常，必須構(gòu)成用于用戶進(jìn)行檢測的電路，并使該電路動作。因此，用戶的負(fù)擔(dān)增大。

進(jìn)而，在用戶側(cè)構(gòu)筑了這樣的異常檢測裝置的情況下，該異常檢測裝置成為功能安全關(guān)聯(lián)部。為了使用戶構(gòu)筑的異常檢測裝置適合與安全性有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，需要由第三方的標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證機(jī)構(gòu)來審查裝置并接受其認(rèn)證。這一點(diǎn)上用戶的負(fù)擔(dān)也將增大。