JP4144522B2 - Incremental linear scale position information communication data frame construction method - Google Patents
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Description
本発明は、フォーマットインクリメンタルリニアスケールにおけるZ相情報のカウント方法と通信方法に関する。 The present invention relates to a Z-phase information counting method and communication method in a format incremental linear scale.
ロータリーエンコーダやリニアスケールから他の機器への位置情報伝達方法として以下に挙げる方式がある。
パルス波方式A相、B相、Z相信号をそれぞれ矩形波で送る。
sin波方式A相、B相信号の代わりにsin波、cos波をアナログ信号として送る、通信方式位置情報を数値に変換してシリアル通信により送信する。
この中でパルス波方式とsin波方式はA相、B相、Z相の信号それぞれに配線が必要となるが通信方式の場合は省配線で情報を伝達する事ができる。
通信方式の位置情報は通信方式に位置情報のカウンタを持たせてあり、エンコーダやリニアスケールの位置が変化して1つのパルスをカウントするとカウンタの数値を1つ変化させる。(例えば、特許文献1参照。)
Pulse wave system A-phase, B-phase, and Z-phase signals are respectively sent as rectangular waves.
The sin wave and cos waves are sent as analog signals instead of the sin wave system A phase and B phase signals. The communication system position information is converted into numerical values and transmitted by serial communication.
Of these, the pulse wave method and the sin wave method require wiring for each of the A-phase, B-phase, and Z-phase signals, but in the communication method, information can be transmitted with reduced wiring.
The position information of the communication system has a position information counter in the communication system, and when the position of the encoder or linear scale changes and one pulse is counted, the counter value is changed by one. (For example, refer to
ロータリーエンコーダの場合は回転盤上に設定したZ相のパルスを読むため1回転あたりZ相を1回検出するので位置情報のカウンタ値の上限を1周の分解能に設定して、Z相が通過するごとにカウント値をリセットし0にする。この場合にロータリーエンコーダのZ相の位置もカウンタの数値を見れば判断がつくのでカウンタは一つでよい。 In the case of a rotary encoder, the Z-phase pulse is detected once in order to read the Z-phase pulse set on the rotating disk, so the upper limit of the counter value of the position information is set to a resolution of one round, and the Z-phase passes. The count value is reset to 0 each time. In this case, the Z-phase position of the rotary encoder can be determined by looking at the counter value, so only one counter is required.
またアブソリュートリニアスケールの場合はリニアスケールの絶対位置情報を感知するため、位置情報のカウンタも1つでよい。 In the case of an absolute linear scale, the absolute position information of the linear scale is sensed, so only one position information counter is required.
しかしながら、インクリメンタルリニアスケールの場合はZ相の位置が任意の位置、設定間隔、個数で設定されるので、位置情報のカウンタ1つではZ相情報まで網羅する事ができないという課題があった。 However, in the case of the incremental linear scale, since the position of the Z phase is set by an arbitrary position, setting interval, and number, there is a problem that it is not possible to cover up to the Z phase information with one position information counter.
請求項1に記載の位置情報通信データフレーム構成方法は、リニアスケール内に複数のZ相を備え、通信による位置情報伝達を行うインクリメンタルリニアスケールにおいて、位置カウント情報の他にZ相の位置情報を伝達するデータフレームを、ステータスフィールドとデータフィールドで構成し、前記ステータスフィールドを、スタートビットとデリミッタの間にZ相検出回数カウント情報とエラーステータスおよびZ相検出フラグを設けて構成するとともに、前記データフィールドを、位置カウント情報とZ相の位置情報とで構成する。
請求項2に記載の位置情報通信データフレーム構成方法は、Z相を検知するごとにZ相検出タイミングに同期した位置カウンタの値を保持しておき、現在の位置カウント値と併せて伝達する。
請求項3に記載の位置情報通信データフレーム構成方法は、Z相を検知するごとにZ相の位置情報のカウント値をリセットし、リニアスケールのパルスを検出するたびにパルス数をカウントして、現在の位置とZ相の位置の相関を検知する。
請求項4に記載の位置情報通信データフレーム構成方法は、電源投入してから最初のZ相を検知したかどうかの情報をZ相検出フラグで伝達する。 The position information communication data frame configuration method according to
The position information communication data frame construction method according to
The position information communication data frame configuration method according to claim 3 resets the count value of the Z phase position information every time the Z phase is detected, and counts the number of pulses each time a linear scale pulse is detected, The correlation between the current position and the Z-phase position is detected.
According to a fourth aspect of the present invention, the location information communication data frame construction method transmits information on whether or not the first Z-phase has been detected since the power was turned on, using the Z-phase detection flag.
請求項1に記載のインクリメンタルリニアスケールの位置情報通信データフレーム構成方法によれば、リニアスケールを使用する機器においてZ相信号を利用した制御である原
点復帰やZ相通過タイミングのカウントやZ相間の位置カウント数値のチェック機能に利用する事が可能となる。
According to the position information communication data frame structure method of incremental linear scale according to
請求項2に記載のインクリメンタルリニアスケールの位置情報通信データフレーム構成方法によれば、直前に通過したZ相での位置カウント値を保持しておいて現在の位置カウント値と併せて伝達するため、各Z相間の位置カウント数を確認することが可能となり、Z相間の距離およびカウント数が既知である場合に検出したZ相間のカウント数と既知の距離が適合するかを比較する事で、位置カウンタの誤検出を判断する事が可能となる。
According to the position information communication data frame configuration method of the incremental linear scale according to
請求項3に記載のインクリメンタルリニアスケールの位置情報通信データフレーム構成方法によれば、各Z相を基点としてZ相からの一定距離ごとに処理を変化させる処理に利用する事ができる。 According to the incremental linear scale position information communication data frame configuration method of the third aspect, the method can be used for a process of changing the process for each fixed distance from the Z phase with each Z phase as a base point.
請求項4に記載のインクリメンタルリニアスケールの位置情報通信データフレーム構成方法によれば、電源を投入してから最初のZ相を検知したか否かをZ相検出フラグで確認できるため、通信の受信先においてZ相カウント値がZ相を指し示す値であるかの判別をつける事ができる。これによりZ相カウント値を使用の可否の判断が可能となり、Z相カウント値の誤使用を防止する。
According to the incremental linear scale position information communication data frame configuration method according to
本願発明は、リニアスケール内に複数のZ相を備え、通信による位置情報伝達を行うインクリメンタルリニアスケールにおいて、位置カウント情報の他にZ相の位置情報を伝達するデータフレームを、ステータスフィールドとデータフィールドで構成し、前記ステータスフィールドを、スタートビットとデリミッタの間にZ相検出回数カウント情報とエラーステータスおよびZ相検出フラグを設けて構成するとともに、前記データフィールドを、位置カウント情報とZ相の位置情報とで構成したことを特徴とするインクリメンタルリニアスケールの位置情報通信データフレーム構成方法である。 In the incremental linear scale that includes a plurality of Z phases in a linear scale and transmits position information by communication, a data frame that transmits position information of Z phase in addition to position count information includes a status field and a data field. The status field is configured by providing the Z-phase detection count information, error status, and Z-phase detection flag between the start bit and the delimiter, and the data field includes the position count information and the Z-phase position. An incremental linear scale position information communication data frame construction method characterized by comprising information.
図1においてリニアスケール1は位置信号の検出を行う位置トラック2の他にZ相信号を検出するZ相トラック3を有し、検出した位置信号をカウントする位置カウンタ4とZ相信号発生時に位置カウンタの値を保持するZ相カウンタ5によりリニアスケール1の位置情報を保持する。リニアスケール1は通信機能により位置カウンタ4とZ相カウンタ5の情報を他の機器に送信する。図2に示すようにZ相カウンタ5ではZ相信号が通過した際のZ相検出タイミング7に同期して位置カウンタ4の位置カウント値を転送して次のZ相信号を検出するまで値を保持する。また図3および図4に示すように逆方向に動作して位置をカウントした際にも同様に次のZ相信号を検出するまでZ相カウンタ5はZ相カウント値を保持する。
In FIG. 1, a
ここで、電源投入直後には位置管理ができないためにZ相信号が発生する位置を通過する前では、Z相カウンタ5の値が正しくZ相の位置を示さない。このため、図2および図4に示すように、Z相を一度通過したか否かを確認する判断を行い、最初のZ相検出タイミング7でZ相検出フラグ8に反映させる。これを通信により他の機器に伝達する事で通信を受けた機器はZ相の通過完了もしくは未完了を判断する。
Here, since the position cannot be managed immediately after the power is turned on, the value of the Z-
Z相トラック3に複数個のZ相を有する場合について次に示す。この場合に図2、および図4に示すようにZ相信号をカウントするZ相カウンタ5の値が何処のZ相信号を検出した際の情報かを判断するために、Z相検出回数カウンタ9でZ相検出タイミング7ごとにカウントを行う。
The case where the
また絶対位置を管理しないため、電源投入直後には位置カウンタ4の値を0としてカウントを行って位置情報を作成するが、取り付ける機器によっては機器の原点(機械原点)があり、機械原点でリニアスケールの位置カウント値が0となることが好ましい場合がある。このため図2および図4に示すように、起動後に位置カウント値のカウンタリセット10を行う機能を有し、スイッチやセンサーなどの入力により停止時にカウンタリセット10を行い位置カウンタ4、Z相カウンタ5、Z相検出フラグ8、Z相検出回数カウンタ9の状態を初期値に戻す。
Since the absolute position is not managed, the
以下、実施例2について、実施例1と異なる内容についてのみ述べる。 Hereinafter, only contents different from the first embodiment will be described in the second embodiment.
図5に示すように位置信号のカウントを行う位置カウンタ4とZ相カウンタ5を有し、Z相カウンタ5は、位置信号を検出する毎にカウントを行いZ相カウンタ5に保持するとともに図6に示すようにZ相検出タイミング7に同期してZ相カウンタ5をリセットする。位置カウンタ4とZ相カウンタ5の各カウント値は通信により他の機器に伝達する。
As shown in FIG. 5, it has a
図7にリニアスケール1から送信する通信データ11の実施例を示す。Z相検出フラグ8およびZ相検出回数カウンタ9の各情報はステータスフィールド12に格納し、位置カウンタ4およびZ相カウンタ5はデータフィールド13の中に格納し、一度に他の機器に対してシリアル送信する。
FIG. 7 shows an example of communication data 11 transmitted from the
本発明のインクリメンタルリニアスケールの位置情報カウント方式は、インクリメンタルリニアスケールを使用する機器においてZ相情報を使用した制御などに有用である。 The incremental linear scale position information counting method of the present invention is useful for control using Z-phase information in an apparatus using the incremental linear scale.
1 リニアスケール
2 位置トラック
3 Z相トラック
4 位置カウンタ
5 Z相カウンタ
6 位置カウント上限値
7 Z相検出タイミング
8 Z相検出フラグ
9 Z相検出回数カウンタ
10 カウンタリセット
11 通信データ
12 ステータスフィールド
13 データフィールド
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