絕對式編碼器以及旋轉位置數據傳輸方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種絕對式編碼器以及旋轉位置數據傳輸方法，特別是涉及一種能夠加快旋轉位置數據的傳輸時間的絕對式編碼器以及旋轉位置數據傳輸方法。
【背景技術】
[0002]以往，存在一種能夠檢測馬達等的軸的旋轉位置作為旋轉位置數據的被稱為磁性或光學式的編碼器的裝置。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，增量式編碼器根據軸的旋轉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輸出軸的轉速的多周旋轉數據和旋轉輸出軸的旋轉一周內的旋轉位置的數據(以下，稱為“旋轉一周內數據”)作為絕對值的旋轉位置數據。
[0003]并且，在絕對式編碼器中，能夠將絕對值的旋轉位置數據轉換成與增量型的編碼器相同的增量信號，并使用稱為A、B相的兩個傳輸線發送。
例如，在專利文獻1中記載了如下技術:將絕對值的旋轉位置數據通過增量信號發送的絕對式編碼器。
[0004]專利文獻1:日本特開號公報

【發明內容】

發明所要解決的技術問題
[0005]然而，在專利文獻1記載的絕對式編碼器中，存在如下問題:傳輸的脈沖數可能會變得巨大，從而導致在傳輸上花費時間。
[0006]例如，在圖5中，示出了利用多周旋轉數據為15比特、旋轉一周內數據為17比特的分解度的絕對式編碼器的發送例。
在將該絕對值的旋轉位置數據一并傳輸的情況下，必須將合計的總比特數為32比特的旋轉位置數據通過增量信號發送。也就是說，需要傳輸最大為232= 4294967295個脈沖數的數據。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，則最長傳輸時間為:232脈沖/500k脈沖/秒=8590秒=2小時39分。
[0007]鑒于以上情況，本發明的目的在于解決上述問題。
解決技術問題所采用的技術方案
[0008]本發明的絕對式編碼器能夠檢測旋轉位置作為絕對值的旋轉位置數據，所述絕對式編碼器的特征在于，包括:比特分割單元，其以規定的比特長度分割所述旋轉位置數據；以及增量信號發送單元，其分別對被所述比特分割單元分割的各分割數據計算計數值，并發送與該計數值對應的增量信號。通過這樣構成，能夠縮短傳輸時間。
[0009]本發明的絕對式編碼器的特征在于，所述旋轉位置數據為包含多周旋轉數據和旋轉一周內的旋轉位置的數據、即旋轉一周內數據相連續而成的比特串的數據。通過這樣構成，能夠選擇適當的分割數。
[0010]本發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據成相等的比特數的方式進行分割。通過這樣構成，能夠將傳輸時間變為最短，從而提高傳輸的可靠性。
[0011]本發明的絕對式編碼器的特征在于，所述增量信號發送單元通過增量信號發送包含所述旋轉位置數據的分割數以及/或總比特數的分割指示數據。通過這樣構成，即使上位設備不知道被分割的數據的分割數以及/或總比特數，也能夠進行數據傳輸。
[0012]本發明的絕對式編碼器的特征在于，所述增量信號發送單元通過增量信號發送包含所述各分割數據的合計值的驗證數據。通過這樣構成，能夠提高旋轉位置數據的傳輸的可靠性。
[0013]本發明的絕對式編碼器的特征在于，所述增量信號發送單元使所述各分割數據中分別包含錯誤檢測數據，并通過增量信號發送。通過這樣構成，能夠提高分割數據的傳輸的可靠性。
[0014]本發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據以通過所述增量信號發送單元在規定時間以內能夠發送的分割數分割所述各分割數據。通過這樣構成，能夠在規定時間以內可靠地發送旋轉位置數據。
[0015]本發明的絕對式編碼器的特征在于，所述增量信號發送單元響應來自連接的上位設備的旋轉位置數據的發送請求，發送與所述各分割數據的計數值對應的增量信號。通過這樣構成，能夠簡化裝置的結構。
[0016]本發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據內的一個中也可以包含所述多周旋轉數據和所述旋轉一周內數據的一部分。通過這樣構成，能夠容易地將旋轉位置數據的分割數設定為最合適的值。
[0017]本發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位置數據的總比特數為奇數的情況下，以該奇數被除盡的奇數個的分割數分割成所述各分割數據，所述比特分割單元在所述旋轉位置數據的總比特數為偶數的情況下，以該偶數被除盡的偶數個的分割數分割成所述各分割數據。通過這樣構成，在成倍數的分割數的情況下，能夠進行相等的比特長度的分割，或者進行以合適的分割數下的分割。
[0018]本發明的旋轉位置數據傳輸方法利用能夠檢測旋轉位置作為絕對值的旋轉位置數據的絕對式編碼器，所述旋轉位置數據傳輸方法的特征在于，將所述旋轉位置數據以規定的比特長度分割，分別對被分割的各分割數據計算計數值，并發送與該計數值對應的增量信號。通過這樣構成，能夠縮短傳輸時間。
發明效果
[0019]根據本發明，通過以規定的比特長度分割旋轉位置數據，并分別發送與被分割的各分割數據的計數值對應的增量信號，提供一種能夠快速傳輸絕對的旋轉位置數據的絕對式編碼器。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明的實施方式所涉及的控制系統的系統結構圖。
圖2是本發明的實施方式所涉及的旋轉位置數據發送處理的流程圖。 圖3(a)、圖3(b)、圖3(c)以及圖3(d)是本發明的實施方式所涉及的旋轉位置數據發送處理的概念圖。
圖4(a)和圖4(b)是本發明的另一實施方式所涉及的旋轉位置數據的發送的概念圖。 圖5是示出了利用現有的絕對式編碼器的發送例的概念圖。
【具體實施方式】
[0021]<實施方式>
〔控制系統X的結構〕
參照圖1，對本發明的實施方式所涉及的控制系統X的結構進行說明。控制系統X構成為包括上位設備2、控制部10、馬達11以及編碼器部12。
其中，控制部10和編碼器部12作為本實施方式的絕對式編碼器1發揮功能。
[0022]控制部10通過來自上位設備2的控制信號控制馬達11的驅動。并且，控制部10例如響應來自上位設備2的絕對數據請求，從編碼器部12獲取旋轉位置數據，并通過增量信號傳輸至上位設備2。
控制部10例如包括控制放大器、微型控制器、數字信號處理器(DSP)以及專用集成電路(ASIC)等。
[0023]馬達11根據來自控制部10的控制信號使作為旋轉輸出軸的軸S以旋轉軸線A為中心軸線旋轉。
馬達11為包括轉子(rotor)、軸承(bearing)、定子(stator)以及托架(bracket)等的普通的伺服馬達等。
[0024]編碼器部12為能夠檢測旋轉位置作為絕對值的旋轉位置數據的絕對方式的編碼器。編碼器部12始終檢測與馬達11同軸的軸S的角度作為旋轉位置數據。該旋轉位置數據包括表示軸S旋轉的次數的多周旋轉數據和表示軸S的角度的旋轉一周內數據。并且，旋轉位置數據為多周旋轉數據和旋轉一周內數據為連續的比特串的數據。其中，多周旋轉數據為數比特至數十比特的分辨率，旋轉一周內數據為數比特至數百比特的分別率。
并且，編碼器部12根據來自控制部10的指示向控制部10輸出旋轉位置數據。此時，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式的角度檢測機構、微型控制器、數字信號處理器(DSP)以及專用集成電路(ASIC)等。
并且，編碼器部12內置有電池，因此即使在不對控制部10以及馬達11供電的狀態下，若通過外力等驅動軸S，則也會在內置的存儲媒體中持續存儲旋轉位置數據。
[0025]上位設備2為控制馬達11的客戶端(顧客)用設備。上位設備2獲取檢測出的旋轉位置數據，并將與獲取的旋轉位置數據對應的控制信號發送到控制部10。并且，上位設備2例如為具有微型控制器的各種設備的邏輯板等。