[发明专利]旋转编码器以及旋转编码器的异常检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于检测旋转编码器的内部异常的技术。

背景技术

旋转编码器是将旋转的机械位移量变换为电信号后处理该信号，从而检测位置或者旋转速度的传感器。

旋转编码器大致分为增量式和绝对式。增量式的旋转编码器一般输出被称为A相以及B相的两相的信号。一般，其相位差为90°的电角度。利用这样的相位关系，能够检测出旋转方向（正转以及反转）。

增量式的旋转编码器分为A相信号以及B相信号为矩形波的类型（矩形波增量编码器）和A相信号以及B相信号为正弦波的类型（SIN/COS增量编码器）。矩形波增量编码器是根据轴的旋转位移量来输出矩形波（脉冲信号）的类型的旋转编码器。另外，在矩形波增量编码器中还存在除了A相以及B相之外输出被称为Z相（一个旋转输出一次）的矩形波信号的产品。从旋转编码器输出的脉冲的数目通过计数器进行计数。通过该计数器的计数值来检测旋转量。

通过上述特征，旋转编码器例如生成自动组装机等装置的速度、移动位移量、加速度、移动方向等信息。用户基于这些信息，能够执行装置的控制或者各种状态的检测。

考虑在旋转编码器的内部产生如以下要说明那样的异常。

（1）A相信号以及B相信号的输出电路中的短路；

（2）A相信号以及B相信号的输出电路中的断路；

（3）A相信号以及B相信号中的一方或者双方的逻辑维持是“H”以及“L”中的一个；

（4）检测系统的异常（例如照明元件的不点亮等）。

在产生了这些内部异常的其中一个时，无论装置是否已驱动，旋转编码器的输出都表示该装置的静止。在这样的情况下，存在如下的可能性：尽管 装置实际在运转，但操作者会根据旋转编码器的输出而判断为装置静止。因此，为了确保操作者的安全性，要求检测旋转编码器的内部异常。

例如，非专利文献1、2公开SIN/COS增量编码器。非专利文献3、4公开用于诊断SIN/COS增量编码器的输出信号的异常的IC（半导体集成电路）。在SIN/COS增量编码器的情况下，通过利用了Sin²θ＋Cos²θ=1的定理的公知的信号处理，能够检测出上述的（1）~（4）的内部异常。

[非专利文献1]″Incremental Encoders"[online],2012年2月3日检索，互联网<URL:http://www.kuebler.cn/PDFs/leaflet/drehgeber/chinese/5814-5834_SIL_cn.pdf>

[非专利文献2]"Incremental rotary encoder"[online],2012年2月3日检索，互联网<URL:http://files.pepperl-fuchs.com/selector_files/navi/productInfo /edb/t41131_eng.pdf>

[非专利文献3]″iC-RC1000 SIN/COS SIGNAL SAFETY MONITOR IC",[online],2012年2月3日检索，互联网<URL:http://www.ichaus.de/upload/pdf/RC1000_datasheet_A2en.pdf>,<URL:http://www.ichaus.de/upload/pdf/RC1000_flyer_rev1.pdf>

[非专利文献4]"iC-MSBSAFETY，iC-MSB2 SIN/COS SIGNAL CONDITIONER WITH 1Vpp DRIVER"[online],2012年2月3日检索，互联网<URL:http://www.ichaus.de/upload/pdf/MSB_datasheet_D2en.pdf>

但是，上述的非专利文献1、2例举的旋转编码器输出用于该旋转编码器中的内部异常的检测的信号。因此，为了检测编码器的内部异常，必须构成用于用户进行检测的电路，并使该电路动作。因此，用户的负担增大。

进而，在用户侧构筑了这样的异常检测装置的情况下，该异常检测装置成为功能安全关联部。为了使用户构筑的异常检测装置适合与安全性有关的标准，需要由第三方的标准认证机构来审查装置并接受其认证。这一点上用户的负担也将增大。