エンコーダは位置制御に不可欠【インクリメンタル形とアブソリュート形の特徴を比較】

 

今回は「エンコーダは位置制御に不可欠」についての記事です。

位置制御や位置決めには欠かせない機器として、エンコーダーがあります。

私の経験上、エンコーダーに関わるトラブルは意外と多く、知識がないために解決ができないこともあります。

そこで、今回はエンコーダーについて、種類と特徴をまとめておこうと思います。

 

エンコーダとは

エンコーダとは、回転時の「速度」「位置」「回転方向」を高い分解能で検出する機器です。

エンコーダーはモーター（電動機）などの、回転運動と組み合わせて使用されます。代表的な製品には「サーボモーターがあります。」

 

引用抜粋：オムロン　インクリメンタル形　E6F-C

 

位置制御の仕組み

エンコーダは「速度」「位置」「回転方向」の検出のために、エンコーダ内部に「スリット付きの円盤」と「発光素子」と「受光素子」が内蔵されています。

 

検出の仕組み

 

検出方式の種類

検出方式には「インクリメンタル形」と「アブソリュート形」の2種類の方式があり、制御方法や特徴に違いがあります。

＊インクリメンタル形はインクリメントとも呼ばれます

 

引用抜粋：多摩川精機　ロータリーエンコーダ

 

円盤のスリットに大きな違いがあります。

 

インクリメンタル形とアブソリュート形の特徴

それでは、インクリメンタル形とアブソリュート形の特徴について、詳しくまとめておきます。

 

	インクリメンタル	アブソリュート
検出タイプ	相対位置検出タイプ	絶対位置検出タイプ
原点復帰	電源OFF（非常停止含む）をしたら、原点復帰動作が必要	電源OFFしても、位置を記憶しているので、原点復帰不要
バッテリ	バッテリ不要	必要タイプと不必要タイプがある。（バッテリで位置情報を管理している）
原位置（基準位置）	Z相を原位置の基準とする（1回転で1回、Z相のスリットがある）	任意の位置を原位置として登録できる
検出方法	回転時のスリットをパルスで検出。回転していないと検出できない	回転していても、していなくても、複雑なスリットパターンのため検出可能
回転方向の検出	A相とB相のどちらを検出するか？によって回転方向を検出	スリットパターンによって回転方向を検出（検出が速い）
価格	アブソリュートより安い	高価（近年は価格差は少ない）

 

補足　インクリメンタル形

インクリメンタル形は、電源OFFで毎回原点復帰が必要ですが、トラブル後の復旧で原位置（基準位置）のズレを気にする必要がない、とも考えられます。

しかし、Z相の位置は1回転で1回しかないので、例えば、原点センサやボールねじのカップリングなどのズレがZ相付近で起きると、Z相の検出（原位置）が1回転分ズレることがあります。

その逆に、1回転の範囲内でのズレであれば、原点センサがONしてからの回転量（移動量）に違いはありますが、原点停止位置は同じ（変化なし）となります。

 

 

補足　アブソリュート形

アブソリュート形の最大のメリットは、原点復帰をしなくとも位置情報を検出ことが可能であることです。

ただし、バッテリー必要タイプはバッテリーの劣化やエンコーダーのケーブルを切り離した場合には、位置情報が消失してしまうため、原点復帰や基準位置の再登録が必要になります。

バッテリー不要タイプは、各メーカーによって独自の技術で製品化されています。私は、バッテリー不要タイプのエンコーダーをメンテナンスしたことはないのですが、位置情報が消失しないとのことなので、正確に復旧できれば、原位置や基準位置の再登録は不要でしょう。

 

まとめ

今回は、位置制御のために使用されるエンコーダーについてまとめてみました。組立やメンテンナンスをする作業者（メカ側）にも必要な情報だと思います。私の経験では、エンコーダーがらみのトラブルは多く発生するので、インクリメンタル形とアブソリュート形の特徴を把握したうえで対応しましょう。参考にしてください。

 

＊機械制御の参考にいかがでしょうか

 

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以上です。