位置检测模块及其位置检测系统的制作方法

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1.本发明有关一种位置检测模块及其位置检测系统，尤其关于安全双通道的位置检测模块及其位置检测系统。

背景技术：

2.一般机器手臂具有多轴臂与多关节，从第一轴臂衔接第一关节，依序第二轴臂衔接第二关节，至第六轴臂衔接第六关节，每一关节控制每一轴臂各自的运动，如此机器手臂具有六自由度的运动方向。在关节控制轴臂运动期间，需要位置检测模块检测轴臂的运动位置，以便反馈轴臂的位置信息至控制器。控制器则可以依据位置信息产生控制信号，并传输控制信号至各关节，使各关节依据控制信号带动各轴臂运动至特定的位置。
3.然而，在一般的位置检测模块中，无容错能力的设计，例如当位置检测模块发生故障时，导致机器手臂马上断电并急停，而延误产线的时程，且易于影响周边元件的寿命。鉴于上述问题，本发明提出一种具有容错能力的位置检测模块，延长周边元件的寿命，并维持产线的生产力。

技术实现要素：

4.本发明之目的提供一种位置检测模块及其位置检测系统，其具有自身动态监控，若位置检测模块的部分发生异常，可待产线停止运作时再进行维修。
5.为了达到前述发明的目的，本发明提供一种位置检测模块及其位置检测系统，位置检测模块包含一第一输出端口、一第二输出端口、一第三输出端口与一第四输出端口，第一输出端口输出一第一检测信号，第二输出端口输出一第一位置信号，第三输出端口输出一第二检测信号，及第四输出端口输出一第二位置信号。如此，两组检测信号与位置信号的设计使位置检测模块具有容错能力，达到安全双通道的需求。
6.再者，位置检测系统包含位置检测模块与一微处理器，位置检测模块耦接微处理器，微处理器包含一第一信号处理模块、一第二信号处理模块、一第一输入引脚与一第二输入引脚，第一信号处理模块与第二信号处理模块分别接收并处理第一位置信号与第二位置信号，第一输入引脚与第二输入引脚分别接收该第一检测信号与该第二检测信号。
7.微处理器包含一读取控制模块，其耦接位置检测模块，并控制位置检测模块输出不同运作状态的检测信号。
附图说明
8.图1为本发明位置检测模块及其位置检测系统的示意图。
9.图2为本发明位置检测模块之第一位置检测器异常的示意图。
10.图3为本发明位置检测模块之第二位置检测器异常的示意图。
11.图4为本发明位置检测模块之编码盘异常的示意图。
12.图5为本发明第一位置检测器与第二位置检测器异常的示意图。
13.图6为本发明位置检测系统检测异常的流程图。
14.0第二电平
15.1第一电平
16.10位置检测模块
17.11位置传感器
18.12位置传感器
19.13编码盘
20.20微处理器
21.21第一检测处理模块
22.22第一信号处理模块
23.23第二检测处理模块
24.24第二信号处理模块
25.25读取控制模块
26.30第一输入引脚
27.31第二输入引脚
28.32第三输入引脚
29.33第四输入引脚
30.34第一输出引脚
31.35第二输出引脚
32.a第一输出端口
33.b第二输出端口
34.c第三输出端口
35.c1第一控制信号
36.c2第二控制信号
37.d第四输出端口
38.e第一输入端口
39.f第二输入端口
40.e1第一检测信号
41.e2第二检测信号
42.p1第一位置信号
43.p2第二位置信号
具体实施方式
44.有关本发明为达成上述目的，所采用之技术手段及其功效，兹举实施例，并配合图式加以说明如下。
45.请参阅图1，其为本发明位置检测模块及其位置检测系统的示意图。如图所示，位置检测系统包含位置检测模块10与微处理器20，位置检测模块10耦接微处理器20以传输多种信号。图1中的位置检测模块10具有四个输出端口a、b、c、d及两个输入端口e、f，但其输出端口与输入端口数量皆为实施例说明之用，非局限本发明实施方式。位置检测模块10的第
一输出端口a输出第一检测信号e1，第二输出端口b输出第一位置信号p1，第三输出端口c输出第二检测信号e2，第四输出端口d输出第二位置信号p2。如此，两组检测信号e1、e2与位置信号p1、p2的设计，使位置检测模块10具有容错能力，达到安全双通道的需求。即若位置检测模块10的其中一组检测信号(例如e1)检测到异常结果时，表示位置检测模块10部分发生异常，但位置检测模块10的另一组检测信号(例如e2)是检测到正常结果，而仍可持续检测位置信号p2，待产线停止运作时再进行维修检测到异常的部分，无须立即停止产线的运行。
46.位置检测模块10包含一第一位置检测器11、一第二位置检测器12与一编码盘13。第一位置检测器11包含第一输出端口a与第二输出端口b，而分别输出第一检测信号e1与第一位置信号p1。第二位置检测器12包含第三输出端口c与第四输出端口d，而分别输出第二检测信号e2与第二位置信号p2。图式中第一位置检测器11与第二位置检测器12设置于编码盘13，并分别包含一个光源(如圆形位置)与两个光传感器(如方形位置)，以检测编码盘13的转动，而产生第一位置信号p1与第二位置信号p2。再者，本发明的第一位置检测器11与第二位置检测器12除了可以检测编码盘13的状态(转动或脏污等等)外，亦可以进行自身动态监控。例如检测编码盘13是否损坏与检测自身是否故障，而输出第一检测信号e1与第二检测信号e2。第一位置检测器11与第二位置检测器12分别包含一存储元件，例如寄存器(图未示)，如此第一位置检测器11与第二位置检测器12所检测到的信号经由其自身的运算元件以不同运算逻辑运算后，获得多种的运作状态并存储于各别的寄存器。因此，各寄存器可以存储多种正常或异常运作状态的资料。其中，运作状态可以例如为电流、电压、脏污或供电状态等等。
47.承接上述，第一检测信号e1与第二检测信号e2的一第一电平1可以用于分别表示第一位置检测器11、第二位置检测器12与编码盘13为正常状态，第一检测信号e1与第二检测信号e2的第二电平0可以用于分别表示第一位置检测器11、第二位置检测器12与编码盘13存在异常状态。第一位置信号p1与第二位置信号p2的差异可以表示编码盘13的转动状态(如转动角度等等)，或者第一位置信号p1与第二位置信号p2自身皆可以表示编码盘13的转动状态，其依据不同类型编码盘13而变化。
48.复参阅图1，第一输出端口a、第二输出端口b、第三输出端口c及第四输出端口d为不同输出端口。再者，编码盘13视为一个360度的圆盘(亦可以称为光盘)，实施例中第一位置检测器11与第二位置检测器12之间相距70度，然而，第一位置检测器11与第二位置检测器12的设置位置亦可以改为相距180度，其可依据需求所变化，非实施例所限。或者，编码盘13可以设定为解析度2
18
bits，所以2
18
＝262144脉冲/圈。因此，第一位置检测器11与第二位置检测器12之间可以相距约262144*70/360≒51000个脉冲，或者相距262144*180/360≒130000个脉冲，其同样为可选择的设计事项。
49.在位置检测模块10具有容错设计下，当第一检测信号e1与第二检测信号e2为第一电平1时，可以选择启用第一位置检测器11或第二位置检测器12。请参阅图2，为本发明位置检测模块之第一位置检测器异常的示意图。如图所示，当第一检测信号e1为第二电平0及第二检测信号e2为第一电平1时，则停用第一位置检测器11及启用第二位置检测器12，使产线或机械手臂持续工作。反之请参阅图3，其为本发明位置检测模块之第二位置检测器异常的示意图。如图所示，当第一检测信号e1为第一电平1及第二检测信号e2为第二电平0时，则启用第一位置检测器12及停用第二位置检测器。换言之，安全双通道(即两组位置检测器11、
12)的位置检测模块10及其位置检测系统无须紧急停机，降低周边元件损坏可能性。
50.请参阅图4，其为本发明位置检测模块之编码盘异常的示意图。如图所示，第一位置检测器11与第二位置检测器12检测编码盘13后，以相关编码盘13状态的运算逻辑，运算所测得的第一检测信号e1与第二检测信号e2是为第二电平0，其表示第一位置检测器11与第二位置检测器12皆测得编码盘13存在故障或编码盘13有多处脏污，需停机检查或维修。或者，不同于图4实施例的状况，例如当运算后的第一检测信号e1与第二检测信号e2之一为第二电平0时，表示编码盘13尚未严重异常，例如仅有一处脏污，仍可以持续运作。
51.请参阅图5，其为本发明第一位置检测器与第二位置检测器异常的示意图。如图所示，第一位置检测器11与第二位置检测器12检测编码盘13后，以相关位置检测器状态的运算逻辑，运算所测得的第一检测信号e1与第二检测信号e2是为第二电平0，其表示第一位置检测器11与第二位置检测器12皆存在异常，需停机检查或维修。或者，不同于图5实施例的状况，例如当运算后的第一检测信号e1与第二检测信号e2之一为第二电平0时，表示两组位置检测器11、12之一为正常状态，则位置检测模块10仍可以持续运作。
52.复参阅图1至图5，其微处理器20绘示相同实施方式，位置检测模块10与微处理器20相互耦接，微处理器20包含第一信号处理模块22、第二信号处理模块24、第一输入引脚30与第二输入引脚31。第一信号处理模块22与第二信号处理模块24分别经由第三输入引脚32与第四输入引脚33接收并处理第一位置信号p1与第二位置信号p2，以依据编码盘13的转动状态进行后续控制。第一输入引脚30与第二输入引脚31分别接收第一检测信号e1与第二检测信号e2。再者，微处理器20包含第一检测处理模块21与第二检测处理模块23，其分别用于处理第一检测信号e1与第二检测信号e2，以将位置检测系统的检测结果通知至作业人员。换言之。位置检测系统中的第一、第二位置检测器11、12可以检测编码盘13的转动而输出第一、第二位置信号p1、p2，与检测位置检测模块10的状态而输出第一、第二检测信号e1、e2。
53.此外，微处理器20包含一读取控制模块25，其耦接位置检测模块10，并控制位置检测模块10输出表示其他运作状态的检测信号e1、e2。例如，读取控制模块25经由第一输出引脚34与第二输出引脚35耦接第一位置检测器11与第二位置检测器12。读取控制模块25产生第一控制信号c1与第二控制信号c2至第一位置检测器11与第二位置检测器12，而控制位置检测模块10内的寄存器，提供对应的运作状态资料。即当读取控制模块25控制寄存器提供相关于位置检测器11、12的检测结果时，位置检测模块10输出的第一检测信号e1与第二检测信号e2是关于位置检测器11、12正常与否。若读取控制模块25控制寄存器提供相关于编码盘13的检测结果时，位置检测模块10输出的第一检测信号e1与第二检测信号e2是关于编码盘13是否过于脏污或损伤严重。或者，读取控制模块25可以控制寄存器提供相关于电压值或电流值的检测结果。以上，皆是可设计之一，非实施例所限。
54.请参阅图6，其为本发明位置检测系统检测异常的流程图。如图所示，首先步骤s1，开始监控程序，于步骤s2微处理器20监控第一、第二检测信号e1、e2。于步骤s3，当微处理器20监控到第一位置检测器11产生的第一检测信号e1为第一电平1时，进入步骤s4，微处理器20接着判断第二位置检测器12产生的第二检测信号e2为第一电平1时，进入步骤s5，警示装置(例如显示器)通知第一位置检测器11与第二位置检测器12正常。同样方式亦可以检测编码盘13的多个检测轨道正常。所以进入步骤s6，作业人员透过微处理器20可以选择启用第一位置检测器11或第二位置检测器12，进行后续工作任务。
55.再者，于步骤s3，若微处理器20判断第一检测信号e1为第二电平0时，进入步骤s7，接续判断第二检测信号e2是否为第一电平1，若第二检测信号e2为第一电平1进入步骤s8，则通知第一位置检测器11异常而第二位置检测器12正常，如此进入步骤s9启用第二位置检测器12。同样判断方式亦可以判断编码盘13的多个检测轨道中有部分检测轨道存在脏污或损伤，不再覆述。
56.或者，于步骤s7，若微处理器20判断第二检测信号e2为第二电平0时，进入步骤s10，发出警示并通知两组位置检测器11、12异常，如此进入步骤s11位置检测模块10无法持续正常工作，需停止运作并进行维修。同理，可以检测编码盘13有多处脏污或损伤严重，而须停机检查。
57.此外，若微处理器20于步骤s4判断第二检测信号e2不为第一电平1时，进步步骤s12，通知第一位置检测器11正常而第二位置检测器12异常，因此作业人员于步骤s13启用第一位置检测器11。或者，作业人员得知编码盘13的多个检测轨道中可能有一部分轨道有脏污或损伤。
58.因此，本发明提供一种位置检测模块及其位置检测系统，位置检测模块包含一第一输出端口、一第二输出端口、一第三输出端口与一第四输出端口，第一输出端口输出一第一检测信号，第二输出端口输出一第一位置信号，第三输出端口输出一第二检测信号，及第四输出端口输出一第二位置信号。如此，两组检测信号与位置信号的设计使位置检测模块具有容错能力，达到安全双通道的需求。
59.再者，位置检测系统包含位置检测模块与一微处理器，位置检测模块耦接微处理器，微处理器包含一第一信号处理模块、一第二信号处理模块、一第一输入引脚与一第二输入引脚，第一信号处理模块与第二信号处理模块分别接收并处理第一位置信号与第二位置信号，第一输入引脚与第二输入引脚分别接收该第一检测信号与该第二检测信号。
60.微处理器包含一读取控制模块，其耦接位置检测模块，并控制位置检测模块输出表示不同运作状态的检测信号。
61.以上所述者，仅为用以方便说明本发明之实施例，本发明之范围不限于该等实施例，凡依本发明所做的任何变更，于不脱离本发明之精神下，皆属本发明申请专利之范围。

技术特征：

1.一种位置检测模块，其包含：一第一输出端口，输出一第一检测信号；一第二输出端口，输出一第一位置信号；一第三输出端口，输出一第二检测信号；及一第四输出端口，输出一第二位置信号。2.如权利要求1所述的位置检测模块，其包含：一第一位置检测器，包含该第一输出端口与该第二输出端口，分别输出该第一检测信号与该第一位置信号；及一第二位置检测器，包含该第三输出端口与该第四输出端口，分别输出该第二检测信号与该第二位置信号。3.如权利要求2所述的位置检测模块，其中，该第一位置检测器与该第二位置检测器相距70或180度。4.如权利要求1所述的位置检测模块，其包含：一第一位置检测器，包含该第一输出端口与该第二输出端口，该第一位置检测器设置于一编码盘，并检测该编码盘的转动而输出该第一位置信号，与检测该位置检测模块的状态而输出该第一检测信号；及一第二位置检测器，包含该第三输出端口与该第四输出端口，该第二位置检测器设置于该编码盘，并检测该编码盘的转动而输出该第二位置信号，与检测该位置检测模块的状态而输出该第二检测信号。5.如权利要求4所述的位置检测模块，其中，该第一位置检测器与该第二位置检测器相距约51000或130000个脉冲的周期。6.如权利要求1所述的位置检测模块，其中，该第一检测信号与该第二检测信号的一第一电平分别表示一第一位置检测器与一第二位置检测器为一正常状态，该第一检测信号与该第二检测信号的一第二电平分别表示该第一位置检测器与该第二位置检测器为一异常状态，该第一位置信号与该第二位置信号的差异表示一编码盘的转动状态。7.如权利要求6所述的位置检测模块，其中，当该第一检测信号与该第二检测信号为该第一电平时，启用该第一位置检测器或该第二位置检测器；当该第一检测信号为该第一电平及该第二检测信号为该第二电平时，启用该第一位置检测器及停用该第二位置检测器；当该第一检测信号为该第二电平及该第二检测信号为该第一电平时，启用该第二位置检测器及停用该第一位置检测器。8.如权利要求1所述的位置检测模块，其中，该第一输出端口、该第二输出端口、该第三输出端口及该第四输出端口为不同输出端口。9.如权利要求1所述的位置检测模块，其中，该位置检测模块耦接一微处理器，该微处理器包含一第一信号处理模块、一第二信号处理模块、一第一输入引脚与一第二输入引脚，该第一信号处理模块与该第二信号处理模块分别接收并处理该第一位置信号与该第二位置信号，该第一输入引脚与该第二输入引脚分别接收该第一检测信号与该第二检测信号。10.如权利要求9所述的位置检测模块，其中，微处理器包含一读取控制模块，其耦接位置检测模块，并控制位置检测模块输出不同运作状态的检测信号。

技术总结

一种位置检测模块及其位置检测系统，位置检测模块包含一第一输出端口、一第二输出端口、一第三输出端口与一第四输出端口，第一输出端口输出一第一检测信号，第二输出端口输出一第一位置信号，第三输出端口输出一第二检测信号，及第四输出端口输出一第二位置信号。如此，两组检测信号与位置信号的设计使位置检测模块具有容错能力，达到安全双通道的需求。达到安全双通道的需求。达到安全双通道的需求。