CN108713129A - 编码器装置、驱动装置、载台装置及机械手装置 - Google Patents
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Abstract
具备:具有在规定方向上排列的图案(12)的标尺(11);获取图案(12)的信息的获取部(20);和支承部(40),其相对于标尺(11)和获取部(20)的一者在与规定方向不同的方向上的移动,将标尺(11)和获取部(20)的另一者支承为能够在不同的方向上移动。
Description
技术领域
本发明涉及编码器装置、驱动装置、载台装置及机械手装置。
背景技术
检测旋转信息(有时也称为旋转位置信息)的编码器装置搭载在驱动装置(例如,马达装置)等各种装置(例如,参照下述专利文献1)中。编码器装置具备设于驱动装置的旋转轴并旋转的旋转部(标尺),通过获取部检测来自该旋转部(标尺)的图案的光或磁而获取旋转信息。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-318439号公报
发明内容
期望编码器装置能够高精度地获取旋转信息。关于编码器装置,例如若旋转轴的位置变动,则会发生旋转部(图案)与获取部的位置偏移。因为这两者的位置偏移,会导致获取的旋转信息的精度下降。
根据本发明的第1方案,提供一种编码器装置,具备:标尺,其具有在规定方向上排列的图案;获取部,其获取图案的信息;和支承部,其相对于标尺和获取部的一者在与规定方向不同的方向上的移动,将标尺和获取部的另一者支承为能够在不同的方向上移动。
根据本发明的第2方案,提供一种编码器装置,具备:第1标尺,其安装在第1测定轴,且具有在第1方向上排列的第1图案;第1获取部,其获取第1图案的信息;第2标尺,其安装在经由动力传动机构与第1测定轴连结的第2测定轴,且具有在第2方向上排列的第2图案;第2获取部,其获取第2图案的信息;和支承部,其相对于第2标尺和第2获取部的一者在与第2方向不同的方向上的移动,将第2标尺和第2获取部的另一者支承为能够在不同的方向上移动。
根据本发明的第3方案,提供一种驱动装置,具备:供给驱动力的驱动部;和与驱动部连接的根据第1方案的编码器装置。
根据本发明的第4方案,提供一种驱动装置,具备:根据第2方案的编码器装置;和向第1测定轴及第2测定轴的至少一者供给驱动力的驱动部。
根据本发明的第5方案,提供一种载台装置,具备:移动体;和使移动体移动的根据第3方案或第4方案的驱动装置。
根据本发明的第6方案,提供一种机械手装置,具备根据第3方案或第4方案的驱动装置。
附图说明
图1是表示第1实施方式的编码器装置的一例的图,(A)为剖视图,(B)为俯视图,(C)为局部的侧视图。
图2是表示旋转轴偏心移动后的状态的图。
图3是表示第2实施方式的编码器装置的一例的图,(A)为剖视图,(B)为俯视图,(C)为局部的侧视图。
图4是表示第3实施方式的编码器装置的一例的图,(A)为剖视图,(B)为俯视图。
图5是表示第4实施方式的编码器装置的一例的图,(A)为剖视图,(B)为俯视图。
图6是表示第5实施方式的编码器装置的一例的图,(A)为剖视图,(B)为俯视图。
图7是表示第6实施方式的编码器装置的一例的剖视图。
图8的(A)及图8的(B)是表示在第6实施方式中旋转轴移动后的状态的剖视图。
图9是表示第7实施方式的编码器装置的一例的图,(A)为剖视图,(B)为俯视图。
图10是表示第8实施方式的编码器装置的一例的剖视图。
图11是表示第8实施方式的编码器装置的一例的图,(A)为俯视图,(B)为局部的侧视图。
图12的(A)及图12的(B)是表示测定轴偏心移动后的状态的图。
图13是表示第9实施方式的编码器装置的一例的剖视图。
图14是图13所示的编码器装置的俯视图。
图15是表示第10实施方式的编码器装置的一例的俯视图。
图16是表示第11实施方式的编码器装置的一例的剖视图。
图17是图16所示的编码器装置的俯视图。
图18是表示第12实施方式的编码器装置的一例的剖视图。
图19是表示第13实施方式的编码器装置的一例的剖视图。
图20是表示实施方式的驱动装置的一例的图。
图21是表示实施方式的驱动装置的其他例的图。
图22是表示实施方式的载台装置的一例的图。
图23是表示实施方式的载台装置的其他例的图。
图24是表示机械手装置的一例的立体图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。但是,本发明不限定于此。此外,在附图中,会采用将局部放大或强调地记载等方式适当变更比例尺来表现。此外,适当使用以下各图中示出的XYZ坐标系对方向进行说明。关于X方向、Y方向及Z方向,分别适当地将图中箭头方向设为+方向(例如+X方向),将其相反方向设为-方向(例如-X方向)。
[第1实施方式]
图1是表示第1实施方式的编码器装置100的一例的图。图1的(A)是基于与XZ平面平行的平面所做的剖视图,图1的(B)是朝-Z方向观察时的俯视图。图1的(C)将在后叙述。如图1的(A)及(B)所示,编码器装置100具备旋转部10、获取部(检测部)20、壳体30和支承部40。编码器装置100安装在马达等驱动部101。编码器装置100检测驱动部101的旋转轴(测定轴)102的旋转信息(旋转位置信息)。旋转轴102例如是马达的转轴(转子),但也可以是与负载连接的作用轴(输出轴)。作用轴经由减速器或变速器等动力传动部而与马达的转轴连接。编码器装置100检测到的旋转信息向驱动部101的控制部供给。该控制部使用从编码器装置100供给的旋转信息来控制旋转轴102的旋转。
旋转信息包含表示旋转轴102的转数的多旋转信息及表示旋转轴102的旋转不满1周的角度位置(旋转角)的角度位置信息。多旋转信息既可以是像1周、2周这样用整数表示转数的信息,也可以是像360°、720°这样用角度(例如360°的整数倍)表示转数的信息。角度位置信息是如90°、120°、270°这样的信息,旋转信息是像1周又90°(450°)这样的能够将旋转不满1周的旋转角和旋转1周以上的旋转角区分进行表示的信息。另外,旋转信息、多旋转信息及角度位置信息的至少一者可以用度(°)以外的维度(例如弧度)进行表示,其数值也可以用二进制数等(例如规定位(bit)数的数字数据)进行表示。
旋转部10具有标尺11。标尺11固定在马达等驱动部101的旋转轴102的负载相反侧。负载相反侧是旋转轴102中的与旋转对象物(其被驱动部101的旋转轴102驱动)连接的那一侧的相反侧。在将标尺11配置在负载相反侧的情况下,可抑制来自旋转对象物具有的负载等的污垢(例如油)飞散至标尺11并附着其上。
标尺11例如为圆盘状的部件,使用+Z侧的上表面及-Z侧的下表面与XY平面平行的板状部件。标尺11固定在旋转轴102上,配置为相对于旋转轴102垂直(与XY平面平行)或大致垂直。此外,标尺11中心以通过旋转轴102的旋转的中心轴AX的方式配置。标尺11的原料是任意的,例如由金属、树脂等形成。
标尺11具备图案12。图案12在标尺11的上表面设为圆环状(环状)。图案12的中心与标尺11的中心大致一致。图案12包含形成为同心圆状的增量图案及绝对图案的至少一者。图案12是光反射图案,但不限定于此,也可以是光透射图案或磁图案。
获取部20与标尺11中的形成有图案12的面相对地配置。获取部20具有对图案12照射光的光照射部和对照射至图案12并反射的光进行检测的受光部。光照射部包含发光二极管(LED)等固体光源。光照射部也可以包含发光二极管以外的固体光源(例如激光二极管),还可以包含灯光源。作为受光部,使用光电元件等。利用受光部读取到的光作为电信号通过有线或无线方式发送至未图示的控制装置。
此外,在标尺11的图案12由磁图案形成的情况下,获取部20检测基于磁图案的磁场的变化。
壳体30收纳旋转部10及获取部20。壳体30安装在驱动部101中的主体部103。壳体30具有圆筒部31及盖部32。圆筒部31利用螺栓等未图示的固定部件,固定在主体部103的+Z侧的表面上。圆筒部31包围旋转部10的标尺11的四周地配置。圆筒部31配置为中心轴与旋转轴102的中心轴AX一致。盖部32配置在圆筒部31的+Z侧的端面。盖部32利用未图示的固定部件固定在圆筒部31,但也可以与圆筒部31一体地形成。盖部32以与旋转部10的标尺11相对的方式配置。
支承部40具有基板41及连接部42。基板41例如为矩形的板状,相对于标尺11在中心轴AX的轴线方向上隔开规定间隔地配置。基板41配置为与标尺11平行或大致平行。此外,基板41配置为相对于盖部32也平行或大致平行。
在基板41的-Z侧的表面上安装有获取部20。基板41也可以具有与获取部20电连接的电路。基板41具有在中心轴AX的轴线方向上贯通的贯通部41a。旋转轴102经由轴承43贯通于贯通部41a。基板41利用轴承43而被支承为能够绕旋转轴102的中心轴AX的轴线方向旋转。利用该轴承43,以即使旋转轴102旋转的情况下也不使基板41旋转的方式将基板支承在旋转轴102。此外,基板41通过由轴承43支承而与标尺11的间隔被维持为固定。由此,能够将获取部20相对于图案12的距离维持为固定。
连接部42具有基板侧毂44、壳体侧毂45和滑块46。这些基板侧毂44、壳体侧毂45及滑块46构成十字头联轴器47。图1的(C)是表示从-X方向观察连接部42时的一例的图。如图1的(A)及(C)所示,基板侧毂44固定在基板41的+Z侧的上表面。基板侧毂44具备沿着Y方向延伸的凸部。壳体侧毂45固定在盖部32的-Z侧的表面。壳体侧毂45具备沿着X方向延伸的凸部。
滑块46在Z方向上配置在基板侧毂44与壳体侧毂45之间。滑块46在-Z侧的表面具有基板侧凹部46a。基板侧凹部46a沿着Y方向形成为槽状。在基板侧凹部46a嵌入有基板侧毂44的凸部。在基板侧毂44的凸部嵌入于基板侧凹部46a的状态下,滑块46能够相对于基板侧毂44在Y方向上相对地移动,此外,滑块46相对于基板侧毂44向X方向的相对移动受到限制。
滑块46在+Z侧的表面具有壳体侧凹部46b。壳体侧凹部46b沿着X方向形成为槽状。在壳体侧凹部46b嵌入有壳体侧毂45的凸部。在壳体侧毂45的凸部嵌入于壳体侧凹部46b的状态下,滑块46能够相对于壳体侧毂45在X方向上相对地移动,此外,滑块46相对于壳体侧毂45向Y方向的相对移动受到限制。
像这样,滑块46分别与基板侧毂44和壳体侧毂45连结,因此,基板41能够在X方向或Y方向上移动,但是向以中心轴AX为轴的旋转方向的移动受到限制。另一方面,基板41通过轴承43支承在旋转轴102,因此,若旋转轴102移动则基板41伴随旋转轴102的移动而移动。因而,基板41从十字头联轴器47受到一定的限制,但会根据旋转轴102的移动而移动。固定在基板41的获取部20也与基板41同样地受到来自十字头联轴器47的限制,但会根据旋转轴102的移动而移动。
在旋转轴102偏心移动的情况下,伴随该旋转轴102的移动,基板41沿着XY面移动。另外,旋转轴102的偏心移动是指旋转轴102在沿着与中心轴AX正交的平面的方向上移动。在基板41与旋转轴102一同在X方向上移动的情况下,基板侧毂44及滑块46相对于壳体侧毂45在X方向上移动。此外,在基板41与旋转轴102一体地在Y方向上移动的情况下,基板侧毂44相对于滑块46(及壳体侧毂45)在Y方向上移动。像这样,连接部42以在旋转轴102偏心移动的情况下容许获取部20向X方向及Y方向的移动但限制获取部20绕中心轴AX旋转的方式支承获取部20。
因而,在旋转轴102偏心移动的情况下,获取部20与基板41一同与旋转轴102成为一体地在X方向及Y方向上移动。此外,在旋转轴102偏心移动的情况下,旋转部10的标尺11与旋转轴102一同与旋转轴102在同一方向上移动。由此,在旋转轴102偏心移动的情况下,获取部20追随旋转部10的标尺11在X方向及Y方向上移动。像这样,支承部40追随旋转轴102的移动而移动,由此对获取部20与旋转部10的标尺11的图案12进行对位。
接着,对在本实施方式的编码器装置100中降低因旋转轴102的偏心引起的检测误差的原理进行说明。图2是说明因偏心引起的检测误差产生的原理的图。首先,在图2的(A)中示出获取部20不追随旋转轴102的偏心移动的情况。如图2的(A)所示,假设旋转轴102的中心轴AX配置在XY坐标平面的位置J1(r,0),在旋转时,旋转轴102以中心轴AX描绘将原点(0,0)作为中心的圆的方式进行偏心移动。在该情况下,获取部20检测来自图案12中的配置在与X轴重叠的位置P1的图案12a的反射光。
在旋转轴102从该状态绕图中逆时针方向旋转角度θ的情况下,中心轴AX偏心移动到位置J2(rcosθ,rsinθ)。假设在中心轴AX保持位于J1的状态而旋转轴102旋转了的情况下,相对于位置P1在顺时针方向离开角度θ的位置Q1处的图案12b绕逆时针方向移动,从而配置在位置P1。该情况下,获取部20检测来自配置在位置P1的该图案12b的反射光。
但是,在由于偏心而旋转轴102的中心轴AX从位置J1移动到位置J2的情况下,图案12b配置在从X轴向+Y侧偏移了的位置Q2。此时,获取部20依然配置在X轴上,因此,在图案12中的与X轴重叠的位置Q3配置有图案12c。因而,获取部20检测来自图案12c的反射光。相对于图案12b的位置Q2,图案12c的位置Q3是以中心轴AX为中心向顺时针方向偏移了角度β的位置。因而,在获取部20产生相当于角度β的检测误差。
此处,若将从中心轴AX至图案12a的半径设为R,则位置Q3的坐标为:
(rcosθ+Rcos(-β),rsinθ+Rsin(-β))。
位置Q3是与X轴重叠的位置,因此,Y坐标为0。因而,
rsinθ+Rsin(-β)=0,
由此,角度β为:
β=sin-1((rsinθ)/R)。
与此相对,第1实施方式的编码器装置100在旋转轴102偏心移动的情况下,获取部20与旋转部10的标尺11及旋转轴102一同在X方向及Y方向上移动。因此,如图2的(B)所示,在由于偏心而旋转轴102的中心轴AX从位置J1移动到了位置J2的情况下,获取部20追随与中心轴AX的移动方向相同的方向而移动。由此,得以抑制获取部20与图案12的相对位置变化。该情况下,获取部20从X轴上移动而去,检测来自配置在位置Q2的图案12b的反射光。
以如上方式,第1实施方式的编码器装置100能够高精度地获取旋转轴102(旋转部10的标尺11)的旋转信息。编码器装置100的获取部20能够在与旋转轴102的中心轴AX交叉的方向(X方向、Y方向)上与旋转部10的标尺11及旋转轴102一同移动。因此,即使在旋转轴102偏心移动的情况下,也能够抑制旋转部10的标尺11的图案12与获取部20的相对位置关系发生偏移,能够无误差地获取旋转轴102(旋转部10的标尺11)的旋转信息。
另外,在本实施方式中,十字头联轴器47不限定于上述构成。例如,能够适用可抑制基板41绕中心轴AX旋转、但能够使基板41在X方向及Y方向上移动的任意构成。此外,在十字头联轴器47中,不限定于滑块46能够相对于基板侧毂44及壳体侧毂45分别在X方向及Y方向上移动,只要设定为能够在XY平面中正交的两个方向上移动就能够适用。此外,基板41不限定于使用矩形板状的部件,例如也可以使用圆盘状的部件。
[第2实施方式]
图3是表示第2实施方式的编码器装置200的一例的图。图2的(A)是基于与XZ平面平行的平面所做的剖视图,图2的(B)是朝-Z方向观察时的俯视图。如图2的(A)及(B)所示,编码器装置200具备旋转部10、获取部20、壳体30和支承部140。在第2实施方式中,支承部140的构成与第1实施方式不同,其他构成与第1实施方式相同。在以下的说明中,对与上述实施方式相同或等同的构成部分标注相同的附图标记并省略或简化说明。
支承部140具有基板41及连接部142。基板41的构成与第1实施方式相同。连接部142具有基板侧平行弹簧144、壳体侧平行弹簧145和弹簧支承部146。基板侧平行弹簧144安装在基板41的+Z侧的表面。基板侧平行弹簧144以沿着Y方向延伸的状态配置。基板侧平行弹簧144是Y方向的刚性较高、在Y方向上不会弹性变形或者在Y方向上几乎不会弹性变形的部件,基板侧平行弹簧144在X方向上能够弹性变形。
壳体侧平行弹簧145安装在盖部32的-Z侧的表面。壳体侧平行弹簧145以沿着X方向延伸的状态配置。壳体侧平行弹簧145是X方向的刚性较高、在X方向上不会弹性变形或在X方向上几乎不会弹性变形的部件,壳体侧平行弹簧145在Y方向上能够弹性变形。弹簧支承部146配置在基板侧平行弹簧144与壳体侧平行弹簧145之间。弹簧支承部146分别固定在基板侧平行弹簧144及壳体侧平行弹簧145这两者。
关于如上所述构成的编码器装置200,在旋转轴102偏心移动的情况下基板41与该旋转轴102一同移动这点,与第1实施方式相同。在基板41与旋转轴102一同在X方向上移动的情况下,基板侧平行弹簧144在X方向上弹性变形而容许基板41移动。此外,在基板41与旋转轴102一同在Y方向上移动的情况下,壳体侧平行弹簧145在Y方向上弹性变形而容许基板41移动。
此外,通过基板侧平行弹簧144、壳体侧平行弹簧145及弹簧支承部146,限制了基板41及获取部20向Z方向的移动。像这样,连接部143以在旋转轴102偏心移动的情况下容许获取部20向X方向及Y方向的移动但限制获取部20向Z方向的移动的方式支承获取部20。
因而,在旋转轴102偏心移动的情况下,获取部20和基板41一同与旋转轴102一体地在X方向及Y方向上移动。此外,在旋转轴102偏心移动的情况下,旋转部10的标尺11与旋转轴102一体地在X方向及Y方向上移动。因而,在旋转轴102偏心移动的情况下,获取部20追随旋转部10的标尺11及图案12而在X方向及Y方向上移动。像这样,支承部140追随旋转轴102的移动而移动,由此对获取部20与旋转部10的标尺11的图案12进行对位。
以如上方式,第2实施方式的编码器装置200能够高精度地获取旋转轴102的旋转信息。编码器装置200的获取部20在与旋转轴102的中心轴AX交叉的方向(X方向、Y方向)上与旋转部10的标尺11及旋转轴102一同移动,即使在旋转轴102偏心移动的情况下,也能够抑制旋转部10的标尺11的图案12与获取部20的相对位置关系发生偏移,能够无误差地获取旋转轴102(旋转部10的标尺11)的旋转信息。
此外,连接部142使用基板侧平行弹簧144及壳体侧平行弹簧145,因此,在基板41移动了的情况下,基板侧平行弹簧144及壳体侧平行弹簧145的一方或双方弹性变形。因而,在基板41返回原始位置的情况下(即旋转轴102返回原始位置的情况下),基板41通过基板侧平行弹簧144及壳体侧平行弹簧145的一方或双方的弹性力而恢复到原始位置。像这样,通过利用基板侧平行弹簧144及壳体侧平行弹簧145的弹性力,能够容易地使获取部20追随旋转轴102的移动。
[第3实施方式]
图4是表示第3实施方式的编码器装置300的一例的图。图4的(A)是基于与XZ平面平行的平面所做的剖视图,图4的(B)是朝-Z方向观察时的俯视图。如图4的(A)及(B)所示,编码器装置300具备旋转部10、获取部20、壳体30、支承部40和密封部50。在第3实施方式中,设有密封部50这点与第1实施方式不同,其他构成与第1实施方式相同。在以下的说明中,对与上述实施方式相同或等同的构成部分标注相同的附图标记并省略或简化说明。
密封部50配置在基板41与圆筒部31之间。密封部50使用橡胶或树脂等能够弹性变形的材料形成。密封部50能够相对于基板41向X方向及Y方向的移动而发生弹性变形。密封部50不留间隙地设置在基板41的外周及圆筒部31的内周。密封部50使由壳体30包围的空间中的、基板41的-Z侧的空间相对于基板41的+Z侧的空间密封。密封部50能够弹性变形,因此,即使在基板41在X方向及Y方向上移动了的情况下,密封部50也能够通过伸缩来维持上述密封。
像这样,第3实施方式的编码器装置300除了能够与第1实施方式同样地高精度地获取旋转轴102的旋转信息之外,由于设有密封部50,所以还能够在从十字头联轴器47等产生异物的情况下抑制该异物附着于获取部20或图案12等上。由此,编码器装置300能够长时间地维持高精度的旋转信息的获取。
[第4实施方式]
图5是表示第4实施方式的编码器装置400的一例的图。图5的(A)是基于与XZ平面平行的平面所做的剖视图,图5的(B)是朝-Z方向观察时的俯视图。如图5的(A)及(B)所示,编码器装置400具备旋转部10、获取部20、壳体30和支承部340。在第3实施方式中,支承部340的构成与第1实施方式不同,其他构成与第1实施方式相同。在以下的说明中,对与上述实施方式相同或等同的构成部分标注相同的附图标记并省略或简化说明。
支承部340具有基板341、连接部42和引导部343。基板341例如形成为与标尺11大致相同尺寸及相同形状的圆盘状。基板341配置为与旋转轴102的+Z侧隔开距离,中心位置与中心轴AX一致或大致一致。基板341相对于标尺11在Z方向上隔开规定间隔地配置。基板341配置为与标尺11平行或大致平行。在基板341的-Z侧的表面安装有获取部20。基板341也可以具有与获取部20电连接的电路。连接部42的基板侧毂44固定在基板341的+Z侧的表面。连接部42的其他构成是与第1实施方式相同的构成,因此省略说明。
引导部343形成为圆筒状。引导部343固定在标尺11的外缘,与标尺11一体地旋转。此外,引导部343的内周面与基板341的外缘抵接。即使在引导部343(标尺11)旋转的情况下,基板341也保持在连接部42而不会旋转。另外,因为在引导部343与基板341之间会产生摩擦,所以也可以对引导部343的内周面中的与基板341的抵接部分实施用于减轻摩擦的构成或处理等。引导部343具有在Z方向上支承基板341的支承部343a。利用该支承部343a,基板341与标尺11的间隔得以维持。另外,也可以对引导部343与驱动部101之间实施用于减轻摩擦的构成或处理等。在该情况下,例如,为了使滑动摩擦成为滚动摩擦,也可以像滚珠轴承那样在引导部343与驱动部101之间加入滚珠。
如上所述构成的编码器装置400在旋转轴102偏心移动的情况下,使旋转部10的标尺11及引导部343与旋转轴102一体地移动。通过该引导部343的移动,基板341与旋转部10的标尺11及引导部343一同在X方向及Y方向上移动。因此,即使在旋转轴102偏心移动的情况下,获取部20也追随该移动而在同一方向上移动。由此,即使在旋转轴102偏心移动的情况下,获取部20也被维持相对于标尺11的图案12对位的状态。即,能够抑制获取部20与图案12产生位置偏移。
以如上方式,第4实施方式的编码器装置400能够与第1实施方式同样地高精度地获取旋转轴102的旋转信息。编码器装置400的获取部20能够在与旋转轴102的中心轴AX交叉的方向(X方向、Y方向)上与旋转部10的标尺11及旋转轴102一同移动。因此,即使在旋转轴102偏心移动的情况下,也能够抑制旋转部10的标尺11的图案12与获取部20的相对位置关系发生偏移,能够无误差地获取旋转轴102(旋转部10的标尺11)的旋转信息。
另外,在本实施方式中,使引导部343与基板341滑动,但不限定于此。也可以在引导部343与基板341之间配置滚轮或自由滚珠等来降低两者间的摩擦。
[第5实施方式]
图6是表示第5实施方式的编码器装置500的一例的图。图6的(A)是基于与XZ平面平行的平面所做的剖视图,图6的(B)是朝-Z方向观察时的俯视图。如图6的(A)及(B)所示,编码器装置500具备旋转部10、获取部20、壳体30和支承部440。在第5实施方式中,支承部440的基板441构成与第4实施方式不同,其他构成与第4实施方式相同。在以下的说明中,对与上述实施方式相同或等同的构成部分标注相同的附图标记并省略或简化说明。
支承部440具有基板441、连接部42和引导部343。基板441为圆板状,形成为外径比标尺11小径。在基板441的-Z侧的表面安装有获取部20。基板441也可以具有与获取部20电连接的电路。基板441相对于标尺11在Z方向上隔开规定间隔地配置。基板441配置为与标尺11平行。
在基板441的外周部设有向径向外侧突出并与引导部343的内周面抵接的多个突出部441a。突出部441a在绕中心轴AX的轴线的方向上按规定间隔设有多个。在本实施方式中,以在绕中心轴AX的轴线的方向上等间隔地设有3个突出部441a的构成为例,但不限定于该构成,既可以设置2个或4个以上,或者也可以绕中心轴AX不等间隔地设置。
连接部42的基板侧毂44固定在基板441的+Z侧的表面。连接部42的其他构成是与上述各实施方式同样的构成,引导部343是与第4实施方式同样的构成,因此,省略说明。
如上所述构成的编码器装置500在旋转轴102偏心移动的情况下,使旋转部10的标尺11及引导部343与旋转轴102一体地移动。通过该引导部343的移动,基板441与旋转部10的标尺11及引导部343一同在X方向及Y方向上移动。因此,即使在旋转轴102偏心移动的情况下,获取部20也追随该移动在同一方向上移动。由此,在旋转轴102偏心移动的情况下,获取部20被维持相对于标尺11的图案12对位的状态。即,能够抑制获取部20与图案12产生位置偏移。
以如上方式,第5实施方式的编码器装置500与第4实施方式同样地,能够高精度地获取旋转轴102的旋转信息。此外,编码器装置500中,基板441与引导部343之间利用突出部441a局部抵接。因此,与基板的外缘整体与引导部343抵接的情况相比,基板441与引导部343之间的摩擦降低。
另外,在本实施方式中,突出部441a与引导部343滑动,但不限定于此。也可以在突出部441a的前端部分配置滚轮或自由滚珠等而使两者间的摩擦降低。此外,突出部441a在从Z方向观察时形成为圆弧状,但不限定于此。突出部441a也可以在从Z方向观察时形成为三角形状。
[第6实施方式]
图7是表示第6实施方式的编码器装置600的一例的图,是基于与XZ平面平行的平面所做的剖视图。如图7所示,编码器装置600具备旋转部10、获取部20、壳体30和支承部540。在第6实施方式中,支承部540的构成与第1实施方式不同,其他构成与第1实施方式相同。在以下的说明中,对与上述实施方式相同或等同的构成部分标注相同的附图标记并省略或简化说明。
支承部540具有基板541、连接部42、调心轴承543、弹性部件551、支承板552、间隙用轴承553和吸收部554。基板541形成为圆盘状。在基板541的-Z侧的表面安装有获取部20。基板541也可以具有与获取部20电连接的电路。基板541利用后述的间隙用轴承553配置为相对于标尺11在Z方向上隔开规定间隔且与标尺11平行。
基板541配置为中心与中心轴AX大致一致,且中央部开口。在基板541的开口部分具备圆筒状的轴承支承部541a。连接部42的基板侧毂44固定在基板541的+Z侧的表面。此外,连接部42的壳体侧毂46经由吸收部554固定在壳体30的盖部。连接部42的其他构成是与上述各实施方式相同的构成,因此省略说明。
调心轴承543的内圈安装在旋转轴102,且外圈固定在轴承支承部541a。因而,基板541经由调心轴承543而被保持在旋转轴102,且在旋转轴102旋转的情况下也不旋转。此外,利用调心轴承543,基板541能够在相对于与中心轴AX正交的平面倾斜的方向上移动。
弹性部件551使用螺旋弹簧等,配置在基板541与支承板552之间。支承板552例如形成为圆板状,固定在壳体30的圆筒部31。在支承板552的中央部形成有开口部552a。开口部552a的直径至少大于旋转轴102的直径。如图7所示,开口部552a的直径也可以大于轴承支承部541a的外径。弹性部件551对基板541向-Z方向作用弹性力,由此,通过该弹性力将基板541向旋转部10的标尺11侧按压。另外,弹性部件551的个数或配置是任意的。
间隙用轴承553配置在基板541与标尺11之间。间隙用轴承553保持基板541与标尺11在Z方向上的间隔。间隙用轴承553以标尺11能够相对于基板541旋转的方式支承标尺11。间隙用轴承553配置在绕中心轴AX的3处,但只要能够保持基板541与标尺11的间隔则间隙用轴承553的个数或配置是任意的。
吸收部554使用橡胶等能够弹性变形的材料形成。吸收部554用作吸收十字头联轴器47向Z方向的移动或倾斜的部件。但是,是否配置吸收部554是任意的,也可以省去吸收部554。另外,在不配置吸收部554的情况下,也可以使十字头联轴器47向Z方向的移动或倾斜在十字头联轴器47内吸收。
图8的(A)是表示编码器装置600的旋转轴102倾斜的状态的图。在图8的(A)中,省略局部构成地进行表示。如图8的(A)所示,关于编码器装置600,在旋转轴102倾斜的情况下,标尺11与该旋转轴102一体地倾斜。此时,基板541通过弹性部件551的弹性力而被向标尺11侧按压,且通过间隙用轴承553而与标尺11同样地倾斜。
基板541倾斜,由此,十字头联轴器47也倾斜,但该倾斜通过吸收部554变形而被吸收。另外,基板541与标尺11的间隔被间隙用轴承553保持。该情况下,通过弹性部件551的弹性力将基板541向标尺11侧按压,因此,能够抑制基板541相对于间隙用轴承553向+Z侧远离。像这样,保持标尺11与获取部20之间的相对位置关系。因而,即使在旋转轴102相对于Z方向倾斜了的状态下获取部20也能够正确地读取图案12,因此,能够抑制检测误差。
图8的(B)是表示编码器装置600的旋转轴102在中心轴AX的轴线方向上移动的状态的图。在图8的(B)中,与图8的(A)同样地,省略了局部的构成。如图8的(B)所示,关于编码器装置600,在旋转轴102在中心轴AX的轴线方向上移动了的情况下,利用弹性部件551及间隙用轴承553,使基板541追随旋转部10的标尺11的Z方向的移动而也在Z方向上移动。此时,十字头联轴器47也在Z方向上移动,但该移动通过吸收部554变形而被吸收。像这样,标尺11与获取部20之间的相对位置关系得以保持。因而,即使在旋转轴102在Z方向上移动了的状态下,获取部20也能够正确地读取图案12,因此,能够抑制检测误差。
此外,虽未图示,但存在旋转轴102不倾斜而基板541相对于与中心轴AX正交的平面(XY平面)倾斜的情况。基板541由调心轴承543支承,因此,能够相对于旋转轴102在Z方向上摆动。因而,即使在基板541相对于旋转轴102倾斜了的情况下,也与上述图8的(A)同样地,通过弹性部件551及间隙用轴承553使基板541追随旋转部10的标尺11的倾斜而也成为倾斜状态。由此,标尺11与获取部20之间的相对位置关系得以保持,即使在旋转部10的标尺11倾斜了的状态下,获取部20也能够正确地读取图案12,因此,能够抑制检测误差。
以如上方式,第6实施方式的编码器装置600与第1实施方式同样地,能够高精度地获取旋转轴102的旋转信息。即使在旋转轴102相对于Z方向倾斜的情况下,或旋转轴102在Z方向上移动的情况下、旋转部10的标尺11相对于旋转轴102倾斜的情况下,编码器装置600的获取部20也会追随旋转部10的标尺11而移动,因此,能够抑制旋转部10的标尺11的图案12与获取部20的相对位置关系发生偏移,能够无误差地获取旋转轴102(旋转部10的标尺11)的旋转信息。另外,在第6实施方式中,使用了调心轴承543,但不限定于此,也可以使用其他形态的轴承。
[第7实施方式]
图9是表示第7实施方式的编码器装置700的一例的图。图9的(A)是基于与XZ平面平行的平面所做的剖视图,图9的(B)是朝-Z方向观察时的俯视图。如图6的(A)及(B)所示,编码器装置700具备旋转部10、获取部20、壳体30和支承部640。在第7实施方式中,支承部640的构成与第1实施方式不同,其他构成与第1实施方式相同。在以下说明中,对与上述实施方式相同或等同的构成部分标注相同的附图标记并省略或简化说明。
支承部640具有多个驱动元件641和元件支承部642。驱动元件641分别安装在获取部20。作为驱动元件641,例如使用压电元件等。多个驱动元件641以如下方式配置:使获取部20能够在X方向、Y方向、Z方向、以X方向为轴的旋转方向、以Y方向为轴的旋转方向及以Z方向为轴的旋转方向上移动。各个驱动元件641被控制部650控制驱动量或驱动定时等。驱动元件641经由元件支承部642而被支承在壳体30的圆筒部31或盖部32。
另外,如图9的(A)所示,编码器装置700也可以具备检测旋转轴102的偏心移动、倾斜、向Z方向的移动并将检测结果向控制部650输出的传感器651。传感器651也可以代替旋转轴102而检测旋转部10的一部分来由此检测旋转轴102的偏心移动等。
控制部650基于传感器651的检测结果来驱动驱动元件641,以使获取部20移动且旋转部10的标尺11的图案12与获取部20的相对位置不发生变动的方式进行控制。另外,是否配置传感器651是任意的。在没有传感器651的情况下,控制部650也可以基于在未图示的存储部中存储的控制内容来驱动各驱动元件641。此外,控制部650还可以基于获取部20中的检测结果,从图案12中的增量图案与绝对图案的相位差算出旋转轴102的偏心移动等,并使用该算出结果驱动各驱动元件641。
以如上方式,第7实施方式的编码器装置700能够高精度地获取旋转信息。编码器装置700能够利用驱动元件641及控制部650使获取部20追随旋转轴102(旋转部10的标尺11)的移动。因此,能够抑制旋转部10的标尺11的图案12与获取部20的相对位置关系发生偏移,能够无误差地获取旋转轴102(旋转部10的标尺11)的旋转信息。
[第8实施方式]
图10是表示第8实施方式的编码器装置D100的一例的剖视图。图10是表示编码器装置D100的一例的俯视图。图10是基于与XZ平面平行的平面所做的剖视图。图11的(A)是朝-Z方向观察编码器装置D100时的俯视图。图11的(B)是编码器装置D100的局部的侧视图。如图10及图11所示,编码器装置D100分别检测与马达等驱动部D101连结的第1测定轴D102A(输入轴)的旋转所相关的旋转信息、以及经由动力传动装置DRG与第1测定轴D102A连结的第2测定轴D102B(输出轴)的旋转所相关的旋转信息。
第1测定轴D102A形成为中空状,经由轴承D103a能够以旋转轴AX为中心旋转地支承在主体部D103。第1测定轴D102A利用驱动部D101产生的旋转力旋转,第1测定轴D102A的旋转经由动力传动装置DRG向第2测定轴D102B传送。
第2旋转轴D102B配置在第1测定轴D102A内,以与第1测定轴D102A相同的旋转轴AX为中心而旋转。第1测定轴D102A具有固定有后述的第1标尺的一端部和与动力传动机构DRG连结的另一端部。第2测定轴D102B具有固定有后述的第2标尺的一端部和与动力传动机构DRG连结的另一端部。
第1测定轴D102A由于在内部配置有第2测定轴D102B,所以第1测定轴D102A的轴的粗度粗于第2测定轴D102B。进一步,由于第2测定轴D102B的长度长于第1测定轴D102A,所以第2测定轴D102B的一端部从第1测定轴D102A的一端部突出。
动力传动装置DRG将第1测定轴D102A的旋转速度等速地或减速后向第2测定轴D102B传送。动力传动装置DRG作为速度调整器(例如减速器)发挥作用。即,动力传动装置DRG能够使第1测定轴D102A的旋转速度与第2旋转轴D102B的旋转速度不同。
第1测定轴D102A的旋转经由动力传动装置DRG传送至第2测定轴D102B,使第2测定轴D102B等速旋转或减速旋转。另外,第1测定轴D102A也可以是马达的转轴(转子)。此外,第2测定轴D102B犹如是相对于动力传动装置DRG将第1测定轴D102B折返般地进行连结,因此,第2测定轴D102B作为第1测定轴D102B的折返轴发挥作用。
编码器装置D100检测到的旋转信息向驱动部D101的控制部供给。该控制部使用从编码器装置D100供给的旋转信息来控制第1测定轴D102A的旋转。
旋转信息包含表示第1测定轴D102A及第2测定轴D102B中的至少一者的旋转数的多旋转信息、以及表示旋转不满1周的角度位置(旋转角)的角度位置信息、角速度、角加速度。多旋转信息既可以是像1周、2周这样用整数表示旋转数的信息,也可以是像360°、720°这样用角度(例如360°的整数倍)表示旋转数的信息。角度位置信息是像90°、120°、270°这样的信息,旋转信息是如1周又90°(450°)这样的、能够区分旋转不满1周的旋转角和旋转1周以上的旋转角的信息。另外,旋转信息、多旋转信息及角度位置信息的至少一个也可以用度(°)以外的维度(例如弧度)进行表示,也可以将该数值用二进制数等(例如规定位(bit)数的数字数据)进行表示。例如,可以将第1测定轴D102A用于角度位置信息的获取,将第2测定轴D102B用于获取多旋转信息。反过来,也可以将第1测定轴D102A用于获取多旋转信息,将第2测定轴D102B用于角度位置信息的获取。此外,还可以在第1测定轴D102A及第2测定轴D102B这两者中分别获取多旋转信息和角度位置信息两者。
本实施方式的编码器装置D100具备第1旋转部D10A、第2标尺D11B、第1获取部D20A、第2获取部D20B、壳体D30和支承部D40。
第1旋转部D10A具有第1标尺D11A。第1标尺D11A固定在第1测定轴D102A的一端部(负载相反)侧。第1测定轴D102A的一端部侧是连接有旋转对象物(其由驱动部D101驱动)那一侧的相反侧。
第2旋转部D10B具有第2标尺D11B。第2标尺D11B固定在第2测定轴D102B的一端部(负载相反)侧。第2测定轴D102B的一端部是与动力传动装置DRG连接的端部的相反侧。第2标尺D11B配置在比第1标尺D11A远离驱动部D101的位置。
第1标尺D11A及第2标尺D11B为圆盘状的部件,使用+Z侧的上表面及-Z侧的下表面与XY平面平行的板状部件。第1标尺D11A的外径大于第2标尺D11B,但不限定于此,两者也可以是相同的外径,还可以是第2标尺D11B的外径大于第1标尺D11A。第1标尺D11A安装(固定)在第1测定轴D102A的一端部,配置为相对于第1测定轴D102A垂直(与XY平面平行)或大致垂直。
此外,第1标尺D11A的中心配置为从第1测定轴D102A的旋转的中心轴AX通过。
第2标尺D11B安装(固定)在第2测定轴D102B的一端部,配置为相对于第2测定轴D102B垂直(与XY平面平行)或大致垂直。此外,第2标尺D11B的中心与第1标尺D11A同样地,配置为从中心轴AX通过。第1标尺D11A及第2标尺D11B的原料是任意的,例如由金属、树脂、玻璃等形成。
在本实施方式中,第2测定轴D102B的轴的外径小于第1测定轴D102A,且长度长于第1测定轴D102A,因此,第1测定轴D102A的一端部的振摆量与第2测定轴D102B的一端部的振摆量互不相同。即,第1标尺D11A与第2标尺D11B在与旋转轴AX正交的平面的位移量不同。在本实施方式中,在与旋转轴AX正交的平面内的第2标尺D11B的位移量大于第1标尺D11A的位移量。
第1标尺D11A具备沿着第1标尺D11A的旋转方向(第1方向)排列的第1图案D12A。第1图案D12A在第1标尺D11A的上表面设为圆环状(环状,第1方向)。第1图案D12A的中心与第1标尺D11A的中心大致一致。第1图案D12A包含形成为同心圆状的增量图案及绝对图案的至少一者。第1图案D12A具有光反射部或光通过部。第1图案D12A为光反射图案,但不限定于此,也可以是光透射图案。
第2标尺D11B具备沿着第2标尺D11B的旋转方向(第2方向)排列的第2图案D12B。第2图案D12B在第2标尺D11B的上表面设为圆环状(环状,第2方向)。第1标尺D11A的旋转方向与第2标尺D11B的旋转方向既可以相同,也可以不同。第2图案D12B的中心与第2标尺D11B的中心大致一致。第2图案D12B包含形成为同心圆状的增量图案及绝对图案的至少一者。第2图案D12B具有光反射部或光通过部。第2图案D12B为光反射图案,但不限定于此,也可以是光透射图案。第1图案D12A与第2图案D12B既可以相同,也可以不同。
第1获取部D20A具有对第1图案D12A照射光的光照射部、和对照射到第1图案D12A并反射的光进行检测的受光部。受光部的受光面与第1标尺D11A中形成有第1图案D12A的面相对地配置。第1获取部D20A获取第1图案D12A的信息。第2获取部D20B具有对第2图案D12B照射光的光照射部、和对照射到第2图案D12B并反射的光进行检测的受光部。受光部的受光面与第2标尺D11B中形成有第2图案D12B的面相对地配置。第2获取部D20B获取第2图案D12B的信息。
上述光照射部包含发光二极管(LED)等固体光源。光照射部也可以包含发光二极管以外的固体光源(例如激光二极管),还可以包含灯光源。作为上述受光部,使用光电元件等。利用受光部读取到的光作为电信号通过有线或无线方式发送至未图示的控制装置。第1获取部D20A与第2获取部D20B既可以是相同的构成,也可以是不同的构成。此外,第1获取部D20A及第2获取部D20B也可以是检测第1图案D12A及第2图案D12B的检测部。
壳体D30收纳第1标尺D11A、第1获取部D20A、第2标尺D11B、第2获取部D20B、第1测定轴D102A的一端部、以及第2测定轴D102B的一端部。壳体D30安装在主体部D103。壳体D30具有圆筒部D31及盖部D32。圆筒部D31利用螺栓等未图示的固定部件固定在主体部D103的+Z侧的表面。圆筒部D31包围第1标尺D11A及第2标尺D11B的四周地配置。圆筒部D31配置为中心与中心轴AX一致。盖部D32配置在圆筒部D31的+Z侧的端面。盖部D32利用未图示的固定部件固定在圆筒部D31,但也可以与圆筒部D31一体地形成。盖部D32以与第2标尺D11B的第2图案D12B相对的方式配置。
以沿着圆筒部D31的内周面的方式配置有圆筒状的支承部件D33。支承部件D33可以由多个棒状部件形成。支承部件D33与主体部D103的+Z侧的表面相接触地配置。在支承部件D33的+Z侧的表面安装有第1基板D41A。第1基板D41A是与圆筒部D31的内周面相接触的圆盘状的部件。第1基板D41A固定在支承部件D33上,从而限制其绕旋转轴AX的旋转及在与旋转轴AX正交的平面内的移动。在第1基板D41A的中央部分设有在中心轴AX的轴线方向上贯通的贯通部D41Aa,第2测定轴D102B贯通该贯通部D41Aa。第1基板D41A通过贯通部D41Aa而容许第2测定轴D102B的旋转。
在第1基板D41A的-Z侧的表面安装有第1获取部D20A。第1基板D41A也可以具有与第1获取部D20A电连接的电路。第1基板D41A相对于第1标尺D11A隔开规定间隔且平行或大致平行地配置。第1基板D41A通过由支承部件D33支承而与第1标尺D11A的间隔被维持为固定。由此,能够将第1获取部D20A相对于第1图案D12A的距离维持为固定。
以沿着圆筒部D31的内周面的方式,在第1基板D41A的周缘部且+Z侧的表面配置有圆筒状的支承部件D34。支承部件D34可以由多个棒状部件形成。第2基板D41B以能够在支承部件D34的支承面(+Z侧的表面,与旋转轴AX正交的平面)的面内移动(滑动)的方式被载置于支承面。第2基板D41B不固定于支承部件D34。第2基板D41B是外径小于圆筒部D31的内径的圆盘状的部件。在第2基板D41B的-Z侧的表面安装有第2获取部D20B。第2基板D41B也可以具有与第2获取部D20B电连接的电路。第2基板D41B相对于第2标尺D11B隔开规定间隔且平行或大致平行地配置。在第2基板D41B的中央部分设有在中心轴AX的轴线方向上贯通的贯通部D41Ba,第2测定轴D102B的小径轴贯通该贯通部D41Ba。
在第2基板D41B的+Z侧的表面安装有轴承D43。轴承D43能够旋转地保持第2测定轴D102B。第2基板D41B通过贯通部D41Ba及轴承D43而容许第2测定轴D102的旋转。此外,第2基板D41B通过载置在支承部件D34的支承面而与第2标尺D11B的间隔被维持为固定。由此,能够将第2获取部D20B相对于第2图案D12B的距离维持为固定。
支承部D40包含第2基板D41B和连接部D42而构成。连接部D42具有基板侧毂D44、壳体侧毂D45和滑块D46。这些基板侧毂D44、壳体侧毂D45及滑块D46构成十字头联轴器D47。
十字头联轴器D47将壳体D30与第2基板D41B连接。十字头联轴器D47具有能够在与第2测定轴D102B的轴向正交的面内沿正交的2个方向(第2标尺D11B或第2基板D41B的径向,第2标尺D11B或第2基板D41B的切线方向)相互移动的滑块D46。图11的(B)示出从-X方向观察连接部D42时的一例。如图10及图11的(B)所示,基板侧毂D44固定在第2基板D41B的+Z侧的上表面。基板侧毂D44具备沿着Y方向(第2标尺D11B或第2基板D41B的径向)延伸的凸部。壳体侧毂D45固定在盖部D32的-Z侧的表面。壳体侧毂D45具备沿着X方向(第2标尺D11B或第2基板D41B的切线方向)延伸的凸部。
滑块D46在Z方向上配置在基板侧毂D44与壳体侧毂D45之间。滑块D46在-Z侧的表面具有基板侧凹部D46a。基板侧凹部D46a沿着Y方向形成为槽状。在基板侧凹部D46a嵌入有基板侧毂D44的凸部。在基板侧毂D44的凸部嵌入于基板侧凹部D46a的状态下,滑块D46能够相对于基板侧毂D44在Y方向上相对地移动,此外,滑块D46相对于基板侧毂D44向X方向的相对移动受到限制。
滑块D46在+Z侧的表面具有壳体侧凹部D46b。壳体侧凹部D46b沿着X方向形成为槽状。在壳体侧凹部D46b嵌入有壳体侧毂D45的凸部。在壳体侧毂D45的凸部嵌入于壳体侧凹部D46b的状态下,滑块D46能够相对于壳体侧毂D45在X方向上相对地移动,此外,滑块D46相对于壳体侧毂D45向Y方向的相对移动受到限制。
关于第2基板D41B,即使在第2测定轴D102B旋转的情况下,也利用十字头联轴器D47及轴承D43限制第2基板D41自身的旋转。即,第2基板D41B相对于壳体D30在与第2标尺D11B的旋转方向不同的方向(例如第2标尺D11B的径向及切线方向的至少一者)移动,且向第2标尺D11B的旋转方向的移动受到抑制。
像这样,滑块D46分别与基板侧毂D44和壳体侧毂D45连结,因此,第2基板D41B能够在X方向或Y方向上移动,但向以中心轴AX为轴的旋转方向的移动受到限制。另一方面,第2基板D41B能够滑动地载置于支承部件D34,并且通过轴承43以能够旋转的方式支承着第2测定轴D102B,因此,追随第2测定轴D102B的移动。
因而,第2基板D41B从十字头联轴器D47受到一定的(旋转方向的)限制,但会根据第2测定轴D102B的移动而移动。固定在第2基板D41B的第2获取部D20B也与第2基板D41B同样地,受到来自十字头联轴器D47的限制,但会根据第2测定轴D102B的移动而移动。
在第2测定轴D102B偏心移动的情况下,伴随该第2测定轴D102B的移动,第2基板D41B在支承部D34上沿着XY面移动。另外,第2测定轴D102B的偏心移动是指在第2测定轴D102B的一端部在沿着与中心轴AX正交的平面的方向上移动。在第2基板D41B与第2测定轴D102B一同在X方向上移动的情况下,基板侧毂D44及滑块D46相对于壳体侧毂D45在X方向上移动。此外,在第2基板D41B与第2测定轴D102B一体地在Y方向上移动的情况下,基板侧毂D44相对于滑块D46(及壳体侧毂D45)在Y方向上移动。像这样,在第2测定轴D102B偏心移动的情况下,连接部D42以容许第2获取部D20B向X方向及Y方向的移动、并限制第2获取部D20B绕中心轴AX旋转的方式支承第2获取部D20B。
因而,在第2测定轴D102B偏心移动的情况下,第2获取部D20B与第2基板D41B一同与第2测定轴D102B成为一体地在X方向及Y方向上移动。此外,在第2测定轴D102B偏心移动的情况下,第2标尺D11B与第2测定轴D102B一同在与第2测定轴D102B相同的方向上移动。由此,在第2测定轴D102B偏心移动的情况下,第2获取部D20B追随第2标尺D11B在X方向及Y方向上移动。像这样,支承部D40追随第2测定轴D102B的移动而移动,由此对第2获取部D20B与第2标尺D11B的第2图案D12B进行对位。
接着,对在本实施方式的编码器装置D100中降低因第2测定轴D102B的偏心而引起的检测误差的原理进行说明。图12是说明因偏心引起的检测误差产生的原理的图。首先,在图12的(A)中示出第2获取部D20B不追随第2测定轴D102B的偏心移动的情况。如图12的(A)所示,假设第2测定轴D102B的中心轴AX配置在XY坐标平面的位置J1(r,0),在旋转时,第2测定轴D102B以中心轴AX描绘将原点(0,0)作为中心的圆的方式进行偏心移动。在该情况下,第2获取部D20B检测来自第2图案D12B中的配置在与X轴重叠的位置P1的第2图案D12Ba的反射光。
在第2测定轴D102B从该状态绕图中逆时针方向旋转角度θ的情况下,中心轴AX偏心移动到位置J2(rcosθ,rsinθ)。假设在中心轴AX依然保持位于J1的状态而第2测定轴D102B旋转了的情况下,相对于位置P1在顺时针方向离开角度θ的位置Q1处的第2图案D12Bb绕逆时针方向移动,从而配置在位置P1。在该情况下,第2获取部D20B检测来自配置在位置P1的该第2图案D12Bb的反射光。
但是,在由于偏心而第2测定轴D102B的中心轴AX从位置J1移动至位置J2的情况下,第2图案D12Bb配置在从X轴向+Y侧偏移了的位置Q2。此时,第2获取部D20B依然配置在X轴上,因此,在第2图案D12B中的与X轴重叠的位置Q3配置有第2图案D12Bc。因而,第2获取部D20B检测来自第2图案D12Bc的反射光。相对于第2图案D12Bb的位置Q2,第2图案D12Bc的位置Q3是以中心轴AX为中心绕顺时针方向偏移了角度β的位置。因而,在第2获取部D20B产生相当于角度β的检测误差。
此处,若将从中心轴AX至第2图案D12Ba的半径设为R,则位置Q3的坐标为:
(rcosθ+Rcos(-β),rsinθ+Rsin(-β))。
位置Q3是与X轴重叠的位置,因此,Y坐标为0。因而,
rsinθ+Rsin(-β)=0,由此,角度β为:
β=sin-1((rsinθ)/R)。
与此相对,第8实施方式的编码器装置D100在第2测定轴D102B偏心移动的情况下,第2获取部D20B与第2标尺D11B及第2测定轴D102B一同在X方向及Y方向上移动。因此,如图12的(B)所示,在由于偏心而第2测定轴D102B的中心轴AX从位置J1移动到了位置J2的情况下,第2获取部D20B追随与中心轴AX的移动方向相同的方向而移动。由此,得以抑制第2获取部D20B与第2图案D12B的相对位置发生变化。该情况下,第2获取部D20B从X轴上移动而去,检测来自配置在位置Q2的第2图案D12Bb的反射光。
以如上方式,第8实施方式的编码器装置D100能够高精度地获取第2测定轴D102B(第2标尺D11B)的旋转信息。编码器装置D100的第2获取部D20B能够在与第2测定轴D102B的中心轴AX交叉的方向(X方向、Y方向)上与第2标尺D11B及第2测定轴D102B一同移动。因此,即使在第2测定轴D102B偏心移动的情况下,也能够抑制第2标尺D11B的第2图案D12B与第2获取部D20B的相对位置关系发生偏移,能够无误差地获取第2测定轴D102B(第2标尺D11B)的旋转信息。
另外,在本实施方式中,十字头联轴器D47不限定于上述构成。例如,能够适用可抑制第2基板D41B绕中心轴AX旋转、但能够在X方向及Y方向上移动的任意构成。此外,在十字头联轴器D47中,滑块D46不限于能够相对于基板侧毂D44及壳体侧毂D45分别在X方向及Y方向上移动,只要设定为能够在XY平面中正交的两个方向上移动就能够适用。此外,第2基板D41B不限定于使用圆盘状的部件,也可以使用矩形状的部件。
在本实施方式中,第2基板D41B在支承部件D34的支承面滑动,但不限定于此。例如,也可以对第2基板D41B与支承部件D34的支承面之间设置滚轮或自由滚珠等而降低两者间的摩擦。此外,还可以对第2基板D41B与支承部件D34相接触的面实施用于减轻摩擦的构成或处理(例如,氟树脂等的涂层)。
此外,在本实施方式中,也可以代替十字头联轴器D47而将组合多个平行弹簧的构成用作支承部D40。多个平行弹簧包含基板侧平行弹簧和壳体侧平行弹簧。基板侧平行弹簧在Y方向的刚性较高,在Y方向上不会弹性变形或者在Y方向上几乎不会弹性变形,在X方向上能够弹性变形。此外,壳体侧平行弹簧在X方向的刚性较高,在X方向上不会弹性变形或者在X方向上几乎不会弹性变形,在Y方向上能够弹性变形。
通过将多个平行弹簧用作支承部D40,在第2基板D41B移动后,能够利用平行弹簧的恢复力使第2基板D41B返回原始位置。
在本实施方式中,第2测定轴D102B的轴的外径小于第1测定轴D102A,且长度长于第1测定轴D102A,因此,有时在第2测定轴D102B的一端部发生振摆,旋转信息的检测精度下降,但在本实施方式中,能够抑制旋转信息的检测精度的下降。
[第9实施方式]
图13是表示第9实施方式的编码器装置D200的一例的图。图14是朝-Z方向观察编码器装置D200时的俯视图。如图13及图14所示,编码器装置D200具备支承部D240。在第9实施方式中,支承部D240的构成与第8实施方式不同,其他构成与第8实施方式相同。在以下的说明中,对与上述实施方式相同或等同的构成部分标注相同的附图标记并省略或简化说明。
支承部D240具有第2基板D241B、连接部D42和引导部D243。第2基板D241B形成为外径的尺寸大于第2标尺D11B的圆盘状。第2基板D241B配置为与第2测定轴D102B的+Z侧隔开距离,中心位置与中心轴AX一致或大致一致。第2基板D241B相对于第2标尺D11B在Z方向上隔开规定间隔地配置。第2基板D241B配置为与第2标尺D11B平行或大致平行。在第2基板D241B的-Z侧的表面安装有第2获取部D20B。第2基板D241B也可以具有与第2获取部D20B电连接的电路。连接部D42的基板侧毂D44固定在第2基板D241B的+Z侧的表面。关于连接部D42的其他构成,是与第8实施方式相同的构成所以省略说明。
引导部D243形成为圆筒状。引导部D243固定在第2基板D241B的外缘且-Z侧的表面,与第2基板D241B一体地旋转。第2基板D241B保持包围第2标尺D11B的外周地配置的筒状的引导部D243。引导部D243的内周面能够滑动地与第2标尺D11B的外缘抵接。即使在第2标尺D11B旋转的情况下,第2基板D241B及引导部D243也被保持在连接部D42而不会旋转。另外,引导部D243与第2标尺D11B之间会产生摩擦,因此,也可以对引导部D243的内周面中与第2标尺D11B的抵接部分实施用于减轻摩擦的构成或处理等。引导部D243具有与第2标尺D11B的外缘且+Z侧的表面抵接的层差部D243a。通过该层差部D243a来维持第2基板D241B与第2标尺D11B的间隔。
如上所述构成的编码器装置D200在第2测定轴D102B偏心移动的情况下,第2标尺D11B与第2测定轴D102B一体地移动。通过该第2标尺D11B的移动,引导部D243及第2基板D241B成为一体而与第2第2标尺D11B一同在X方向及Y方向上移动。因此,即使在第2测定轴D102B偏心移动的情况下,第2获取部D20B也会追随该移动而向同一方向移动。由此,在第2测定轴D102B偏心移动的情况下,第2获取部D20B相对于第2标尺D11B的第2图案D12B的对位状态得以维持。即,能够抑制第2获取部D20B与第2图案D12B产生位置偏移。
以如上方式,第9实施方式的编码器装置D200与第8实施方式同样地能够高精度地获取第1测定轴D102B的旋转信息。编码器装置D200的第2获取部D20B能够在与第2测定轴D102B的中心轴AX交叉的方向(X方向、Y方向)上与第2标尺D11B及第2测定轴D102B一同移动。因此,即使在第2测定轴D102B偏心移动的情况下,也能够抑制第2标尺D11B的第2图案D12B与第2获取部D20B的相对位置关系发生偏移,能够无误差地获取第2测定轴D102B(第2标尺D11B)的旋转信息。
另外,在本实施方式中,引导部D243与第2标尺D11B彼此滑动,但不限定于此。例如,也可以在引导部D243与第2标尺D11B之间配置滚轮或自由滚珠等来降低两者间的摩擦。
[第10实施方式]
图15是表示第10实施方式的编码器装置D300的一例的图。图15是朝-Z方向观察编码器装置D300时的俯视图。如图15所示,编码器装置D300具备引导部D343。在第10实施方式中,引导部D343的构成与第9实施方式不同,其他构成与第9实施方式相同。在以下说明中,对与上述实施方式相同或等同的构成部分标注相同的附图标记并省略或简化说明。
引导部D343形成为圆筒状。引导部D343固定在第2基板D241B(参照图14等)的外缘且-Z侧的表面,与第2基板D241B一体地旋转。此外,在引导部D343的内周面设有向径向内侧突出并与第2标尺D11B的外缘抵接的多个突出部D343a。另外,其他构成与上述第9实施方式的引导部D243相同。多个突出部D343a在绕中心轴AX的轴线的方向上隔开规定的间隔设有多个。在本实施方式中,以突出部D343a在绕中心轴AX的轴线的方向上等间隔地设有3个的构成为例,但不限定于此,也可以设4个以上,另外还可以绕中心轴AX不等间隔地设置。
如上所述构成的编码器装置D300在第2测定轴D102B偏心移动的情况下,第2标尺D11B与第2测定轴D102B一体地移动。通过该第2标尺D11B的移动,引导部D343与第2基板D241B成为一体而在X方向及Y方向上移动。因此,即使在第2测定轴D102B偏心移动的情况下,第2获取部D20B也会追随该移动而在同一方向上移动。由此,在第2测定轴D102B偏心移动的情况下,第2获取部D20B相对于第2标尺D11B的第2图案D12B的对位状态得以维持。即,能够抑制第2获取部D20B与第2图案D12B产生位置偏移。
以如上方式,第10实施方式的编码器装置D300与第9实施方式同样地,能够高精度地获取第2测定轴D102B的旋转信息。此外,关于编码器装置D300,第2标尺D11B与引导部D343之间通过突出部D343a局部抵接。因此,与第2标尺D11B的外缘整体与引导部D343抵接的情况相比,能够降低第2标尺D11B与引导部D343间的摩擦。
另外,在本实施方式中,突出部D343a与第2标尺D11B滑动,但不限定于此。也可以在突出部D343a的前端部分配置滚轮或自由滚珠等来降低两者间的摩擦。此外,突出部D343a在从Z方向观察时形成为圆弧状,但不限定于此。突出部D343a也可以在从Z方向观察时形成为三角形状。
[第11实施方式]
图16是表示第11实施方式的编码器装置D400的一例的图,是基于与XZ平面平行的平面所做的剖视图。图17是朝-Z方向观察编码器装置D400时的俯视图。如图16及图17所示,编码器装置D400具备支承部D440。在第11实施方式中,支承部D440的构成与第8实施方式不同,其他构成与第8实施方式相同。在以下的说明中,对与上述实施方式相同或等同的构成部分标注相同的附图标记并省略或简化说明。
支承部D440具有多个驱动元件D441B和元件支承部D442。驱动元件D441B分别安装在第2获取部D20B。作为驱动元件D441B,使用压电元件等。多个驱动元件D441B配置为能够使第2获取部D20B在X方向、Y方向、Z方向、以X方向为轴的旋转方向、以Y方向为轴的旋转方向及以Z方向为轴的旋转方向上移动。驱动元件D441B分别由控制部D450控制驱动量或驱动定时等。驱动元件D441B经由元件支承部D442支承在壳体D30的圆筒部D31或者盖部D32。
另外,如图16所示,编码器装置D400具备检测第2测定轴D102B的偏心移动、倾斜、向Z方向的移动的至少一者并将检测结果向控制部650输出的传感器D451。传感器D451也可以代替第2测定轴D102D而检测第2标尺D11B的一部分。
控制部D450基于传感器D451的检测结果驱动驱动元件D441B,使第2获取部D20B移动并以第2标尺D11B的第2图案D12B与第2获取部D20B的相对位置不会发生变动的方式进行控制。另外,是否配置传感器D451是任意的。在没有传感器D451的情况下,控制部D450也可以基于存储在未图示的存储部中的控制内容来驱动各驱动元件D441B。此外,控制部D450也可以基于第2获取部D20B中的检测结果,从第2图案D12B中的增量图案与绝对图案的相位差算出第2测定轴D102B的偏心移动等,并使用该算出结果驱动各驱动元件D441B。
以如上方式,第11实施方式的编码器装置D400能够高精度地获取旋转信息。编码器装置D400能够利用驱动元件D441B及控制部D450使第2获取部D20B追随第2测定轴D102B(第2标尺D11B)的移动。因此,能够抑制第2标尺D11B的第2图案D12B与第2获取部D20B的相对位置关系发生偏移,能够无误差地获取第2测定轴D102B(第2标尺D11B)的旋转信息。
[第12实施方式]
图18是表示第12实施方式的编码器装置D500的一例的图,是基于与XZ平面平行的平面所做的剖视图。如图18所示,编码器装置D500具备支承板D560和轴承D561。在第12实施方式中,具备支承板D560及轴承D561的构成与第8实施方式不同,其他构成与第8实施方式相同。在以下说明中,对与上述实施方式相同或等同的构成部分标注相同的附图标记并省略或简化说明。
支承板D560是圆盘状或矩形状的板状的部件,安装在支承部件D35(其设于第1基板D41A的+Z侧的表面)的+Z侧的表面。支承部件D35沿着圆筒部D31的内周面,使用圆筒状或多个棒状的部件。支承板D560通过支承部D35而相对于第1基板D41A维持固定间隔。此外,支承板D560配置为与第1基板D41A平行。支承板D560相对于壳体D30沿着XY平面的移动(例如向X方向、Y方向的移动)受到限制。此外,支承板D560绕旋转轴AX的轴的旋转也受到限制。在支承板D560的+Z侧的表面载置有支承部件D34,在该支承部件D34的+Z侧的表面载置有第2基板D41B这一点,与第8实施方式相同。
轴承D561在支承板D560的中央部分配置在支承板D560与第2旋转轴D102B之间。轴承D561安装在支承板D560。轴承D561使用滚珠轴承,但也可以使用其他形态的轴承。第2旋转轴D102B通过轴承D561而被支承为能够旋转。而且,支承板D560沿着XY平面的移动受到限制,因此,轴承D561沿着XY平面的移动也受到限制。由此,能够抑制第2旋转轴D102B(第2标尺D11B)的振摆。
以如上方式,第12实施方式的编码器装置D500不仅能够利用轴承D561抑制第2旋转轴D102B(第2标尺D11B)的振摆,而且即使第2旋转轴D102B振摆也能够高精度地获取第2旋转轴D102B的旋转信息。编码器装置D500与第8实施方式同样地,能够使第2获取部D20B追随第2测定轴D102B(第2标尺D11B)的移动。因此,能够抑制第2标尺D11B的第2图案D12B与第2获取部D20B的相对位置关系发生偏移,能够无误差地获取第2测定轴D102B(第2标尺D11B)的旋转信息。
[第13实施方式]
图19是表示第13实施方式的编码器装置D600的一例的图,是基于与XZ平面平行的平面所做的剖视图。如图19所示,编码器装置D600具备磁图案D612B和第2获取部D620B。在第13实施方式中,具备磁图案D612B及第2获取部D620B的构成与第8实施方式不同,其他构成与第8实施方式相同。在以下说明中,对与上述实施方式相同或等同的构成部分标注相同的附图标记并省略或简化说明。
磁图案D612B设于第2标尺D11B,由2个以上的多个磁铁构成。磁图案D612B在第2标尺D11B的上表面以包围中心轴AX的方式使N极和S极朝向+Z方向交替地排列有多个磁铁。第2获取部D620B在磁图案D612B的一部分的+Z侧相对于磁图案D612B隔开间隔地配置。第2获取部D620B安装在第2基板D41B的-Z侧的表面。第2获取部D620B使用能够检测磁场方向的变化的磁传感器等。
若第2标尺D11B旋转,则磁图案D612B与第2标尺D11一同在旋转方向上移动。通过磁图案D612B的移动,多个磁铁的N极和S极交替地与第2获取部D620B相对。由此,第2获取部D620B受到的磁场方向发生变化,第2获取部D620B通过检测该变化而获取第2标尺D11B(第2旋转轴D102B)的旋转信息。另外,在第2旋转轴D102B(第2标尺D11B)发生振摆的情况下使第2获取部D620B追随第2旋转轴D102B的振摆这一点,与第1实施方式相同。
以如上方式,第13实施方式的编码器装置D600即使是具备磁图案D612B及第2获取部D620B的构成,也能够与第8实施方式同样地使第2获取部D620B追随第2测定轴D102B(第2标尺D11B)的移动。因此,能够抑制第2标尺D11B的磁图案D612B与第2获取部D620B的相对位置关系发生偏移,能够无误差地获取第2测定轴D102B(第2标尺D11B)的旋转信息。
另外,在第13实施方式中,在第2标尺D11B设有磁图案D612B,作为第2获取部D620B使用磁传感器,在第1标尺D11A设有光学式的第1图案D12A,使用光学式的第1获取部D620A。不限定于图19这样的构成。例如,也可以设置磁图案作为第1标尺D11A的第1图案D12A,使用磁传感器作为第1获取部D620A,在第2标尺D11B设置光学式的第2图案D12B,使用光学式的第2获取部D620B。此外,还可以在第1标尺D11A及第2标尺D11B这两者设置磁图案,对第1获取部D620A及第2获取部D620B这两者使用磁传感器。
[驱动装置]
接着,对驱动装置进行说明。图20是表示驱动装置MTR的一例的图。在以下说明中,对与上述实施方式相同或等同的构成部分标注相同的附图标记并省略或简化说明。该驱动装置MTR是包含电动马达的马达装置。驱动装置MTR具备旋转轴102、旋转驱动旋转轴102的主体部(驱动部)BD、检测旋转轴102的旋转信息的编码器装置EC和控制主体部BD的控制部MC。
旋转轴102具有负载侧端部SFa和负载相反侧端部SFb。负载侧端部SFa与减速器等其他动力传动机构连接。在负载相反侧端部SFb固定有标尺(未图示)。编码器装置EC是上述第1~第7实施方式中说明的编码器装置。
关于该驱动装置MTR,控制部MC使用编码器装置EC的检测结果来控制主体部BD。由于驱动装置MTR使用抑制了误差的旋转信息来控制主体部BD,因此,能够高精度地控制旋转轴102的旋转位置。驱动装置MTR不限定于马达装置,也可以是具有利用液压或空压来进行旋转的轴部的其他驱动装置。
接着,对驱动装置的其他例进行说明。图21是表示驱动装置MTR的其他例的图。在以下说明中,对与上述实施方式相同或等同的构成部分标注相同的附图标记并省略或简化说明。该驱动装置MTR是包含电动马达的马达装置。驱动装置MTR具备第1测定轴D102A、第2测定轴D102B、旋转驱动第1测定轴D102A的主体部(驱动部)BD、检测第1测定轴D102A的旋转信息及第2测定轴D102B的旋转信息的编码器装置DEC、和控制主体部BD的控制部MC。
第1测定轴D102A及第2测定轴D102B与动力传动装置DRG连接,第1测定轴D102A的旋转经由动力传动装置DRG传送至第2测定轴D102B。第2测定轴D102B相对于第1测定轴D102A等速旋转或减速旋转。第2测定轴D102B具有负载侧端部(另一端部)SFa和负载相反侧端部(一端部)SFb。上述动力传动装置DRG与负载侧端部SFa连接。在第2测定轴D102B的负载相反侧端部SFb及第1测定轴D102A的负载相反侧端部(一端部)分别固定有标尺(未图示)。编码器装置DEC是上述实施方式中说明的编码器装置D100~D600。
关于该驱动装置MTR,控制部MC使用编码器装置DEC的检测结果来控制主体部BD。由于驱动装置MTR使用抑制了误差的旋转信息来控制主体部BD,因此,能够高精度地控制第1测定轴D102A或第2测定轴D102B的旋转位置。驱动装置MTR不限定于马达装置,也可以是具有利用液压或空压来进行旋转的轴部的其他驱动装置。
[载台装置]
接着,对载台装置进行说明。图22是表示载台装置STG的图。该载台装置STG采用如下构成:在图20示出的驱动装置MTR的旋转轴102中的负载侧端部SFa安装有旋转台(移动物体)TB。在以下说明中,对与上述实施方式相同或等同的构成部分标注相同的附图标记并省略或简化说明。
关于载台装置STG,若驱动驱动装置MTR而使旋转轴102旋转,则该旋转被传送至旋转台TB。此时,编码器装置EC检测旋转轴102的旋转信息(例如旋转位置)等。因而,通过使用来自编码器装置EC的输出,能够检测旋转台TB的角度位置。另外,也可以在驱动装置MTR的负载侧端部SFa与旋转台TB之间配置减速器等。
像这样,关于载台装置STG,因为编码器装置EC输出的旋转信息中的误差得到抑制,所以能够高精度地控制旋转台TB的位置。另外,载台装置STG例如能够适用于加工中心(machining center)等机床中所具备的旋转台等。
接着,对载台装置的其他例进行说明。图23是表示载台装置STG的其他例的图。该载台装置STG采用如下构成:在图21示出的驱动装置MTR的第2测定轴D102B中的负载侧端部SFa安装有旋转台(移动物体)TB。在以下说明中,对与上述实施方式相同或等同的构成部分标注相同的附图标记并省略或简化说明。
关于载台装置STG,若驱动驱动装置MTR而使第2测定轴D102B旋转,则该旋转被传送至旋转台TB。此时,编码器装置DEC检测第1测定轴D102A或第2测定轴D102B的旋转信息(例如旋转位置)等。因而,通过使用来自编码器装置DEC的输出,能够检测旋转台TB的角度位置。另外,也可以在驱动装置MTR的负载侧端部SFa与旋转台TB之间进一步配置减速器等。
像这样,关于载台装置STG,因为编码器装置DEC输出的旋转信息中的误差得到抑制,所以能够高精度地控制旋转台TB的位置。另外,载台装置STG例如能够适用于加工中心等机床中所具备的旋转台等。
[机械手装置]
接着,对机械手装置进行说明。图24是表示机械手装置RBT的立体图。另外,在图24中,示意性地示出了机械手装置RBT的一部分(关节部分)。在以下说明中,对与上述实施方式相同或等同的构成部分标注相同的附图标记并省略或简化说明。该机械手装置RBT具有第1臂AR1、第2臂AR2和关节部JT。第1臂AR1经由关节部JT与第2臂AR2连接。
第1臂AR1具备腕部104、轴承104a及轴承104b。第2臂AR2具有腕部105及连接部105a。连接部105a在关节部JT配置在轴承104a与轴承104b之间。连接部105a与旋转轴SF2一体地设置。旋转轴SF2在关节部JT插入轴承104a和轴承104b这两者。旋转轴SF2中的插入轴承104b这侧的端部贯穿轴承104b而与减速器RG、DRG连接。
减速器RG、DRG与驱动装置MTR连接,将驱动装置MTR的旋转例如减速为百分之一等后向旋转轴SF2(第2测定轴D102B)传送。在图24虽未图示,但驱动装置MTR的旋转轴102(第1测定轴D102A)中的负载侧端部与减速器RG、DRG连接。此外,在驱动装置MTR的旋转轴102(第1测定轴D102A及第2测定轴D102B)中的负载相反侧端部安装有编码器装置EC、DEC的标尺(未图示)。
关于机械手装置RBT,若驱动驱动装置MTR而使旋转轴102(第1测定轴D102A)旋转,则该旋转经由减速器RG、DRG向旋转轴SF2(第2测定轴D102B及旋转轴SF2)传送。通过旋转轴SF2的旋转,连接部105a一体地旋转,由此,第2臂AR2相对于第1臂AR1旋转。此时,编码器装置EC、DEC检测旋转轴102(第1测定轴D102A或第2测定轴D102B)的旋转信息(例如旋转位置等)。因而,通过使用来自编码器装置EC、DEC的输出,能够检测第2臂AR2的角度位置。
像这样,关于机械手装置RBT,因为编码器装置EC、DEC输出抑制了误差的旋转信息,所以能够高精度地控制第1臂AR1与第2臂AR2的相对位置。另外,机械手装置RBT不限定于上述的构成,驱动装置MTR能够适用于具备关节的各种机械手装置。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明的技术范围并不限定于上述实施方式等中说明的方案。有时会省略上述实施方式等中说明的要件的1个以上。此外,能够适当地组合上述实施方式等中说明的要件。
此外,上述实施方式中获取部20为1个,但不限定于此。例如,也可以配置2个以上的获取部20。该情况下,各获取部20既可以支承在同一支承部40(基板41)等,还可以支承在另行形成的支承部(基板)。此外,上述实施方式中第1获取部D20A及第2获取部D20B分别为1个,但不限定于此。例如,也可以配置2个以上的第1获取部D20A或第2获取部D20B。该情况下,各第1获取部D20A或各第2获取部D20B既可以分别支承在同一第1基板D41A或第2基板D41B,也可以支承在另行形成的支承部(基板)。
此外,上述实施方式示出了利用保持在壳体30的获取部20检测安装于旋转轴102的旋转部10(标尺11)的图案12的构成,但不限定于此。例如,也可以是获取部20固定在旋转部10的标尺11、图案12形成在支承部40的基板41等的构成。即使在该情况下,若旋转轴102移动则图案12也移动,获取部20追随图案12的移动。因而,获取部20与图案12的相对位置不会发生变动,所以能够无误差地获取旋转轴102(旋转部10的标尺11)的旋转信息。
此外,上述实施方式示出了利用保持在壳体D30的第1获取部D20A检测安装于第1测定轴D102A的第1标尺D11A的第1图案D12A的构成,但不限定于此。例如,也可以是将第1图案D12A形成于第1基板D41A等、将第1获取部D20A固定于第1标尺D11A的构成。
同样地,示出了利用保持在壳体D30的第2获取部D20B检测安装于第2测定轴D102B的第2标尺D11B的第2图案D12B的构成,但不限定于此。例如,也可以是将第2图案D12B形成于第2基板D41B、将第2获取部D20B固定于第2标尺D11B的构成。即使在该情况下,若第2测定轴D102B移动则第2获取部D20B也移动,第2图案D12B追随第2获取部D20B的移动。因而,第2获取部D20B与第2图案D12B的相对位置不会发生变动,所以能够无误差地获取第2测定轴D102B(第2标尺D11B)的旋转信息。
附图标记说明
AX…中心轴,MTR…驱动装置,BD…主体部,EC、DEC、100、200、300、400、500、600、700、D100、D200、D300、D400、D500、D600…编码器装置,RG、DRG…减速器(动力传动机构),STG…载台装置,RBT…机械手装置,10…旋转部,11…标尺,12…图案,20…获取部,30、D30…壳体,40、340、440、540、640、D40、D240、D440…支承部,41、341、441、541…基板,42、D42…连接部,43、D43…轴承,46、D46…滑块,47、D47…十字头联轴器,50…密封部,101…驱动部,543…调心轴承,551…弹性部件,553…间隙用轴承,554…吸收部,D11A…第1标尺,D11B…第2标尺,D12A…第1图案,D12B…第2图案,D20A…第1获取部,D20B…第2获取部,D41A…第1基板,D41B…第2基板,D101…驱动部,D102A…第1测定轴,D102B…第2测定轴,D243、D343…引导部。
Claims (39)
1.一种编码器装置,其特征在于,具备:
标尺,其具有在规定方向上排列的图案;
获取部,其获取所述图案的信息;和
支承部,其相对于所述标尺和所述获取部的一者在与所述规定方向不同的方向上的移动,将所述标尺和所述获取部的另一者支承为能够在所述不同的方向上移动。
2.如权利要求1所述的编码器装置,其特征在于,
所述支承部使所述标尺和所述获取部的另一者在所述不同的方向上追随所述标尺和所述获取部的一者的移动。
3.如权利要求1或2所述的编码器装置,其特征在于,
相对于所述标尺和所述获取部的一者的移动,所述支承部抑制所述标尺和所述获取部的另一者在所述规定方向上移动。
4.如权利要求1~3中任一项所述的编码器装置,其特征在于,
所述标尺安装在旋转轴上,
所述不同的方向包含所述旋转轴偏心移动的方向、相对于所述旋转轴的轴向倾斜的方向以及所述旋转轴的轴向的至少一者。
5.如权利要求4所述的编码器装置,其特征在于,具有:
基板,其容许所述旋转轴的旋转,且安装有所述获取部;和
壳体,其收纳所述标尺及所述基板,
所述支承部具备连接部,所述连接部将所述基板与所述壳体连接,使所述基板在所述不同的方向上移动,且抑制所述基板向所述第2方向的移动。
6.如权利要求5所述的编码器装置,其特征在于,
所述基板相对于所述标尺隔开规定间隔且平行地配置。
7.如权利要求5或6所述的编码器装置,其特征在于,
所述基板经由轴承保持在所述旋转轴。
8.如权利要求5或6所述的编码器装置,其特征在于,
所述基板被保持在包围所述标尺的外周而配置的筒状的引导部的内侧。
9.如权利要求8所述的编码器装置,其特征在于,
所述基板相对于所述引导部在沿周向隔开间隔的多处接触。
10.如权利要求5或6所述的编码器装置,其特征在于,
所述基板经由调心轴承保持在所述旋转轴,
所述编码器装置具有保持部,所述保持部维持所述基板与所述旋转部的间隔,并且相对于所述基板能够旋转地保持所述标尺。
11.如权利要求10所述的编码器装置,其特征在于,
具备将所述基板向所述标尺按压的弹性部件。
12.如权利要求5~11中任一项所述的编码器装置,其特征在于,
所述连接部由十字头联轴器形成,所述十字头联轴器具有能够在与所述旋转轴的轴向正交的面内沿正交的2个方向相互移动的滑块。
13.如权利要求5~11中任一项所述的编码器装置,其特征在于,
所述连接部包含能够在与所述旋转轴的轴向正交的方向上弹性变形的平行弹簧而形成。
14.如权利要求5~13中任一项所述的编码器装置,其特征在于,
在所述壳体与所述基板之间具备密封部。
15.如权利要求1~14中任一项所述的编码器装置,其特征在于,
所述图案具有形成有在规定方向上排列的光反射部或光通过部的光学图案,
所述获取部检测由所述光学图案产生的反射光或通过光。
16.如权利要求1~14中任一项所述的编码器装置,其特征在于,
所述图案为磁图案,
所述获取部检测由所述磁图案产生的磁场。
17.一种编码器装置,其特征在于,具备:
第1标尺,其安装在第1测定轴,且具有在第1方向上排列的第1图案;
第1获取部,其获取所述第1图案的信息;
第2标尺,其安装在经由动力传动机构与所述第1测定轴连结的第2测定轴,且具有在第2方向上排列的第2图案;
第2获取部,其获取所述第2图案的信息;和
支承部,其相对于所述第2标尺和所述第2获取部的一者在与所述第2方向不同的方向上的移动,将所述第2标尺和所述第2获取部的另一者支承为能够在所述不同的方向上移动。
18.如权利要求17所述的编码器装置,其特征在于,
所述支承部使所述第2标尺和所述第2获取部的另一者在所述不同的方向上追随所述第2标尺和所述第2获取部的一者的移动。
19.如权利要求17或18所述的编码器装置,其特征在于,
相对于所述第2标尺和所述第2获取部的一者的移动,所述支承部抑制所述第2标尺和所述第2获取部的另一者在所述第2方向上移动。
20.如权利要求17或18所述的编码器装置,其特征在于,
所述第2测定轴以中心轴为中心旋转,
所述不同的方向包含所述第2测定轴偏心移动的方向、相对于所述第2测定轴的轴向倾斜的方向以及所述第2测定轴的轴向的至少一者。
21.如权利要求17~20中任一项所述的编码器装置,其特征在于,
所述支承部具备十字头联轴器,所述十字头联轴器具有能够在与所述第2测定轴的轴向正交的面内沿正交的2个方向相互移动的滑块。
22.如权利要求17~21中任一项所述的编码器装置,其特征在于,
所述第1测定轴由中空轴形成,
所述第2测定轴配置为能够在所述第1测定轴内旋转。
23.如权利要求22所述的编码器装置,其特征在于,
所述第2测定轴相对于所述第1测定轴等速旋转或减速旋转。
24.如权利要求17~21中任一项所述的编码器装置,其特征在于,
所述第1测定轴是与驱动装置连结的能够旋转的中空的输入轴,
所述第2测定轴是经由所述动力传动机构与所述输入轴连结、且配置为能够在所述输入轴内旋转的输出轴,
所述动力传动机构使所述输出轴相对于所述输入轴等速旋转或减速旋转。
25.如权利要求24所述的编码器装置,其特征在于,
所述第1标尺安装在所述第1测定轴的一端部,
所述第2标尺安装在所述第2测定轴的一端部,
所述第1测定轴的一端部的振摆量与所述第2测定轴的一端部的振摆量互不相同。
26.如权利要求24或25所述的编码器装置,其特征在于,
所述第1测定轴的轴的粗度大于所述第2测定轴。
27.如权利要求25或26所述的编码器装置,其特征在于,具有:
第1基板,其容许所述第2测定轴的旋转,且安装有所述第1获取部;
第2基板,其容许所述第2测定轴的旋转,且安装有所述第2获取部;和
壳体,其收纳所述第1测定轴的一端部、所述第2测定轴的一端部、所述第1标尺、所述第2标尺、所述第1基板及所述第2基板,
所述支承部具备连接部,所述连接部将所述壳体与所述第2基板连接,使所述基板在所述不同的方向上移动,且抑制所述基板向所述第2方向的移动。
28.如权利要求27所述的编码器装置,其特征在于,
所述第2标尺配置为比所述第1标尺更远离所述驱动装置。
29.如权利要求27或28所述的编码器装置,其特征在于,
所述第2基板相对于所述第2标尺隔开规定间隔且平行地配置。
30.如权利要求27~29中任一项所述的编码器装置,其特征在于,
所述第2基板经由轴承能够旋转地保持所述第2测定轴。
31.如权利要求27~29中任一项所述的编码器装置,其特征在于,
所述第2基板保持包围所述第2标尺的外周而配置的筒状的引导部。
32.如权利要求31所述的编码器装置,其特征在于,
所述引导部相对于所述第2标尺在沿周向隔开间隔的多处接触。
33.如权利要求27~32中任一项所述的编码器装置,其特征在于,
所述连接部由十字头联轴器形成,所述十字头联轴器具有能够在与所述第2测定轴的轴向正交的面内沿正交的2个方向相互移动的滑块。
34.如权利要求17~33中任一项所述的编码器装置,其特征在于,
所述第1图案具有第1光学图案,该第1光学图案具有在所述第1方向上排列的光反射部或光通过部,
所述第2图案具有第2光学图案,该第2光学图案具有在所述第2方向上排列的光反射部或光通过部,
所述第1获取部检测由所述第1光学图案产生的反射光或通过光,
所述第2获取部检测由所述第2光学图案产生的反射光或通过光。
35.如权利要求17~33中任一项所述的编码器装置,其特征在于,
所述第1图案及所述第2图案的至少一者为磁图案,
所述第1获取部及所述第2获取部的至少一者检测由所述磁图案产生的磁场。
36.一种驱动装置,其特征在于,具备:
供给驱动力的驱动部;和
与所述驱动部连接的权利要求1~16中任一项所述的编码器装置。
37.一种驱动装置,其特征在于,具备:
权利要求17~35中任一项所述的编码器装置;和
向所述第1测定轴及所述第2测定轴的至少一者供给驱动力的驱动部。
38.一种载台装置,其特征在于,具备:
移动体;和
使所述移动体移动的权利要求36或37所述的驱动装置。
39.一种机械手装置,其特征在于,
具备权利要求36或37所述的驱动装置。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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