CN116659468A - 测位切换装置、驱动装置及测位切换方法 - Google Patents

测位切换装置、驱动装置及测位切换方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种即使在位置检测部的间隔发生变化的情况下也能够准确地切换位置检测部的测位切换装置等。测位切换装置具备：磁传感器(S0～S3)，为了对沿可动件的移动方向设置有多个刻度的磁尺进行测位而配置有三个以上，并且其间隔(X0/1、X1/2、X2/3)小于磁尺的移动方向上的长度；计数部(50～53)，对各磁传感器检测到的多个刻度进行计数；以及计数值转换部(41)，在磁尺横跨在两个相邻的磁传感器的检测范围的状态下，在将磁尺的测位主体从移动源的磁传感器切换到移动目的地的磁传感器时，根据磁传感器的间隔(X0/1、X1/2、X2/3)将移动源的磁传感器的切换计数值转换为移动目的地的磁传感器的开始计数值。

Description

测位切换装置、驱动装置及测位切换方法
本申请主张基于2022年11月4日申请的日本专利申请第2022-177274号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
技术领域
本发明涉及一种使可动件沿轨道移动的驱动装置等。
背景技术
在专利文献1中公开了作为使可动件沿轨道移动的驱动装置的线性输送系统。沿轨道配置的多个磁传感器对安装在可动件上的磁尺(即，可动件)进行测位。
若可动件在轨道上移动，则对其磁尺进行测位的磁传感器会依次切换。磁传感器的切换在磁尺横跨在两个相邻的磁传感器的检测范围的状态下进行。具体而言，在两个相邻的磁传感器来到了相对于磁尺的轨道方向上中央对称的位置处的时刻，磁尺的测位主体从移动源的磁传感器切换到移动目的地的磁传感器。此时，移动源的磁传感器的切换计数值(例如，+15,000)的正负颠倒，被移动目的地的磁传感器的开始计数值(例如，-15,000)接替。
专利文献1：日本特开2021-164396号公报
在切换磁传感器时计数值被颠倒并被接替的专利文献1的技术中以磁传感器的间隔恒定为前提，在导轨的曲线部等处磁传感器的间隔发生了变化的情况下不能适用。
发明内容
本发明是鉴于这样的状况而完成的，其目的在于提供一种即使在位置检测部的间隔发生了变化的情况下也能够准确地切换位置检测部的测位切换装置等。
为了解决上述问题，本发明的一种实施方式的测位切换装置具备：多个位置检测部，为了对安装在可动件上并且沿该可动件的移动方向设置有多个刻度的测位标尺进行测位而沿着该移动方向配置有三个以上，并且其间隔小于测位标尺的移动方向上的长度；计数部，对各位置检测部检测到的多个刻度进行计数；以及计数值转换部，在测位标尺横跨在两个相邻的位置检测部的检测范围的状态下，在将该测位标尺的测位主体从与移动方向侧相反一侧的移动源的位置检测部切换到移动方向侧的移动目的地的位置检测部时，根据位置检测部的间隔将该移动源的位置检测部的计数部的切换计数值转换为该移动目的地的位置检测部的计数部的开始计数值。
在该实施方式中，在切换位置检测部时，根据位置检测部的间隔，移动源的位置检测部的切换计数值转换为移动目的地的位置检测部的开始计数值，因此，也能够应对位置检测部的间隔发生变化的情况。
本发明的另一实施方式是驱动装置。该装置具备：可动件，沿轨道驱动；多个位置检测部，为了对安装在可动件上并且沿该可动件的移动方向设置有多个刻度的测位标尺进行测位而沿着该移动方向配置有三个以上，并且其间隔小于测位标尺的移动方向上的长度；计数部，对各位置检测部检测到的多个刻度进行计数；以及计数值转换部，在测位标尺横跨在两个相邻的位置检测部的检测范围的状态下，在将该测位标尺的测位主体从与移动方向侧相反一侧的移动源的位置检测部切换到移动方向侧的移动目的地的位置检测部时，根据位置检测部的间隔将该移动源的位置检测部的计数部的切换计数值转换为该移动目的地的位置检测部的计数部的开始计数值。
本发明的又一实施方式是测位切换方法。该方法应用于测位切换装置中，该测位切换装置具备：多个位置检测部，为了对安装在可动件上并且沿该可动件的移动方向设置有多个刻度的测位标尺进行测位而沿着该移动方向配置有三个以上，并且其间隔小于测位标尺的移动方向上的长度；以及计数部，对各位置检测部检测到的多个刻度进行计数，所述方法具备计数值转换步骤，该计数值转换步骤如下：在测位标尺横跨在两个相邻的位置检测部的检测范围的状态下，在将该测位标尺的测位主体从与移动方向侧相反一侧的移动源的位置检测部切换到移动方向侧的移动目的地的位置检测部时，根据位置检测部的间隔将该移动源的位置检测部的计数部的切换计数值转换为该移动目的地的位置检测部的计数部的开始计数值。
此外，以上构成要件的任意组合或将这些表现在方法、装置、系统、记录介质、计算机程序等中进行转换的方式也包含在本发明中。
根据本发明，即使在位置检测部的间隔发生变化的情况下也能够准确地切换位置检测部。
附图说明
图1是表示线性输送系统的整体结构的立体图。
图2示意性地表示线性输送系统中的由位置检测部等构成的测位切换装置。
图3示意性地表示专利文献1中的磁尺的测位主体从移动源的磁传感器切换到移动目的地的磁传感器的情况。
图4表示由测位切换控制部进行的各磁传感器的切换控制的实施例。
图5表示由测位切换控制部进行的各磁传感器的切换控制的实施例。
图6表示由测位切换控制部进行的各磁传感器的切换控制的实施例。
图7表示由测位切换控制部进行的各磁传感器的切换控制的实施例。
图8表示由测位切换控制部进行的各磁传感器的切换控制的实施例。
图9表示由测位切换控制部进行的各磁传感器的切换控制的第2实施例。
图10表示由测位切换控制部进行的各磁传感器的切换控制的第2实施例。
图11表示由测位切换控制部进行的各磁传感器的切换控制的第2实施例。
图12表示由测位切换控制部进行的各磁传感器的切换控制的第2实施例。
图13表示由测位切换控制部进行的各磁传感器的切换控制的第2实施例。
图中：1-线性输送系统，2-固定件，3-可动件，4-测位切换装置，40-测位切换控制部，41-计数值转换部，42-位置运算部，50-计数部，S0-磁传感器。
具体实施方式
以下，参考附图对用于实施本发明的方式(以下还称为实施方式)进行详细说明。在以下说明和/或附图中，对相同或等同的构成要件、部件及处理等标注相同的符号，并省略重复说明。在各附图中，为了简化说明，适当设定各部的缩尺和形状，除非另有特别说明，其并不作限定性解释。实施方式只是例示，其并不用于限制本发明的范围。实施方式中记载的所有特征或其组合未必一定是本发明的本质。
图1是表示本发明所涉及的驱动装置的一实施方式(即，线性输送系统1)的整体结构的立体图。线性输送系统1具备构成环状导轨或轨道的固定件2以及被该固定件2驱动从而能够沿导轨移动的多个可动件3A、3B、3C、3D(以下统称为可动件3)。通过使设置在固定件2上的电磁铁或线圈与设置在可动件3上的永久磁铁相互对置，沿环状导轨构成线性马达。此外，固定件2所形成的导轨并不只限于环状，可以是任意形状。例如，导轨可以是直线状的，也可以是曲线状的，并且，一个导轨可以分支成多个导轨，多个导轨也可以合并成一个导轨。并且，固定件2所形成的导轨的设置方向也是任意的，在图1的例子中，导轨配设在水平面内，但是，也可以将导轨配设在铅垂面内，还可以配设在任意倾斜角的平面内或曲面内。
固定件2具有将水平方向作为法线方向的导轨面21。导轨面21沿导轨的形成方向带状延伸，如图1的例子所示，在导轨形成为环状的情况下，导轨面21成为(假想的)两端彼此连接在一起而成的环形带状。在这样的能够形成任意形状的导轨的导轨面21上，沿导轨连续或周期性地埋设或配置有具备电磁铁的多个驱动模块(未示出)。驱动模块中的电磁铁产生磁场，该磁场对可动件3的永久磁铁和/或电磁铁本身施加沿导轨的推进力。具体而言，若使三相交流等驱动电流流过这些多个电磁铁中，则会产生使具备永久磁铁的可动件3沿轨道朝向所希望的切线方向直线驱动的移动磁场。此外，在图1的例子中，在水平面内形成环状导轨的导轨面21的法线方向为水平方向，但是，导轨面21的法线方向也可以是铅垂方向或其他任意方向。
在固定件2的设置于与导轨面21垂直的上表面或下表面上的测位部22上，连续或周期性地埋设有作为多个位置检测部的磁传感器(图1中未示出)，该磁传感器能够测定安装在可动件3上的作为测位对象或测位标尺的磁尺(图1中未示出)的位置。将由恒定间距的条纹状磁图案或磁刻度形成的磁尺作为测位对象的磁传感器通常具备多个磁检测头。通过使多个磁检测头的间隔相对于磁尺的磁图案的间距或周期错开，磁传感器能够高精度地测定磁尺的位置。在设置有两个磁检测头的典型的磁传感器中，例如，两个磁检测头的间隔相对于磁尺的磁图案错开1/4间距(相位错开90度)。此外，也可以与上述相反地，在可动件3上设置磁传感器，在固定件2上设置磁尺。并且，如果用时间对由测位部22测定的可动件3的位置进行微分，则能够检测出可动件3的速度，如果用时间对该速度进行微分，则能够检测出可动件3的加速度。
设置在固定件2上的位置检测部和安装在可动件3上的测位对象或测位标尺并不只限于上述的磁式，也可以采用光学式或其他方式。在采用光学式的情况下，在可动件3上安装有由恒定间距的纹路或刻度形成的光学标尺，在固定件2上设置有能够以光学方式读取光学标尺的纹路的光学传感器。在磁式或光学式中，由于位置检测部以非接触方式测定测位对象(磁尺或光学标尺)，因此能够降低由可动件3输送的被搬运物飞散而进入到测位部位(固定件2的上表面)时的位置检测部的故障等风险。但是，在光学式中，如果进入到测位部位的液体或粉体等被搬运物覆盖光学标尺，则测位精度会变差，因此，优选使用如果是针对磁性可以忽略的被搬运物则即使进入到测位部位也不会使测位精度变差的磁式。
可动件3具备：可动件主体31，其与固定件2的导轨面21对置；被测位部32，其从可动件主体31的上部沿水平方向伸出并与固定件2的测位部22对置；以及输送部33，其从可动件主体31沿水平方向朝向与被测位部32相反的一侧(远离固定件2的一侧)伸出并用于载置或固定被搬运物。可动件主体31具备与沿导轨埋设在固定件2的导轨面21的多个电磁铁对置的一个或多个永久磁铁(未示出)。由于固定件2的电磁铁所产生的移动磁场对可动件3的永久磁铁和/或电磁铁本身施加导轨的切线方向的直线动力或推进力，因此可动件3相对于固定件2沿导轨面21直线驱动。
在可动件3的被测位部32上，作为测位对象或测位标尺的磁尺或光学标尺与设置在固定件2的测位部22上的位置检测部(磁传感器或光学传感器)对置配置。在位置检测部设置在固定件2的上表面的图1的例子中，磁尺等测位对象安装在可动件3的被测位部32的下表面。在测位部22和被测位部32为磁式的情况下，为了不让导轨面21的电磁铁和可动件主体31的永久磁铁之间的磁场影响到测位部22和被测位部32的磁测位，优选在固定件2中将导轨面21和测位部22形成在不同的面或彼此远离的部位上，并且在可动件3中将可动件主体31和被测位部32形成在不同的面或彼此远离的部位上。
图1中例示了四个可动件3A、3B、3C、3D，但是，例如在输送许多少量的被搬运物的线性输送系统1中，也可以设想需要数量超过1,000的可动件3。
图2示意性地表示线性输送系统1中的由位置检测部等构成的测位切换装置4。测位切换装置4具备多个(在图示的例子中为四个)作为位置检测部的磁传感器S0～S3，该磁传感器S0～S3为了对安装在一个或多个(在图示的例子中为一个)可动件C上的作为测位标尺的磁尺(以下为了方便还称为磁尺C)进行测位而沿着固定件2的轨道方向或可动件C的移动方向(图2中的左右方向)埋设或配置在导轨面21上。
各磁传感器S0～S3的移动方向上的间隔可以彼此相等，但在本实施方式中对所有间隔互不相同的例子进行说明。具体而言，将第0磁传感器S0与第1磁传感器S1之间的间隔X0/1设为例如30mm，将第1磁传感器S1与第2磁传感器S2之间的间隔X1/2设为例如26mm，将第2磁传感器S2与第3磁传感器S3之间的间隔X2/3设为例如24mm。如此，间隔X0/1、间隔X1/2、间隔X2/3彼此不同。此外，磁传感器的间隔优选尽可能恒定，但在导轨的曲线部、分支部、合并部等处等间隔配置磁传感器有时是不现实的。本实施方式适于这种情况。
相对于以上各磁传感器S0～S3的间隔X0/1、X1/2、X2/3，磁尺C的移动方向上的长度例如为48mm。如此，在本实施方式中，各磁传感器S0～S3的移动方向上的间隔(30mm、26mm、24mm)小于磁尺C的移动方向上的长度(48mm)。
磁尺C具有移动方向上的两端部EL、ER以及从移动方向的两侧被该两端部EL、ER夹住的长条的标尺主体AB。在标尺主体AB上形成有沿移动方向等间隔设置的多个磁刻度或磁图案。在公知的线性编码器中，检测到标尺主体AB的磁刻度的各磁传感器S0～S3输出一般的A相和B相脉冲。典型地，A相脉冲和B相脉冲的相位彼此相差90度。此外，在磁尺C的两端部EL、ER也可以形成与标尺主体AB相同的磁刻度。
磁尺C的各端部EL、ER的移动方向上的长度例如为8mm。此时的标尺主体AB的移动方向上的长度是从磁尺C的长度48mm减去两端部EL、ER的总长度16mm而得的32mm。如此，在本实施方式中，各磁传感器S0～S3的移动方向上的间隔(30mm、26mm、24mm)小于磁尺C的标尺主体AB的移动方向上的长度(32mm)。
在可动件C和/或磁尺C上设置有作为基准标记的参考标记Z。在公知的线性编码器中，最初磁性地检测到参考标记Z的各磁传感器S0～S3输出一般的Z相脉冲。对应于参考标记Z而输出的Z相脉冲用于确定可动件C的基准位置。具体而言，最初检测到参考标记Z并最初输出了Z相脉冲的磁传感器成为使后述的计数部开始对磁尺C的A/B相的磁刻度进行计数的基准传感器。以下，对第0磁传感器S0成为磁尺C的基准传感器的情况进行说明。图示的状态是在作为基准传感器的第0磁传感器S0之上有参考标记Z而且检测到该参考标记Z的第0磁传感器S0的计数部50从计数值“0”开始对磁尺C的A/B相的磁刻度进行计数的状态。
以上的对磁尺C的说明同样适用于安装在其他未图示的可动件上的其他磁尺。但是，在各个磁尺上，以上各部的尺寸和参考标记的位置任意确定。以下，只要没有特别提及，磁尺C的说明也同样适用于其他磁尺。
各磁传感器S0～S3具备计数部50～53，该计数部50～53对形成在磁尺C的标尺主体AB和/或两端部EL、ER上的A/B相的磁刻度进行计数。各计数部50～53中的计数值的增减方向对应于各磁传感器S0～S3所检测的磁尺C(即，可动件C)的移动方向。例如，在可动件C从图2中的左侧朝向右侧移动时，各计数部50～53中的计数值根据各磁传感器S0～S3所输出的A/B相脉冲的数量而增加，而在可动件C从图2中的右侧朝向左侧移动时，各计数部50～53中的计数值根据各磁传感器S0～S3所输出的A/B相脉冲的数量而减少。
在可动件C在导轨上移动时，对该磁尺C进行测位的磁传感器S0～S3依次切换。图3示意性地表示专利文献1中的从左侧向右侧移动的磁尺C的测位主体从移动源的磁传感器S0切换到移动目的地的磁传感器S1的情况。如图3所示，磁传感器S0、S1的切换在磁尺C的标尺主体AB横跨在两个相邻的磁传感器S0、S1的检测范围的状态下进行。在图示的例子中，在磁传感器S0、S1位于相对于磁尺C的移动方向上的中央(参考标记Z的位置)对称的位置SW1、SW2的时刻，磁尺C的测位主体从磁传感器S0切换到磁传感器S1。
第1切换位置SW1是距离左端部EL与标尺主体AB之间的边界规定距离的标尺主体AB内的位置，第2切换位置SW2是距离右端部ER与标尺主体AB之间的边界规定距离的标尺主体AB内的位置。在图示的例子中，第1切换位置SW1距标尺主体AB的左端的距离和第2切换位置SW2距标尺主体AB的右端的距离例如为1mm。此时，第1切换位置SW1距标尺主体AB的中央的距离和第2切换位置SW2距标尺主体AB的中央的距离为15mm，其和(30mm)与磁传感器S0、S1的间隔X0/1一致。
在磁尺C的测位主体从磁传感器S0切换到磁传感器S1时，移动源的磁传感器S0的计数部50的计数值被移动目的地的磁传感器S1的计数部51的计数值接替。以下，将各磁传感器S0～S3检测出磁尺C的中央(参考标记Z的位置)时的各计数部50～53的计数值设为零，将各磁传感器S0～S3在比磁尺C的中央更靠与可动件C的移动方向侧相反的一侧(图3中的左侧)检测出磁刻度时的各计数部50～53的计数值设为正，将各磁传感器S0～S3在比磁尺C的中央更靠可动件C的移动方向侧(图3中的右侧)检测出磁刻度时的各计数部50～53的计数值设为负。
在图示的例子中，参考标记Z的位置对应于计数值“0”，第1切换位置SW1例如对应于相当于与参考标记Z之间的距离(15mm)的正的计数值“+15,000”，第2切换位置SW2例如对应于相当于与参考标记Z之间的距离(15mm)的负的计数值“-15,000”。此外，将计数值变化的绝对值(15,000)与物理距离(15mm)之比还称为传感器分辨率R，在本实施方式中，R＝1,000(＝15,000/15)且恒定。并且，将第1切换位置SW1的计数值还称为切换计数值，将第2切换位置SW2的计数值还称为开始计数值。在图示的例子中，切换计数值和开始计数值只有正负符号不同。如图示的状态所示，若磁尺C的第1切换位置SW1来到了磁传感器S0之上，则其计数部50的切换计数值“+15,000”转换为位于第2切换位置SW2处的磁传感器S1的计数部51的开始计数值“-15,000”。之后，磁传感器S1成为磁尺C的测位主体，其计数部51从开始计数值“-15,000”计数到切换到下一个磁传感器的切换计数值“+15,000”。
如此在切换磁传感器S0、S1时计数值被颠倒(“+15,000”→“-15,000”)并被接替的专利文献1的技术中以磁传感器的间隔恒定为前提，其不能适用于如图2所示那样各磁传感器S0～S3的间隔X0/1、X1/2、X2/3发生变化的情况。以下，对即使各磁传感器S0～S3的间隔X0/1、X1/2、X2/3发生变化的情况下也能够准确地切换各磁传感器S0～S3的测位切换控制部40进行说明。
图2中的测位切换控制部40具备计数值转换部41和位置运算部42。在磁尺C的标尺主体AB横跨在两个相邻的磁传感器S0/S1、S1/S2、S2/S3的检测范围的状态下，在将该标尺主体AB的测位主体从与移动方向侧相反一侧的移动源的磁传感器S0、S1、S2切换到移动方向侧的移动目的地的磁传感器S1、S2、S3时，计数值转换部41根据各磁传感器S0～S3的间隔X0/1、X1/2、X2/3将该移动源的磁传感器S0、S1、S2的计数部50、51、52的切换计数值转换为该移动目的地的磁传感器S1、S2、S3的计数部51、52、53的开始计数值。位置运算部42根据各磁传感器S0～S3的间隔X0/1、X1/2、X2/3从移动目的地的磁传感器S1、S2、S3的计数部51、52、53的计数值运算出相对于移动源的磁传感器S0、S1、S2的磁尺C的相对位置。以下，将位置运算部42运算出的磁尺C的参考标记Z相对于作为基准传感器的第0磁传感器S0的相对位置还称为磁尺C的参考标记Z的绝对位置或简称为磁尺C的绝对位置。
图4～图8表示由测位切换控制部40进行的各磁传感器S0～S3的切换控制的实施例。图4表示与图2相同的状态，检测到参考标记Z的作为基准传感器的第0磁传感器S0的计数部50从计数值“0”开始对磁尺C的A/B相的磁刻度进行计数。此时的磁尺C的(相对于第0磁传感器S0的)绝对位置与计数部50的计数值“0”相等。
图5表示从图4的状态移动的磁尺C的移动方向上的中央(参考标记Z的位置)来到了第0磁传感器S0和第1磁传感器S1之间的中点的状态。此时，磁传感器S0及磁传感器S1位于相对于磁尺C的中央对称的第1切换位置SW1及第2切换位置SW2，磁尺C的测位主体从磁传感器S0切换到磁传感器S1。此外，从磁传感器S0向磁传感器S1的切换只要在标尺主体AB横跨在磁传感器S0、S1的检测范围的状态下进行即可，并非一定要在相对于磁尺C的中央对称的第1切换位置SW1和第2切换位置SW2进行(如后所述，在从图示的位置左右错开1mm以内的位置进行也可)。但是，如下所示，通过将第1切换位置SW1及第2切换位置SW2设为相对于磁尺C的中央对称的位置，能够简化计数值转换部41和位置运算部42中的运算。
图5中的第1切换位置SW1是距离左端部EL与标尺主体AB之间的边界1mm的标尺主体AB内的位置，第2切换位置SW2是距离右端部ER与标尺主体AB之间的边界1mm的标尺主体AB内的位置。此时，第1切换位置SW1距标尺主体AB的中央的距离和第2切换位置SW2距标尺主体AB的中央的距离为15mm，其和(30mm)与磁传感器S0、S1的间隔X0/1一致。在传感器分辨率R为“1,000”且恒定的本实施例中，检测到从图4的状态移动了15mm的量的A/B相的磁刻度的第0磁传感器S0的计数部50的计数值成为“+15,000”，这成为切换计数值C0。
在将磁尺C的测位主体从移动源的第0磁传感器S0切换到移动目的地的第1磁传感器S1时，计数值转换部41根据与第0磁传感器S0和第1磁传感器S1之间的间隔X0/1(30mm)相对应的计数值(30,000：以下将“间隔X0/1”还用作计数值“30,000”的含义)以及与第1磁传感器S1和第2磁传感器S2之间的间隔X1/2(26mm)相对应的计数值(26,000：以下将“间隔X1/2”还用作计数值“26,000”的含义)来将第0磁传感器S0的计数部50的切换计数值C0“+15,000”转换为第1磁传感器S1的计数部51的开始计数值C1(C1＝-(X0/1+X1/2)/4)。具体而言，C1＝-(30,000+26,000)/4＝-14,000成为第1磁传感器S1的开始计数值C1。如此，在本实施方式中，在各磁传感器S0～S2的间隔X0/1、X1/2互不相同的情况下，并不像专利文献1那样移动目的地的磁传感器S1的开始计数值C1“-14,000”成为将移动源的磁传感器S0的切换计数值C0“+15,000”单纯地正负颠倒的计数值，而是根据间隔X0/1、X1/2之差来准确地进行调整。
此外，开始计数值C1也可以运算为-C0+(X0/1-X1/2)/4＝-15,000+(30,000-26,000)/4＝-14,000。并且，在可动件C朝向与图5相反的一侧(左侧)移动的情况下，切换计数值C0成为“-15,000”，通过C-1＝(X-1/0+X-2/-1)/4＝-C0+(X-2/-1-X-1/0)/4来计算出未图示的第-1磁传感器S-1的开始计数值C-1。在此，X-2/-1是未图示的第-2磁传感器S-2与第-1磁传感器S-1之间的间隔，X-1/0是第-1磁传感器S-1与第0磁传感器S0之间的间隔。在此，如果将X-2/-1设为与X1/2相等的26mm且将X-1/0设为与X0/1相等的30mm，则C-1＝(26,000+30,000)/4＝15,000+(26,000-30,000)/4＝14,000。
在根据移动目的地的磁传感器S1的计数部51的计数值C1(-14,000～)来运算出磁尺C的绝对位置时，位置运算部42算入基于间隔X0/1“30,000”和间隔X1/2“26,000”的校正项(X0/1-X1/2)/4。具体而言，在将磁传感器S1相对于磁传感器S0的绝对位置(计数值)设为P1(＝X0/1＝30,000)的情况下，磁尺C的绝对位置成为P1+C1-(X0/1-X1/2)/4，在图5的状态(C1＝-14,000)下，正确地运算为30,000-14,000-(30,000-26,000)/4＝15,000。并且，在可动件C朝向与图5相反的一侧(左侧)移动的情况下，若将磁传感器S-1相对于磁传感器S0的绝对位置(计数值)设为P-1(＝-X-1/0＝-30,000)，则磁尺C的绝对位置成为P-1+C-1-(X-2/-1-X-1/0)/4，在C-1＝14,000的状态下，正确地运算为-30,000+14,000-(26,000-30,000)/4＝-15,000。
图6表示从图5的状态移动的磁尺C移动方向上的中央(参考标记Z的位置)来到了第1磁传感器S1之上的状态。由于磁尺C从图5的状态移动了15mm，因此第1磁传感器S1的计数部51的计数值C1成为对图5中的“-14,000”加上移动量的“+15,000”而得的“+1,000”。如此，在除了作为基准传感器的第0磁传感器S0以外的磁传感器S1～S3中，检测到磁尺C中央的状态下的计数部51～53的计数值不成为“0”。并且，位置运算部42根据上述的式P1+C1-(X0/1-X1/2)/4将磁尺C的绝对位置正确地运算为30,000+1,000-(30,000-26,000)/4＝30,000。
图7表示从图6的状态移动的磁尺C的移动方向上的中央(参考标记Z的位置)来到了第1磁传感器S1和第2磁传感器S2之间的中点的状态。此时，磁传感器S1及磁传感器S2位于相对于磁尺C的中央对称的第1切换位置SW1及第2切换位置SW2，磁尺C的测位主体从磁传感器S1切换到磁传感器S2。此外，从磁传感器S1向磁传感器S2的切换只要在标尺主体AB横跨在磁传感器S1、S2的检测范围的状态下进行即可，并非一定要在相对于磁尺C的中央对称的第1切换位置SW1和第2切换位置SW2进行(如后所述，也可以在从图示的位置左右错开3mm以内的位置进行)。但是，如下所示，通过将第1切换位置SW1及第2切换位置SW2设为相对于磁尺C的中央对称的位置，能够简化计数值转换部41和位置运算部42中的运算。
图7中的第1切换位置SW1是距离左端部EL与标尺主体AB之间的边界3mm的标尺主体AB内的位置，第2切换位置SW2是距离右端部ER与标尺主体AB之间的边界3mm的标尺主体AB内的位置。此时，第1切换位置SW1距标尺主体AB的中央的距离和第2切换位置SW2距标尺主体AB的中央的距离为13mm，其和(26mm)与磁传感器S1、S2的间隔X1/2一致。在传感器分辨率R为“1,000”且恒定的本实施例中，检测到从图6的状态(C1＝1,000)移动了13mm的量的A/B相的磁刻度的第1磁传感器S1的计数部51的计数值C1成为“+14,000”，这成为切换计数值C1。
在将磁尺C的测位主体从移动源的第1磁传感器S1切换到移动目的地的第2磁传感器S2时，计数值转换部41根据与间隔X0/1“30,000”以及第2磁传感器S2和第3磁传感器S3之间的间隔X2/3(24mm)相对应的计数值(24,000：以下将“间隔X2/3”还用作计数值“24,000”的含义)来将第1磁传感器S1的计数部51的切换计数值C1“+14,000”转换为第2磁传感器S2的计数部52的开始计数值C2(C2＝-(X1/2+X2/3)/4)。具体而言，C2＝-(26,000+24,000)/4＝-12,500成为第2磁传感器S2的开始计数值C2。如此，在本实施方式中，在磁传感器S0与S之间1的间隔X0/1和磁传感器S2与S3之间的间隔X2/3不同的情况下，并不像专利文献1那样移动目的地的磁传感器S2的开始计数值C2“-12,500”成为将移动源的磁传感器S1的切换计数值C1“+14,000”单纯地正负颠倒的计数值，而是根据间隔X0/1、X2/3之差准确地进行调整。
此外，开始计数值C2也可以运算为-C1+(X0/1-X2/3)/4＝-14,000+(30,000-24,000)/4＝-12,500。并且，在可动件C朝向与图7相反的一侧(左侧)移动的情况下，第-1磁传感器S-1的切换计数值C-1成为“-14,000”，通过C-2＝(X-3/-2+X-2/-1)/4＝-C-1+(X-3/-2-X-1/0)/4来计算出第-2磁传感器S-2的开始计数值C-2。在此，X-3/-2是未图示的第-3磁传感器S-3与第-2磁传感器S-2之间的间隔。在此，如果将X-3/-2设为与X2/3相等的24mm，则C-2＝(24,000+26,000)/4＝14,000+(24,000-30,000)/4＝12,500。
在根据移动目的地的磁传感器S2的计数部52的计数值C2(-12,500～)来运算出磁尺C的绝对位置时，位置运算部42算入基于间隔X1/2“26,000”和间隔X2/3“24,000”的校正项(X1/2-X2/3)/4。具体而言，若将磁传感器S2相对于磁传感器S0的绝对位置(计数值)设为P2(＝X0/1+X1/2＝56,000)，则磁尺C的绝对位置成为P2+C2-(X1/2-X2/3)/4，在图7的状态(C2＝-12,500)下，正确地运算为56,000-12,500-(26,000-24,000)/4＝43,000。并且，在可动件C朝向与图7相反的一侧(左侧)移动的情况下，若将磁传感器S-2相对于磁传感器S0的绝对位置(计数值)设为P-2(＝-X-2/-1-X-1/0＝-56,000)，则磁尺C的绝对位置成为P-2+C-2-(X-3/-2-X-2/-1)/4，在C-2＝12,500的状态下，正确地运算为-56,000+12,500-(24,000-26,000)/4＝-43,000。
图8表示从图7的状态移动的磁尺C的移动方向上的中央(参考标记Z的位置)来到了第2磁传感器S2之上的状态。由于磁尺C从图7的状态移动了13mm，因此第2磁传感器S2的计数部52的计数值C2成为对图7中的“-12,500”加上移动量的“+13,000”而得的“+500”。如此，在除了作为基准传感器的第0磁传感器S0以外的磁传感器S1～S3中，检测到磁尺C中央的状态下的计数部51～53的计数值不成为“0”。并且，位置运算部42根据上述的式P2+C2-(X1/2-X2/3)/4将磁尺C的绝对位置正确地运算为56,000+500-(26,000-24,000)/4＝56,000。
图9～图13表示由测位切换控制部40进行的各磁传感器S0～S3的切换控制的第2实施例。省略对与图4～图8所示的第1实施例相同的内容进行重复说明。图9表示与图2及图4相同的状态，检测到参考标记Z的作为基准传感器的第0磁传感器S0的计数部50从计数值“0”开始对磁尺C的A/B相的磁刻度进行计数。此时的磁尺C的(相对于第0磁传感器S0的)绝对位置与计数部50的计数值“0”相等。
图10表示从图9的状态移动的磁尺C的移动方向上的中央(参考标记Z的位置)来到了第0磁传感器S0和第1磁传感器S1之间的中点的状态。此时，磁传感器S0及磁传感器S1位于相对于磁尺C的中央对称的第1切换位置SW1即第2切换位置SW2，磁尺C的测位主体从磁传感器S0切换到磁传感器S1。
图10中的第1切换位置SW1是距离左端部EL与标尺主体AB之间的边界1mm的标尺主体AB内的位置，第2切换位置SW2是距离右端部ER与标尺主体AB之间的边界1mm的标尺主体AB内的位置。此时，第1切换位置SW1距标尺主体AB的中央的距离和第2切换位置SW2距标尺主体AB的中央的距离为15mm，其和(30mm)与磁传感器S0、S1的间隔X0/1一致。在传感器分辨率R为“1,000”且恒定的本实施例中，检测到从图9的状态移动了15mm的量的A/B相的磁刻度的第0磁传感器S0的计数部50的计数值成为“+15,000”，这成为切换计数值C0。
在将磁尺C的测位主体从移动源的第0磁传感器S0切换到移动目的地的第1磁传感器S1时，计数值转换部41根据与第0磁传感器S0和第1磁传感器S1之间的间隔X0/1(30mm)相对应的计数值(30,000)来将第0磁传感器S0的计数部50的切换计数值C0“+15,000”转换为第1磁传感器S1的计数部51的开始计数值C1(C1＝-X0/1/2＝-C0)。具体而言，C1＝-30,000/2＝-15,000成为第1磁传感器S1的开始计数值C1。如此，在本实施例中，与各磁传感器的间隔无关地，移动目的地的磁传感器S1的开始计数值C1“-15,000”成为将移动源的磁传感器S0的切换计数值C0“+15,000”单纯地正负颠倒而得的值。
此外，在可动件C朝向与图10相反的一侧(左侧)移动的情况下，如果将第0磁传感器S0的切换计数值设为C0且将未图示的第-1磁传感器S-1的开始计数值设为C-1，则C-1＝X-1/0/2＝-C0。例如，如果将X-1/0设为28mm，则C-1＝28,000/2＝14,000，并且C0＝-C-1＝-14,000。
在根据移动目的地的磁传感器S1的计数部51的计数值C1(-15,000～)来运算出磁尺C的绝对位置时，位置运算部42只要简单地加上间隔X0/1“30,000”即可。具体而言，若将磁传感器S1相对于磁传感器S0的绝对位置(计数值)设为P1(＝X0/1＝30,000)，则磁尺C的绝对位置成为P1+C1，在图10的状态(C1＝-15,000)下，正确地运算为30,000-15,000＝15,000。并且，在可动件C朝向与图10相反的一侧(左侧)移动的情况下，若将磁传感器S-1相对于磁传感器S0的绝对位置(计数值)设为P-1(＝-X-1/0＝-28,000)，则磁尺C的绝对位置成为P-1+C-1，在C-1＝14,000的状态下，正确地运算为-28,000+14,000＝-14,000。
图11表示从图10的状态移动的磁尺C的移动方向上的中央(参考标记Z的位置)来到了第1磁传感器S1之上的状态。由于磁尺C从图10的状态移动了15mm，因此第1磁传感器S1的计数部51的计数值C1成为对图10中的“-15,000”加上移动量的“+15,000”而得的“0”。如此，在本实施例中，即使在除了作为基准传感器的第0磁传感器S0以外的磁传感器S1～S3中，检测到磁尺C中央的状态下的计数部51～53的计数值也始终成为“0”。并且，位置运算部42根据上述的式P1+C1将磁尺C的绝对位置正确地运算为30,000+0＝30,000。
图12表示从图11的状态移动的磁尺C的移动方向上的中央(参考标记Z的位置)来到了第1磁传感器S1和第2磁传感器S2之间的中点的状态。此时，磁传感器S1及磁传感器S2位于相对于磁尺C的中央对称的第1切换位置SW1及第2切换位置SW2，磁尺C的测位主体从磁传感器S1切换到磁传感器S2。
图12中的第1切换位置SW1是距离左端部EL与标尺主体AB之间的边界3mm的标尺主体AB内的位置，第2切换位置SW2是距离右端部ER与标尺主体AB之间的边界3mm的标尺主体AB内的位置。此时，第1切换位置SW1距标尺主体AB的中央的距离和第2切换位置SW2距标尺主体AB的中央的距离为13mm，其和(26mm)与磁传感器S1、S2的间隔X1/2一致。在传感器分辨率R为“1,000”且恒定的本实施例中，检测到从图11的状态(C1＝0)移动了13mm的量的A/B相的磁刻度的第1磁传感器S1的计数部51的计数值C1成为“+13,000”，这成为切换计数值C1。
在将磁尺C的测位主体从移动源的第1磁传感器S1切换到移动目的地的第2磁传感器S2时，计数值转换部41根据与第1磁传感器S1和第2磁传感器S2之间的间隔X1/2(26mm)相对应的计数值(26,000)将第1磁传感器S1的计数部51的切换计数值C1“+13,000”转换为第2磁传感器S2的计数部52的开始计数值C2(C2＝-X1/2/2＝-C1)。具体而言，C2＝-26,000/2＝-13,000成为第2磁传感器S2的开始计数值C2。如此，在本实施例中，与各磁传感器的间隔无关地，移动目的地的磁传感器S2的开始计数值C2“-13,000”成为将移动源的磁传感器S1的切换计数值C1“+13,000”单纯地正负颠倒而得的值。此外，在X0/1(30mm)和X1/2(26mm)彼此不同的本实施例中，第1磁传感器S1的图10中的开始计数值“-15,000”与图12中的切换计数值“+13,000”并不是单纯地正负颠倒的值。
在根据移动目的地的磁传感器S2的计数部52的计数值C2(-13,000～)来运算出磁尺C的绝对位置时，位置运算部42只要简单将表示距作为该磁传感器S2的基准传感器的第0磁传感器S0的距离的间隔X0/1“30,000”和间隔X1/2“26,000”的和进行相加即可。具体而言，若将磁传感器S2相对于磁传感器S0的绝对位置(计数值)设为P2(＝X0/1+X1/2＝56,000)，则磁尺C的绝对位置成为P2+C2，在图12的状态(C2＝-13,000)下，正确地运算为56,000-13,000＝43,000。
图13表示从图12的状态移动的磁尺C的移动方向上的中央(参考标记Z的位置)来到了第2磁传感器S2之上的状态。由于磁尺C从图12的状态移动了13mm，因此第2磁传感器S2的计数部52的计数值C2成为对图12中的“-13,000”加上移动量的“+13,000”而得的“0”。如此，在本实施例中，即使在除了作为基准传感器的第0磁传感器S0以外的磁传感器S1～S3中，检测到磁尺C中央的状态下的计数部51～53的计数值也始终成为“0”。并且，位置运算部42根据上述的式P2+C2将磁尺C的绝对位置正确地运算为56,000+0＝56,000。
根据上述的第2实施例，与各磁传感器的间隔无关地，移动目的地的磁传感器的开始计数值成为将移动源的磁传感器的切换计数值单纯地正负颠倒而得的值。并且，在本实施例中，即使在除了基准传感器以外的磁传感器中，检测到磁尺C中央的状态下的计数部的计数值也始终成为“0”。而且，在本实施例中，在位置运算部42运算出磁尺C的绝对位置时，只要对测位主体的磁传感器的计数部的计数值简单地加上表示该磁传感器与基准传感器之间的距离的计数值即可。如此，根据第2实施例，所得到的结果与第1实施例(图4～图8)相同，但是能够简化处理和运算。
以上，根据实施方式说明了本发明。本领域技术人员应当可以理解，实施方式只是例示，其各构成要件或各处理过程的组合可以存在各种变形例，并且这样的变形例也在本发明的范围内。
在实施方式中例示了基于设置在可动件上的永久磁铁和设置在固定件上的电磁铁之间的磁力来驱动可动件的线性输送系统，但是，本发明也可以应用于基于磁力以外的任意原理(例如电或流体)的任意驱动装置。
此外，在实施方式中说明的各装置的功能结构可以通过硬件资源或软件资源、或者硬件资源与软件资源的协作来实现。作为硬件资源，可以使用处理器、ROM、RAM和其他LSI。作为软件资源，可以使用操作系统、应用等程序。

Claims (8)

1.一种测位切换装置，其特征在于，具备：
多个位置检测部，为了对安装在可动件上并且沿所述可动件的移动方向设置有多个刻度的测位标尺进行测位而沿着所述移动方向配置有三个以上，并且其间隔小于所述测位标尺的所述移动方向上的长度；
计数部，对所述各位置检测部检测到的所述多个刻度进行计数；以及
计数值转换部，在所述测位标尺横跨在两个相邻的所述位置检测部的检测范围的状态下，在将所述测位标尺的测位主体从与所述移动方向侧相反一侧的移动源的位置检测部切换到所述移动方向侧的移动目的地的位置检测部时，根据所述位置检测部的间隔将所述移动源的位置检测部的所述计数部的切换计数值转换为所述移动目的地的位置检测部的所述计数部的开始计数值。
2.根据权利要求1所述的测位切换装置，其特征在于，
所述位置检测部包括沿着所述移动方向配置的第0位置检测部、第1位置检测部和第2位置检测部，
在将所述测位标尺的测位主体从作为所述移动源的位置检测部的所述第0位置检测部切换到作为所述移动目的地的位置检测部的所述第1位置检测部时，所述计数值转换部根据与所述第0位置检测部和所述第1位置检测部之间的间隔相对应的计数值X0/1来将所述第0位置检测部的所述计数部的切换计数值C0转换为所述第1位置检测部的所述计数部的开始计数值C1，即，C1＝-X0/1/2＝-C0，
在将所述测位标尺的测位主体从作为所述移动源的位置检测部的所述第1位置检测部切换到作为所述移动目的地的位置检测部的所述第2位置检测部时，所述计数值转换部根据与所述第1位置检测部和所述第2位置检测部之间的间隔相对应的计数值X1/2来将所述第1位置检测部的所述计数部的切换计数值C1转换为所述第2位置检测部的所述计数部的开始计数值C2，即，C2＝-X1/2/2＝-C1。
3.根据权利要求1所述的测位切换装置，其特征在于，
所述位置检测部包括沿着所述移动方向配置的第0位置检测部、第1位置检测部、第2位置检测部和第3位置检测部，
在将所述测位标尺的测位主体从作为所述移动源的位置检测部的所述第1位置检测部切换到作为所述移动目的地的位置检测部的所述第2位置检测部时，所述计数值转换部根据与所述第0位置检测部和所述第1位置检测部之间的间隔相对应的计数值X0/1、与所述第1位置检测部和所述第2位置检测部之间的间隔相对应的计数值X1/2及与所述第2位置检测部和所述第3位置检测部之间的间隔相对应的计数值X2/3来将所述第1位置检测部的所述计数部的切换计数值C1转换为所述第2位置检测部的所述计数部的开始计数值C2，即，C2＝-(X1/2+X2/3)/4＝-C1+(X0/1-X2/3)/4。
4.根据权利要求3所述的测位切换装置，其特征在于，
所述第0位置检测部是使所述计数部开始对所述测位标尺进行计数的位置检测部，
在将所述测位标尺的测位主体从作为所述移动源的位置检测部的所述第0位置检测部切换到作为所述移动目的地的位置检测部的所述第1位置检测部时，所述计数值转换部根据与所述第0位置检测部和所述第1位置检测部之间的间隔相对应的计数值X0/1以及与所述第1位置检测部和所述第2位置检测部之间的间隔对应的计数值X1/2来将所述第0位置检测部的所述计数部的切换计数值C0转换为所述第1位置检测部的所述计数部的开始计数值C1，即，C1＝-(X0/1+X1/2)/4＝-C0+(X0/1-X1/2)/4。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的测位切换装置，其特征在于，
还具备位置运算部，所述位置运算部根据所述位置检测部的间隔从所述移动目的地的位置检测部的所述计数部的计数值运算出所述测位标尺相对于所述移动源的位置检测部的位置。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的测位切换装置，其特征在于，
所述测位标尺具备：标尺主体，其所述移动方向上的长度大于所述三个以上的位置检测部的间隔；以及两端部，其从两侧夹住所述标尺主体的所述移动方向上的两端，
在所述标尺主体横跨在两个相邻的所述位置检测部的检测范围的状态下，在将所述标尺主体的测位主体从所述移动源的位置检测部切换到所述移动目的地的位置检测部时，所述计数值转换部根据所述位置检测部的间隔将所述切换计数值转换为所述开始计数值。
7.一种驱动装置，其特征在于，具备：
可动件，沿轨道驱动；
多个位置检测部，为了对安装在所述可动件上并且沿所述可动件的移动方向设置有多个刻度的测位标尺进行测位而沿着所述移动方向配置有三个以上，并且其间隔小于所述测位标尺在所述移动方向上的长度；
计数部，对所述各位置检测部检测到的所述多个刻度进行计数；以及
计数值转换部，在所述测位标尺横跨在两个相邻的所述位置检测部的检测范围的状态下，在将所述测位标尺的测位主体从与所述移动方向侧相反一侧的移动源的位置检测部切换到所述移动方向侧的移动目的地的位置检测部时，根据所述位置检测部的间隔将所述移动源的位置检测部的所述计数部的切换计数值转换为所述移动目的地的位置检测部的所述计数部的开始计数值。
8.一种测位切换方法，其特征在于，
应用于测位切换装置中，所述测位切换装置具备：多个位置检测部，为了对安装在可动件上并且沿所述可动件的移动方向设置有多个刻度的测位标尺进行测位而沿着所述移动方向配置有三个以上，并且其间隔小于所述测位标尺的所述移动方向上的长度；以及计数部，对所述各位置检测部检测到的所述多个刻度进行计数，
所述测位切换方法具备计数值转换步骤，所述计数值转换步骤如下：在所述测位标尺横跨在两个相邻的所述位置检测部的检测范围的状态下，在将所述测位标尺的测位主体从与所述移动方向侧相反一侧的移动源的位置检测部切换到所述移动方向侧的移动目的地的位置检测部时，根据所述位置检测部的间隔将所述移动源的位置检测部的所述计数部的切换计数值转换为所述移动目的地的位置检测部的所述计数部的开始计数值。
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