CN1716755A - 直线电动机用位置检测装置 - Google Patents

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Abstract

一种直线电动机用位置检测装置，定子(20)具有将表面磁性不同的两种磁体在直线移动方向上交互且以一定的间隔配置的结构。可动元件(30)设置有相对于定子维持一定间隔并在直线方向上可自由移动地配置的线圈。与可动元件一体设置的检测头(50)检测定子的磁通并送到控制装置(60)中。被固定的激光测长器(100)对设置在可动元件上的靶材部件(110)照射激光光束(LB)并从其反射光高精度地测定激光测长器与靶材部件之间的距离尺寸。比较作为磁体标尺而利用的定子的位置与被测定的激光测长器的高精度的位置数据，计算出对应于定子位置的修正值并储存于记忆装置(70)中，用于电动机的定位。由此，可提高直线电动机的定位精度。

Description

直线电动机用位置检测装置
技术领域
本发明涉及一种直线电动机用位置检测装置，该装置将构成直线电动机的磁体配列本身作为定位用的直线标尺而利用，由此，可不并列配置作为直线电动机用的直线标尺，仅由直线电动机就能够进行位置检测及控制。
背景技术
历来的直线电动机是利用与直线电动机另外并列配置的直线标尺来检测可动元件对于定子的位置，或者是设置将构成直线电动机的表面极性不同的两种磁体在直线方向上交互并以一定的间隔配置的定子、以及与构成定子的磁体表面维持一定的间隔并在直线方向上可自由移动的线圈，检测磁体与线圈之间产生的感应电压，通过控制该感应电压的变化而检测出可动元件对于定子的位置(例如参照专利文献1及2)。
[专利文献1]专利第3396216号公报
[专利文献2]特开2002-281783号公报
在历来的并用直线电动机与直线标尺的情况下，必须准备为了精密地决定直线标尺对于直线电动机的位置的安装装置，同时还必须有防尘、防水的遮挡装置，进而还必须将它们精密地组装。因此，需要与直线电动机本身同等程度的成本。
在直线电动机本身具有直线标尺功能的上述专利文献1中，由于将构成定子的磁体以一定间隔排列作为直线标尺使用，所以当在磁体及一定间隔自体上包含误差时，该误差部分会原封不动地转移为标尺误差，因此会引起标尺精度的下降。
实际上，在磁体的尺寸及一定间隔的配列中，不能够做到无误差配置，进而还包含其它误差，所以不能得到该误差以上的标尺的精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可解决上述问题的直线电动机用位置检测装置。
本发明的直线电动机用位置检测装置，是在直线电动机中内装有：将表面磁性不同的两种磁体在直线移动方向上交互且以一定的间隔配置的定子，和相对于构成定子的磁体的表面而维持一定的间隔并在直线方向上可自由移动配置的可动元件、即线圈，和检测磁体的磁通的检测器，和可由该检测器进行位置检测的位置检测电路，和用于构成位置检测电路而作为磁体标尺利用的定子的位置，和对磁体的配列或磁体部件自身尺寸偏差进行测定的测定装置，和储存定子的位置与测定装置比较的修正数据的记忆装置，和在进行可动元件定位时由预先储存的修正数据来修正检测位置的控制装置。
而且，测定装置具有激光测长器。
进而，测定装置仅在初期进行一次测定，或在振动等引起磁体的安装产生误差时再进行一次测定。
而且，在测定装置或控制装置的数据产生异常时再进行一次测定。
进而，位置检测电路、测定装置或控制装置内置于数值控制装置中。
(发明效果)
由于不需要决定直线电动机位置而进行控制的直线标尺，所以可以不需要标尺安装装置的加工工序与组装工序。
由于能够由激光测长器等测定装置对构成直线电动机的磁体的配列或磁体部件自身的尺寸偏差进行修正，所以不需要特别考虑构成直线电动机的要素部件的加工精度及组装精度，能够容易地构成利用直线电动机的高精度直线标尺。
附图说明
图1是表示本发明中直线电动机用位置检测装置的测定装置的说明图。
图2是表示在底座上配置的定子、设置在机壳内的可动元件以及设置在可动元件的机壳上的检测头的配置的截面图。
图3是表示激光测长器与安装在可动元件的机壳上的靶材部件的关系的说明图。
图4是表示由磁体标尺的公称位置与激光测长器所测定的数据结构的说明图。
图5是表示使用了定子的直线电动机用位置检测装置的结构的说明图。
图中：20-定子，30-可动元件(线圈)，40-数值控制装置，50-检测器(检测头)，60-控制装置，70-记忆装置，80-位置检测电路，100-测定装置(激光测长器)。
具体实施方式
图1是表示本发明中直线电动机用位置检测装置的测定装置的说明图，图2是表示在底座10上配置的、作为磁体的定子20和设置在机壳32内的可动元件30以及设置在可动元件30的机壳32上的检测头50的配置的截面图。
直线电动机的位置检测装置，作为基本的装置具有在形成直线状的底座10上以一定间隔配置的定子20。定子20具有将表面磁性不同的两种磁体在直线移动方向上交互且以一定的间隔而配置的结构。
可动元件30具有对于定子20维持一定的间隔并在直线方向上可自由移动地配置的线圈。与可动元件30一体设置的检测头50，检测出定子20的磁通并送到位置控制电路80中。
如图2所示，将定子20加工为一定尺寸并以一定的间隔配置，但不能避免由安装时的误差、振动或磁通密度等引起的某种程度的检测头50与磁体的距离中所包括的偏差。
因此，利用测定装置(这里是激光测长器)100预先测定该定子间隔的机械误差，将该修正数据储存于记忆装置70中。
将修正数据输出到控制装置60中，接受来自检测头50的信号并将控制信号送到数值控制装置40中，从而驱动可动元件30。
图3是表示激光测长器100与安装在可动元件30的机壳32上的靶材部件110的关系的说明图，图4是表示储存于记忆装置70内的、由磁体标尺的公称位置与激光测长器所测定的数据结构的说明图。
被固定的激光测长器100对于设置在可动元件上的靶材部件110照射激光光束LB，从该反射光可高精度地测定激光测长器100与靶材部件110之间的距离尺寸。
如图4所示，对作为磁体标尺而利用的定子20的位置与被测定的激光测长器100的高精度的位置检测数据进行比较，计算出对应于定子20的位置的修正值并储存于记忆装置70中。
通过在整个移动范围内进行以上的位置检测数据，能够从磁体标尺的数据中重读激光测长器的数据。
图5是表示使用预先测定了位置修正数据的定子20的、直线电动机用位置检测装置的结构。
控制电路60向数值控制装置40发送指令，将可动元件30移动到既定的位置。可动元件30的移动距离，通过检测头50检测出定子20的磁通的变化，并送向控制装置60。
设置于检测头50与控制装置60之间的记忆装置70，将基于构成磁体标尺的定子20的位置信息的修正值送向控制装置60，修正定子的机械误差。
根据该结构，能够得到高精度的直线电动机位置检测装置。
还有，在上述实施例中，在测定装置中说明的是激光测长器的例子，但即使是使用直线标尺，也可以适用本发明。
而且，位置检测数据的测定，通常是仅在初期测定一次，但在由振动等使磁体的安装产生误差、或测定装置、控制装置的数据丢失时，也可以再一次进行。
进而，位置检测电路、测定装置或控制装置，可以是与数值控制装置分开设置，也可以是内置。

Claims (6)

1.一种直线电动机用位置检测装置，其特征在于：在直线电动机中内装有：将表面磁性不同的两种磁体在直线移动方向上交互且以一定的间隔配置的定子，和相对于构成定子的磁体的表面而维持一定的间隔并在直线方向上可自由移动配置的可动元件、即线圈，和检测磁体的磁通的检测器，和可由该检测器进行位置检测的位置检测电路，和用于修正位置检测电路而作为磁体标尺利用的定子的位置，和对磁体的配列或磁体部件自身尺寸偏差进行测定的测定装置，和储存定子的位置与测定装置比较的修正数据的记忆装置，和在进行可动元件定位时由预先储存的修正数据来修正检测位置的控制装置。
2.根据权利要求1所述的直线电动机用位置检测装置，其特征在于：测定装置具有激光测长器。
3.根据权利要求1所述的直线电动机用位置检测装置，其特征在于：测定装置仅在初期进行一次测定。
4.根据权利要求1所述的直线电动机用位置检测装置，其特征在于：测定装置在产生磁体安装误差时再进行一次测定。
5.根据权利要求1所述的直线电动机用位置检测装置，其特征在于：在测定装置或控制装置的数据中产生异常时再进行一次测定。
6.根据权利要求1所述的直线电动机用位置检测装置，其特征在于：位置检测电路、测定装置或控制装置内装于数值控制装置。
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