CN1979084A - 振动机械的位移测定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种振动机械的位移测定装置，振动机械(40)向测定方向以外振动，其特征在于，包括：固定于相对位移部件中的一个(48)上的刻度尺(50)及直动导向器(导轨52)；固定在该直动导向器的滑块(54)上的检测器(56)；将所述滑块(56)与相对位移部件中的另一个(46)转动自如地连接的连接件(60)。由此，防止冲压机这样的向测定方向以外产生振幅大的振动的振动机械的振动所引起的错误计数的发生。

Description

振动机械的位移测定装置
技术领域
本发明涉及向测定方向以外振动的振动机械的位移测定装置，特别是涉及适于由线性编码器直接控制冲压机的冲压位置时使用的振动机械的位移测定装置。
背景技术
作为检测工作机械的相对位移部件的直线位移的装置，公知有例如特开昭58-161810号公报中记载的单元型的线性编码器。该线性编码器如图1(横剖面图)及图2(主要部分的纵剖面图)所示，具有刻度尺单元20和头30，所述刻度尺单元20固定在相对移动部件中的一个上、例如工作机械的头10上，在剖面为C形的框架22的内部保持有例如透射型的光学刻度尺24，所述头30固定在相对移动部件中的另一个上。该头30的移动经由腕部32及悬臂弹簧34向检测器36传递，该悬臂弹簧34用于将检测器36压附在刻度尺24上。该检测器36通过滚柱轴承38在所述刻度尺24上导向。
近年来，在冲压机这样的振动机械中，通过由线性编码器直接控制冲撞位置，能够不基于负荷变化而进行稳定的冲撞位置控制(林精一“曲げ度センサ付きACサ一ボドテイブプレスブレ一キ”プレス技術第42巻第6号(2004年6月号)50-53頁)。
但是，若将以往的单元型线性编码器安装在冲压机械上，则悬臂弹簧34的靠压力小于基体侧的振动能量，检测器36浮起，具有发生错误计数的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述现有问题而研发的，其目的在于提供一种位移测定装置，即使是冲压机这样的向测定方向以外产生振幅大的振动的振动机械，也不产生错误计数而进行测定。
为了解决上述问题，本发明的振动机械的位移测定装置，该振动机械向测定方向之外振动，所述位移测定装置包括：固定于相对位移部件中的一个上的刻度尺及直动导向器；固定在所述直动导向器的滑块上的检测器；将所述滑块与相对位移部件中的另一个转动自如地连接的连接件。
另外，转动自如地与所述滑块连接的所述连接件相对于转动面能够向垂直方向进一步倾动，通过该倾动能够吸收冲压机等振动机械在测定方向以外的振动。
另外，与所述相对位移部件中的另一个转动自如地连接的所述连接件相对于转动面能够向垂直方向进一步倾动，通过该倾动能够吸收冲压机等振动机械在测定方向以外的振动。
另外，与所述滑块及所述相对位移部件中的另一个转动自如地连接的连接件的各旋转轴为相互大致正交的关系，能够吸收冲压机等振动机械在测定方向以外的正交的两个方向上的振动成分。即，连接件越长，能够吸收的振动越大，d(振动位移)≈r(连接件的长度)×θ(可倾动的角度)。此时，连接件若从与线性编码器的测定方向平行的状态振动位移d，则连接件的倾动角度为θ＝d/r，因此，连接件在测定方向上的位移量δ为δ＝tanθ。该δ为测定误差。
本发明还将由所述刻度尺和检测器构成的编码器为绝对编码器。
根据本发明，代替单元型编码器而使用与刻度尺和检测器分体的分离型线性编码器，将刻度尺固定在相对位移部件的一个上，将检测器固定在直动位移导向器的滑块上，该直动导向器的导轨固定在相对位移部件的一个上，因此，不需要悬臂弹簧，刻度尺与检测器不接触，检测器与直动导向器以刚性结构结合，在其刚性程度内，在检测器与刻度尺之间不发生由振动引起的相对位移。因此，不产生测定方向以外的振动引起的错误计数，能够测定振动机械的位移。
同样地，即使由于冲压机械这样激烈的冲击而发生绝对编码器的电源瞬间切断等电源或电路上的不良情况，而若在返回到冲压机械的上死点等规定位置时再起动，则绝对编码器能够立即进行绝对位置的检测，故无需重置冲压机械等振动机械即可继续工作。另外，若为绝对编码器，则不会发生增量编码器这样在产生错误计数的状态下对其未留意而继续运转冲压机械等制造装置，而大量制作不合格产品的状况，能够构成可靠性高的制造装置。
附图说明
本发明的优选实施方式可通过由符号示例结构元件的附图得出。
图1是表示以往的单元型编码器的结构的横剖面图；
图2是表示以往的单元型编码器的主要部分的纵剖面图；
图3是表示本发明的适用对象的一例即冲压机的结构的正面图；
图4是表示本发明第一实施方式向冲压机安装的状态的横剖面图；
图5是表示本发明第一实施方式向冲压机安装的状态的正面图；
图6是表示本发明第一实施方式向冲压机安装的状态的侧面图；
图7是表示本发明第二实施方式向冲压机安装的状态的横剖面图；
图8是表示第二实施方式的球面接头的剖面图；
图9是表示本发明第三实施方式向冲压机安装的状态的横剖面图；
图10是表示本发明第三实施方式球面接头的部面图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的实施方式。
如图3所示，本发明第一实施方式，为了检测冲压机40的上模具44相对于下模具42的位移，在冲压时发生振幅大的相对位移的立柱(アプライト)46与冲头(ラム)48之间如图4(横部面图)、图5(正面图)、图6(侧面图)详细所示地设置。
即，如图4所示，在设于冲压机40的冲头48上的冲头侧托架49上固定有反射型的刻度尺50以及直动导向器的导轨52。另一方面，检测器56固定于在所述导轨52上滑动的直动导向器的滑块54上。
如图5及图6所示，该滑块54经由两端自如转动的连接件60而与安装于冲压机40的立柱46上的立柱侧托架47连接。
在所述连接件60的两端，作为接头设有平面型的杆端轴承62、64，并且在其中间设有用于改变杆端轴承62、64方向的转角调整用接头66、68。
在本实施方式中，即使例如在立柱46侧产生由冲压引起的振动，由于刻度尺50与检测器56非接触，刻度尺50以刚性结构与直动导向器的立柱54连接，故振动由于连接件60的摆动而被吸收，在直动导向器的刚性范围内，刻度尺50与检测器56之间不发生振动引起的位移，不产生错误计数。另外，在冲头48侧产生振动的情况下，通过将刻度尺50安装在立柱46侧也能够得到同样的效果。
在本实施方式中，在连接件60的两端设有杆端轴承62、64并且在中间设有转角调整用接头66、68，故安装容易。另外，也可以省略接头66、68，仅使用杆端轴承62、64中的任一个。
接下来说明本发明的第二实施方式。
如图7所示，本实施方式，作为连接件60两端的接头，使用滑动轴承的球面接头72、74代替第一实施方式的杆端轴承62、64，从而不需要转角调整用接头66、68。在附图中，70为球面接头保持用的托架。
如图8所示，所述球面接头72、74主要包括：螺纹结合在连接件60的端部的支承座76、与该支承座76内侧的锥状面卡合的半球状部78、用于使该半球状部78与所述支承座76卡合的铰链销80、介于该铰链销80与半球状部76之间的盘簧82以及所述半球状部78的罩84。
接下来说明本发明的第三实施方式。
如图9所示，本实施方式中，作为连接件60两端的接头，使用滑动轴承的球面接头92、94代替第一实施方式的杆端轴承62、64，从而不需要转角调整用接头66、68。在附图中，90是球面接头保持用的托架。
如图10所示，所述球面接头92、94主要包括：螺纹结合在连接件60的端部的球面部96、与该球面部96的球面96A卡合的支承座98、与设于所述球面部96前端的螺纹96B螺纹结合的螺母100、介于该螺母100与支承座98之间的盘簧102以及固定用螺栓104。
另外，由刻度尺和检测器构成的线性编码器可由增量编码器或绝对编码器(绝对位置编码器)构成。特别是由绝对编码器构成时，不论刻度尺与检测器的相对速度如何都能够检测出绝对位置。因此，即使例如冲压机械那样由于激烈的冲击而瞬间产生大的振动，在刻度尺与检测器之间产生极大的相对速度，而只要为绝对编码器就能够得到通常可检测准确位置的极显著的效果。
另外，适用对象也不限于冲压机，通常同样能够适用于向测定方向以外产生振动的振动机械。
显然，对于本领域技术人员来说，本发明的实施方式只不过是对本发明的例证说明，本发明并不局限于该实施方式，只要不脱离本发明的主旨的范围的设计，可以进行各种变更。
本申请基于2005年12月7日提交的日本专利申请2005-353694号并主张优先权，在此援引其说明书、附图及权利要求书的内容。

Claims (12)

1.一种振动机械的位移测定装置，该振动机械向测定方向之外振动，其特征在于，包括：固定于相对位移部件中的一个上的刻度尺及直动导向器；与所述刻度尺相对而固定在所述直动导向器的滑块上的检测器；将所述滑块与相对位移部件中的另一个转动自如地连接的连接件。
2.如权利要求1所述的振动机械的位移测定装置，其特征在于，转动自如地与所述滑块连接的所述连接件相对于转动面能够向垂直方向进一步倾动。
3.如权利要求1或2所述的振动机械的位移测定装置，其特征在于，与所述相对位移部件中的另一个转动自如地连接的所述连接件相对于转动面能够向垂直方向进一步倾动。
4.如权利要求3所述的振动机械的位移测定装置，其特征在于，与所述滑块及所述相对位移部件中的另一个转动自如地连接的连接件的各旋转轴为相互大致正交的关系。
5.如权利要求2～4中任一项所述的振动机械的位移测定装置，其特征在于，在所述连接件的至少一端设有接头。
6.如权利要求5所述的振动机械的位移测定装置，其特征在于，所述接头为杆端轴承。
7.如权利要求5或6所述的振动机械的位移测定装置，其特征在于，在所述连接件中间设有用于改变所述接头的方向的转角调整用接头。
8.如权利要求5所述的振动机械的位移测定装置，其特征在于，所述接头为球面接头。
9.如权利要求1～8中任一项所述的振动机械的位移测定装置，其特征在于，所述振动机械为冲压机。
10.如权利要求9所述的振动机械的位移测定装置，其特征在于，所述相对位移部件中的一个为立柱，另一个为冲头。
11.如权利要求1～10中任一项所述的振动机械的位移测定装置，其特征在于，由所述刻度尺和检测器构成的编码器为绝对编码器。
12.如权利要求1～10中任一项所述的振动机械的位移测定装置，其特征在于，由所述刻度尺和检测器构成的编码器为增量编码器。
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