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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen fotoelektrischen Kodierer und ein fotoelektrisches Kodierersystem, das in einer linearen Skala oder dergleichen eingesetzt werden soll.
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STAND DER TECHNIK
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In einem fotoelektrischen Kodierer, der eine Phasengitterskala verwendet, wird die Phasengitterskala mit kohärentem Licht von einer Punktlichtquelle bestrahlt, die in einem Kopfangeordnet ist, um einen Beugungslicht-Interferenzstreifen herzustellen, der Positionsinformationen der Skala aufweist, und der Interferenzstreifen wird durch ein im Kopf angeordnetes Lichtempfangselement phasenerfasst bzw. phasendetektiert, wodurch eine Länge, die dem relativen Bewegungsabstand des Kopfs in Bezug auf die Skala entspricht, gemessen werden kann (siehe Patentschriften 1 bis 3).
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[Druckschrift zum Stand der Technik]
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[Patentschrift]
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- [Patentschrift 1] JP-A-2004-53605
- [Patentschrift 2] JP-A-2007-232681
- [Patentschrift 3] JP-A-2008-39602
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In einem solchen fotoelektrischen Kodierer bringt der Benutzer die Skala und den Kopf an zwei Messobjekten an, die jeweils in Relation zueinander versetzt sind. Die Skala und der Kopf müssen in einer angemessenen Positionsbeziehung angebracht sein, so dass Licht, das von einem Licht emittierenden Element emittiert wird, von der Skala reflektiert wird oder durch sie hindurchgeht und vom Lichtempfangselement empfangen wird und die Intensität des vom Lichtempfangselement empfangenen Lichts innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt.
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In einem solchen Kodierer wird, wenn der Kopf an einer Vorrichtung angebracht werden soll, die Position des Kopfs (insbesondere in der Gier- und Spaltrichtung in Bezug auf die Skala) so eingestellt, dass ein vorgegebenes Signal erhalten wird, die maximale Signalamplitude erhalten wird und dann die Verstärkung des Ausgangssignals eingestellt wird. Die Signaleinstellung erfolgt hauptsächlich auf einer elektrischen Leiterplatte, die in einem Signalverarbeitungsabschnitt angeordnet ist, unter Verwendung eines Oszilloskops. Jedoch wird kaum eine Gut/Schlecht-Bestimmung bei der Einstellung durchgeführt, und die Vorbereitung und Ausführung der Einstellung erfordern eine längere Zeitspanne.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ausführungsbeispiele der Erfindung stellen einen fotoelektrischen Kodierer und ein fotoelektrisches Kodierersystem bereit, in dem die Ausführbarkeit der Anbringung und Einstellung eines Erfassungskopfes verbessert ist.
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Ein fotoelektrischer Kodierer gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst:
eine Skala, in der Beugungsgitter in vorgegebenen Neigungswinkeln in einer Messachsenrichtung ausgebildet sind;
einen Erfassungskopf, der in Bezug auf die Skala relativ bewegbar ist und der einen Beleuchtungsabschnitt zum Beleuchten der Skala sowie einen Lichtempfangsabschnitt einschließt, der dazu konfiguriert ist, Licht, das von den Beugungsgittern der Skala reflektiert oder durch diese hindurchgeht, zu empfangen;
eine Signalverarbeitungsvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, ein Lichtempfangssignal, das vom Lichtempfangsabschnitt des Erfassungskopfes ausgegeben wird, zu verarbeiten; und
eine Signalübertragungseinheit, die dazu konfiguriert ist, ein Signal zwischen dem Erfassungskopf und der Signalverarbeitungsvorrichtung zu übertragen,
wobei die Signalverarbeitungsvorrichtung eine Anzeigeeinheit einschließt, die dazu konfiguriert ist, Informationen, die eine Anbringungshaltung des Erfassungskopfes, in Bezug auf die Skala angeben, anzuzeigen.
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Ein fotoelektrisches Kodierersystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst:
einen fotoelektrischen Kodierer mit einer Skala, in der Beugungsgitter in vorgegebenen Neigungswinkeln in einer Messachsenrichtung ausgebildet sind, einem Erfassungskopf, der in Bezug auf die Skala relativ bewegbar ist und der einen Beleuchtungsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, die Skala zu beleuchten, sowie einen Lichtempfangsabschnitt einschließt, der dazu konfiguriert ist, Licht, das von den Beugungsgittern der Skala reflektiert oder durch diese hindurchgeht, zu empfangen, und einer Signalverarbeitungsvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, ein Lichtempfangssignal, das vom Lichtempfangsabschnitt des Erfassungskopfes ausgegeben wird, zu verarbeiten; und
ein Informationsverarbeitungsgerät, das mit der Signalverarbeitungsvorrichtung durch eine erste Signalübertragungseinheit verbunden ist,
wobei das Informationsverarbeitungsgerät eine Anzeigeeinheit einschließt, die dazu konfiguriert ist, Informationen, die eine Anbringungshaltung des Erfassungskopfes in Bezug auf die Skala angeben, anzuzeigen.
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Die Signalverarbeitungsvorrichtung kann im Erfassungskopf vorgesehen sein. Alternativ kann die Signalverarbeitungsvorrichtung über eine zweite Signalübertragungseinheit mit dem Erfassungskopf verbunden sein.
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Gemäß der Konfiguration kann die Anbringungshaltung des Erfassungskopfs auf der Anzeigeeinheit visuell überprüft werden und daher ist die Ausführbarkeit der Anbringung und Einstellung des Erfassungskopfs verbessert. Selbst wenn der Erfassungskopf an einer kaum sichtbaren Stelle angeordnet ist, kann die Einstellarbeit leicht durchgeführt werden. Wenn der Erfassungskopf und die Anzeigeeinheit voneinander getrennt sind, kann der Erfassungskopf miniaturisiert werden und eine Trennung einer Wärme erzeugenden Quelle kann realisiert werden. Daher wird eine genaue Messung ermöglicht.
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Die Signalübertragungseinheit kann ein Kabel oder eine Drahtlos-Übertragungseinheit sein.
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Der Lichtempfangsabschnitt kann in der Peripherie des Beleuchtungsabschnitts platziert sein, wobei er einen vorgegebenen Spalt in Messachsenrichtung und einer Richtung ausbildet, die senkrecht zur Messachsenrichtung ist, und dazu konfiguriert sein, das Licht, das vom Beleuchtungsabschnitt emittiert und von den Beugungsgittern der Skala reflektiert wird, zu empfangen.
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Der fotoelektrischer Kodierer kann weiterhin Folgendes umfassen:
mehrere Übertragungstyp-Beugungsgitter, die auf einer Lichtempfangsfläche des Lichtempfangsabschnitts platziert sind und im gleichen Abstand vom Beleuchtungsabschnitt platziert sind, wobei
der Lichtempfangsabschnitt einen Versetzungserfassungs-Lichtempfangsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, eine Versetzung in Messachsenrichtung in Bezug auf die Skala zu erfassen, und einen Haltungsmonitor-Lichtempfangsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, von einem Nicken, Rollen oder Gieren der Lichtempfangsfläche in Bezug auf die Skala um den Beleuchtungsabschnitt zumindest eines zu erfassen, einschließt, und
die Anzeigeeinheit dazu konfiguriert ist, von einem Nicken, Rollen oder Gieren, das vom Haltungsmonitor-Lichtempfangsabschnitt erfasst wird, zumindest eines anzuzeigen.
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Der Versetzungserfassungs-Lichtempfangsabschnitt kann vier Versetzungserfassungs-Lichtempfangsflächen aufweisen, die um den Beleuchtungsabschnitt in Messachsenrichtung und in einer Richtung, die senkrecht zur Messachsenrichtung ist, in gleicher Weise platziert sind, und auf denen Übertragungstyp-Beugungsgitter von vier Phasen, die jeweils um 90° zueinander versetzt sind, platziert sind,
der Haltungsmonitor-Lichtempfangsabschnitt kann zwei Monitor-Lichtempfangsflächen aufweisen, die um den Beleuchtungsabschnitt in einer Richtung, die senkrecht zur Messachsenrichtung ist, in gleicher Weise platziert sind und auf denen ein Paar Übertragungstyp-Beugungsgitter platziert ist, und d
ie Signalverarbeitungsvorrichtung kann dazu konfiguriert sein, ein Nicken der Lichtempfangsflächen aus einer Amplitudendifferenz von Lichtempfangssignalen des Versetzungserfassungs-Lichtempfangsabschnitts zu erfassen, ein Rollen aus einer Amplitudendifferenz von Lichtempfangssignalen des Haltungsmonitor-Lichtempfangsabschnitts zu erfassen und ein Gieren aus einer Phasendifferenz der Lichtempfangssignale des Haltungsmonitor-Lichtempfangsabschnitts zu erfassen.
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Der Erfassungskopf kann eine erste optische Faser, die an einem Spitzenende den Beleuchtungsabschnitt aufweist, mehrere zweite optische Fasern, die in der Peripherie der ersten optischen Faser platziert sind und die den Lichtempfangsabschnitt an einem Spitzenende aufweisen, und eine zylindrische Hülse aufweisen, die die Spitzenendseiten der ersten und zweiten optischen Fasern bedeckt, und das Kabel kann die ersten und zweiten optischen Fasern einschließen.
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Gemäß den Ausführungsbeispielen der Erfindung ist es möglich, einen fotoelektrischen Kodierer und ein fotoelektrisches Kodierersystem bereitzustellen, in denen die Ausführbarkeit der Anbringung und Einstellung eines Erfassungsabschnitts ausgezeichnet ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration eines fotoelektrischen Kodierers einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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2A und 2B sind schematische Ansichten eines Erfassungskopfs im fotoelektrischen Kodierer.
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3 ist eine perspektivische Ansicht, die den Erfassungskopf, teilweise im Schnitt, im fotoelektrischen Kodierer zeigt.
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4 ist eine Ansicht, die eine Maske des fotoelektrischen Kodierers zeigt.
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5 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Signalverarbeitungsvorrichtung des fotoelektrischen Kodierers zeigt.
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6 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Anzeigevorrichtung des fotoelektrischen Kodierers zeigt.
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7 ist eine Ansicht, die eine Anbringungshaltung des Erfassungskopfs des fotoelektrischen Kodierers zeigt.
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8A zeigt ein Einphasensignal in einem Fall, in dem der Erfassungskopf im fotoelektrischen Kodierer nicht in Gierrichtung gedreht ist.
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8B zeigt ein Einphasensignal in einem Fall, in dem der Erfassungskopf im fotoelektrischen Kodierer in die Gierrichtung gedreht ist.
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9A zeigt ein Einphasensignal in einem Fall, in dem der Erfassungskopf im fotoelektrischen Kodierer nicht in Nickrichtung gedreht ist.
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9B zeigt ein Einphasensignal in einem Fall, in dem der Erfassungskopf im fotoelektrischen Kodierer in Nickrichtung gedreht ist.
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10A zeigt ein Einphasensignal in einem Fall, in dem der Erfassungskopf im fotoelektrischen Kodierer nicht in Rollrichtung gedreht ist.
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10B zeigt ein Einphasensignal in einem Fall, in dem der Erfassungskopf im fotoelektrischen Kodierer in Rollrichtunggedreht ist.
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11 ist ein Flussdiagramm der Arbeit des Anbringens und Einstellens des Erfassungskopfs im fotoelektrischen Kodierer.
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12 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration eines fotoelektrischen Kodierers einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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[Erste Ausführungsform]
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Als Nächstes wird ein fotoelektrischer Kodierer einer ersten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eingehend beschrieben.
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1 ist eine Ansicht, die die Konfiguration des fotoelektrischen Kodierers der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Der fotoelektrische Kodierer der ersten Ausführungsform der Erfindung beinhaltet eine Skala 1 und einen Erfassungskopf 2. In der Skala 1 sind Reflexionstyp-Beugungsgitter in vorgegebenen Neigungswinkeln in der Messachse ausgebildet. Der Erfassungskopf 2 liegt der Oberfläche der Skala 1, in der die Beugungsgitter ausgebildet sind, durch einen vorgegebenen Spalt gegenüber und ist in Relation bewegbar. Der Erfassungskopf 2 ist durch ein Kabel 3 mit einer Signalverarbeitungsvorrichtung 4 verbunden. Die Signalverarbeitungsvorrichtung 4 konfiguriert eine Schnittstelle, die mit einem externen Informationsverarbeitungsgerät (beispielsweise einem PC) verbunden ist, und beinhaltet eine Anzeigevorrichtung 41 sowie eine Signalverarbeitungsschaltung 42 (5), die später beschrieben wird.
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2A und 2B sind Ansichten des Erfassungskopfs 2 in dem vorstehend beschriebenen fotoelektrischen Kodierer, und 3 ist eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, des Erfassungskopfs 2 und des Kabels 3.
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Das Kabel 3 ist durch Bündeln mehrerer optischer Fasern konfiguriert. In der Ausführungsform, wie in 3 gezeigt, ist das Kabel 3 durch Bündeln von sechs optischen Lichtempfangsfasern 221 rund um eine optische Beleuchtungsfaser 211 konfiguriert. Spitzenendabschnitte der Kabel sind mit einer Hülse 25 bedeckt, um den Erfassungskopf 2 zu konfigurieren. Beispielsweise dient eine Einzelmodusfaser als optische Beleuchtungsfaser 211 und Mehrfachmodusfasern werden als die optischen Lichtempfangsfasern 221 eingesetzt. Die optische Beleuchtungsfaser 211 und die optischen Lichtempfangsfasern 221 sind in einem Innenrohr 24 mit einem Innendurchmesser untergebracht, der etwas größer als der Umfangsdurchmesser des Bündels ist (nachstehend wird der Durchmesser als Bündeldurchmesser bezeichnet). Wie in 2A gezeigt, konfiguriert das Spitzenende der optischen Beleuchtungsfaser 211 einen Beleuchtungsabschnitt 21 und die Spitzenenden der optischen Lichtempfangsfasern 221 konfigurieren jeweils Lichtempfangsabschnitte 22. Wie in 2B gezeigt, ist eine Maske 23, die Reflexionstyp-Beugungsgitter aufweist, an den Vorderseiten des Beleuchtungsabschnitts 21 und der Lichtempfangsabschnitte 22 angebracht.
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4 ist eine Ansicht, die die Maske 23 im Detail zeigt.
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Vier Lichtempfangsabschnitte 22, die jeweils an der oberen linken, oberen rechten, unteren linken und unteren rechten Stelle, im Beleuchtungsabschnitt 21 zentriert, platziert sind, sind als Versetzungserfassungs-Lichtempfangsabschnitt 222 ausgebildet. Zwei Lichtempfangsabschnitte 22, die an oberer bzw. unterer Stelle platziert sind, sind als Haltungsmonitor-Lichtempfangsabschnitt 223 ausgebildet. Vier Versetzungserfassungs-Beugungsgitter 231 und zwei Haltungsmonitor-Beugungsgitter 232, die die Maske 23 konfigurierten, sind so angeordnet, dass sie sich auf den Vorderseiten des Versetzungserfassungs-Lichtempfangssabschnitts 222 bzw. des Haltungsmonitor-Lichtempfangsabschnitts 223 befinden. Die Versetzungserfassungs-Beugungsgitter 231 und die Haltungsmonitor-Beugungsgitter 232 sind vom Übertragungstyp. Ein mittiger Abschnitt der Maske 23, die sich auf der Vorderseite des Beleuchtungsabschnitts 21 befindet, ist so konfiguriert, dass Licht, das vom Beleuchtungsabschnitt 21 emittiert wird, durch ihn so, wie es ist, hindurchfällt.
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Das Versetzungserfassungs-Beugungsgitter 231 oben links, oben rechts, unten links und unten rechts bilden a-, b-, ab- und bb-Phasenbeugungsgitter mit räumlichen Phasenbeziehungen von 0°, 90°, 180° und 270° mit jeweils gleichen Neigungswinkeln. Die oberen und unteren Haltungsmonitor-Beugungsgitter 232 bilden Beugungsgitter mit der gleichen räumlichen Phasenbeziehung von 0° bei gleichen Neigungswinkeln.
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Als Nächstes wird die Signalverarbeitungsvorrichtung 4 des fotoelektrischen Kodierers beschrieben. 5 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der Signalverarbeitungsvorrichtung 4 des fotoelektrischen Kodierers der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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Die Signalverarbeitungsvorrichtung 4 hat beispielsweise eine LD 43 als Lichtquelle in einem Abschnitt, mit dem ein Basisendabschnitt der optischen Beleuchtungsfaser 211 verbunden werden soll. Die LD 43 wird von einem LD-Treiber 44 angesteuert, um kohärentes Licht zu emittieren. Das kohärente Licht tritt durch ein optisches System 45 in die optische Beleuchtungsfaser 211 ein und wird durch den Kern der optischen Beleuchtungsfaser 211 geführt, um vom Beleuchtungsabschnitt 21 des Spitzenendes des Kerns in Richtung der Skala 1 ausgestrahlt zu werden.
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Die Signalverarbeitungsvorrichtung 4 hat weiterhin sechs Lichtempfangselemente 46, die von den sechs Lichtempfangsabschnitten 22 empfangenes Licht in einem Abschnitt erfassen, mit dem ein Basisendabschnitt der optischen Lichtempfangsfasern 221 verbunden werden soll. Die sechs Lichtempfangselemente 46 geben Versetzungserfassungssignale a, b, ab und bb bzw. Haltungsmonitorsignale mon1, mon2 aus. Die Signale werden durch einen A/D-Wandler 421 in digitale Signale umgewandelt. Eine Abweichungserfassungsschaltung 422 ist mit dem A/D-Wandler 421 verbunden und erfasst Informationen, die die Anbringungshaltung des Erfassungskopfs 2 in Bezug auf die Skala 1 aus Informationen angeben, die vom A/D-Wandler 421 zugeführt werden. Die erfassten Informationen werden der Anzeigevorrichtung 41 durch eine Anzeigesteuerschaltung 423 zugeführt und auf der Anzeigevorrichtung 41 angezeigt. Die Versetzungserfassungsinformationen a, b, ab und bb und Haltungsmonitorinformationen mon1, mon2, die vom A/D-Wandler 421 in digitale Signale umgewandelt werden, werden an einen PC 5, der ein externes Informationsverarbeitungsgerät ist, durch eine Kommunikationssteuerschaltung 424 übertragen. Auf der Grundlage der empfangenen Informationen berechnet der PC 5 die relative Position des Erfassungskopfs 2 in Bezug auf die Skala 1 und zeigt sie an.
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6 ist eine Ansicht, die ein Beispiel der Anzeigevorrichtung 41 des fotoelektrischen Kodierers der Ausführungsform zeigt. Die Anzeigevorrichtung 41 hat einen Anzeiger, der drei Parameter anzeigt, die die Signalamplitude und die Anbringungshaltung des Erfassungskopfs 2 in Bezug auf die Skala 1 zeigen. In der Ausführungsform sind die drei Parameter, die die Anbringungshaltung des Erfassungskopfs 2 in Bezug auf die Skala 1 zeigen, Gieren, Nicken und Rollen, die später beschrieben werden. Als Anzeiger können verschiedene Anzeigeeinheiten, wie etwa eine LED, ein Flüssigkristall und eine Elektrolumineszenz verwendet werden. Ein Fehler von einer entsprechenden Anbringungsposition kann in einen nummerischen Wert umgewandelt und dann angezeigt werden.
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Eine Konfiguration, in der die so konfigurierte Anzeigevorrichtung 41 im Erfassungskopf 2 angeordnet ist, ist nicht zu bevorzugen, da die Vorrichtung auch als Wärme erzeugende Quelle arbeitet und durch elektromagnetisches Rauschen beeinträchtigt wird und kaum eine Miniaturisierung erfolgt. im fotoelektrischen Kodierer der Ausführungsform ist die Anzeigevorrichtung 41 daher in der Signalverarbeitungsvorrichtung 4 angeordnet, die vom Erfassungskopf 2 getrennt ist.
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Als Nächstes wird ein Verfahren zum Anbringen und Einstellen des Erfassungskopfs 2 des fotoelektrischen Kodierers der Ausführungsform beschrieben.
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7 ist eine Ansicht, die die Anbringungshaltung des Erfassungskopfs 2 des fotoelektrischen Kodierers der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. In der Beschreibung ist die relative Bewegungsrichtung des Erfassungskopfs 2 in Bezug auf die Skala 1 als die X-Richtung angegeben, die Richtung, die parallel zur Oberfläche der Skala 1 ist, und die senkrecht zur X-Richtung ist, ist als die Y-Richtung angegeben, und die Richtung, die senkrecht zur X- und Y-Richtung ist, d. h. diejenige, die senkrecht zur Oberfläche der Skala 1 ist, ist als die Z-Richtung angegeben. Die Neigung zwischen der Skala 1 und dem Erfassungskopf 2 in der X-Z-Ebene ist als P (Pitch, Nicken)-Richtung angegeben, diejenige in der Y-Z-Ebene ist als die R (Roll, Rollen)-Richtung angegeben und diejenige in der X-Y-Ebene ist als die Ya (Yaw, Gieren)-Richtung angegeben.
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Wenn der Erfassungskopf 2 angebracht oder verstellt werden soll, wird die Anbringungshaltung des Erfassungskopfs 2 aus den Signalen mon1, mon2, a, b, ab und bb erfasst, die durch Bewegen des Erfassungskopfs 2 in Bezug auf die Skala 1 erhalten werden.
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In dem Fall, in dem der Erfassungskopf 2 in die Ya-Richtung gedreht wird, geht die Phasenbeziehung zwischen den Signalen mon1, mon2 in der Richtung (die Y-Richtung in 7), die senkrecht zur Skala ist, verloren. In dem Fall, in dem der Erfassungskopf in die Ya-Richtung gedreht wird, wird der Signalpegel gesenkt, während die Phasendifferenz geändert wird. 8A und 8B zeigen die Art und Weise in diesem Fall. Wenn die Differenz zwischen den Signalen mon1, mon2 ermittelt wird, kann bestimmt werden, ob sich die mon1-, mon2-Signale in Phase befinden oder nicht (wenn sie in Phase sind, ist die Differenz null). Wenn jedoch die Drehung in die Ya-Richtung fortschreitet, ist eine Position vorhanden, in der die Signale wieder in Phase sind. Daher werden die Signalamplituden getrennt erfasst, wodurch die Erfassung in Ya-Richtung erfolgt. Wenn die Signalamplituden maximal sind und die Differenz zwischen den Signalen mon1, mon2 null ist, wird nämlich bestimmt, dass die Neigung in Ya-Richtung nicht vorhanden ist.
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Wenn der Erfassungskopf 2 in die P-Richtung gedreht wird, werden Differenzen in Amplitude und Mittelspannung (Bezugsspannung) in den Signalen a, ab und b, bb in die X-Richtung in 7 ausgebildet. 9A und 9b zeigen die Art und Weise in diesem Fall. In 9A und 9B wird angenommen, dass der Erfassungskopf 2 in die P-Richtung in 7 gedreht wird. In diesem Fall wird in dem Signal bin der Richtung, in welcher sich der Kopf der Skala nähert, die Amplitude erhöht, und beim Signal a in der Richtung, in der sich der Kopf von der Skala entfernt, wird der Lichtbetrag, der von den Lichtempfangsabschnitten 22 empfangen wird, verringert, und die Amplitude wird gesenkt. Wenn die Differenz zwischen den Amplituden oder Mittelspannungen der Signale a, b erfasst wird, ist daher möglich, die Abweichung in der P-Richtung zu erfassen, und wenn bestimmt wird, welche der Amplituden oder der Mittelspannungen höher ist, kann auch die Richtung der Abweichung bestimmt werden.
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Die Signale a, ab haben eine Phasendifferenz von 180° und auch die Signale b, bb haben eine Phasendifferenz von 180°. Wenn die Signale a, ab oder die Signale b, bb miteinander addiert werden, ist der sich ergebende Wert daher ein DC-Wert. Wenn der addierte Wert der Signale a, ab mit demjenigen der Signale b, bb verglichen wird, kann die Abweichung in der P-Richtung erfasst werden. Gemäß diesem Verfahren ist es nicht erforderlich, die Differenz zwischen den Amplituden oder diejenige zwischen den Mittelspannungen zu erfassen, und daher kann die Abweichung in der P-Richtung einfacher erfasst werden.
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Wenn der Erfassungskopf 2 in die R-Richtung gedreht wird, werden Differenzen in Amplitude und Mittelspannung in den Signalen mon1, mon2 in der Y-Richtung in 7 ausgebildet. 10A und 10B zeigen die Art und Weise in diesem Fall. In dem Signal (mon1 in 7) in der Richtung, in der sich der Kopf der Skala nähert, wird die Amplitude erhöht und in dem Signal (mon2 in 7) in der Richtung, in der sich der Kopf von der Skala entfernt, wird die Amplitude gesenkt. Wenn die Differenz zwischen den Amplituden oder Mittelspannungen der Signale mon1, mon2 erfasst wird, ist es möglich, die Abweichung in der R-Richtung zu erfassen, und wenn bestimmt wird, welche der Amplituden oder der Mittelspannungen höher ist, kann auch die Richtung der Abweichung bestimmt werden.
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Wenn die aus den Fasern ausgegebenen Signale auf der Grundlage dieser Ergebnisse analysiert werden, ist es möglich, die Anbringungshaltung des Erfassungskopfs 2 zu überprüfen.
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11 ist ein Flussdiagramm der Arbeit des Anbringens und Einstellens des Erfassungskopfs 2 im fotoelektrischen Kodierer der ersten Ausführungsform der Erfindung. Zuerst wird der Erfassungskopf 2 in einer vorgegebenen Position angebracht (S1). Als Nächstes wird der Erfassungskopf 2 bewegt, um die Anbringungsposition des Erfassungskopfs 2 in der Ya-Richtung so einzustellen, dass die Amplitude des vom Erfassungskopf 2 empfangenen Empfangssignals innerhalb eines angemessenen Bereichs auf dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung 41 ist (S2). Dann wird überprüft, ob die Amplitude des Empfangssignals innerhalb des angemessenen Bereichs liegt oder nicht (S3). Wenn sie nicht innerhalb des Bereichs liegt, wird die Arbeit des Anbringens des Erfassungskopfs 2 erneut durchgeführt (S4). In diesem Fall kann eine Überprüfung erfolgen, ob der Abstand zwischen der Skala 1 und dem Erfassungskopf 2 angemessen ist oder nicht, und ob der Lichtemissionspegel des Licht emittierenden Elements und der Lichtempfangspegel des Lichtempfangselements angemessen sind oder nicht. Wenn der Intensitätspegel des Empfangssignals innerhalb des angemessenen Bereichs liegt, wird der Anbringungswinkel eingestellt, während überprüft auf dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung 41 wird, ob Anbringungswinkel in der P-, R- und Ya-Richtung angemessen sind oder nicht (S5, S6). Schließlich wird erneut überprüft, ob der Intensitätspegel des Empfangssignals angemessen ist oder nicht. Wenn der Pegel nicht innerhalb des angemessenen Bereichs liegt, wird die Positionsbeziehung zwischen der Skala 1 und dem Erfassungskopf 2 überprüft, und wenn die Beziehung innerhalb des Bereichs liegt, ist die Arbeit beendet (S7, S8).
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Im fotoelektrischen Kodierer der ersten Ausführungsform der Erfindung ist es, wenn der Erfassungskopf 2 angebracht werden soll, nicht erforderlich, ein Oszilloskop zu verwenden, und die Anbringungshaltung des Erfassungskopfs 2 kann leicht überprüft werden. Daher wird die Ausführbarkeit der Anbringung und Einstellung eines Erfassungsabschnitts verbessert.
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Das Kabel 3, das vom Erfassungskopf 2 verläuft, erlaubt es, dass die Signalverarbeitungsvorrichtung 4 an einer Position angeordnet wird, die vom Erfassungskopf 2 getrennt ist. Der gesamte Erfassungskopf 2 ist durch optische Bauteile konfiguriert und hat kein elektrisches System. Daher hat die Vorrichtung einen Aufbau, der sehr klein ist, der keine Wärme erzeugende Quelle hat und der nicht durch elektromagnetisches Rauschen beeinträchtigt ist. Die Ausführungsform stellt ein Messsystem zur Verfügung, das in einem Gerät wirksam ist, in dem eine genaue Positionierung notwendig ist, wie etwa einem Halbleiter/Flüssigkristall-Belichtungsgerät, oder das in einer Umgebung eingesetzt wird, in dem eine Fernbedienung notwendig ist, wie etwa in einem Atom-/Chemiekraftwerk oder einer Messung im Vakuum.
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[Zweite Ausführungsform]
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In der ersten Ausführungsform ist die Anzeigevorrichtung 41 in der Signalverarbeitungsvorrichtung 4 angeordnet. Alternativ kann eine Anzeige, die in einem externen Informationsverarbeitungsgerät angeordnet ist, wie etwa dem PC 5, der mit der Signalverarbeitungsvorrichtung verbunden ist, als Anzeigeeinheit zum Einstellen der Anbringungshaltung verwendet werden.
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Auch in diesem Fall kann die Anzeigeeinheit an einer Stelle angeordnet werden, die vom Erfassungskopf 2 getrennt ist, und daher besteht der Vorteil, dass die Anbringungs- und Einstellarbeit leicht durchgeführt werden kann.
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[Dritte Ausführungsform]
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12 zeigt die Konfiguration eines fotoelektrischen Kodierers einer dritten Ausführungsform. Die dritte Ausführungsform ist im Grunde genommen identisch mit der ersten Ausführungsform, aber unterscheidet sich von ihr darin, dass die Signalverarbeitungsvorrichtung 4 im Erfassungskopf 2 eingebaut ist und dass das Ausgangssignal von der Signalverarbeitungsvorrichtung 4 dem PC 5 durch eine Drahtlos-Übertragungseinheit 6 zugeführt wird. In diesem Fall fungiert eine Anzeige des PC 5 als Anzeigevorrichtung 41.
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[Andere Ausführungsformen]
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Die Arbeit des Anbringens und Einstellens des Erfassungskopfs 2 im fotoelektrischen Kodierer kann von Hand erfolgen oder durch Fernsteuerung durchgeführt werden. In dem Fall, in dem die Arbeit durch Fernsteuerung erfolgt, wird vorgesehen, dass eine Betätigungseinrichtung, die die Haltung durch Fernsteuerung einstellen kann, in einem Anbringungsabschnitt für den Erfassungskopf 2 angeordnet sein kann. In diesem Fall kann die Position des Erfassungskopfs 2 an einem kaum zugänglichen Ort eingestellt werden, wie etwa einer Umgebung, in der eine Temperaturänderung nicht bevorzugt ist, oder einer Vakuumumgebung. Des Weiteren wird vorgesehen, dass die Betätigungseinrichtung auf der Basis von Informationen über einen Fehler der Anbringungshaltung rückkopplungsgeregelt wird und die Einstellung wird automatisch gesteuert.
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Des Weiteren kann in der ersten und zweiten Ausführungsform eine Drahtlos-Übertragungseinheit anstelle des Kabels 3 verwendet werden. Weiterhin kann in der dritten Ausführungsform ein Kabel anstelle der Drahtlos-Übertragungseinheit 6 eingesetzt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 200453605 A [0002]
- JP 2007232681 A [0002]
- JP 200839602 A [0002]
