DE102018002574A1 - Kodiereinrichtung bzw. kodierer und verfahren zum messen einer bewegungsdistanz - Google Patents

Kodiereinrichtung bzw. kodierer und verfahren zum messen einer bewegungsdistanz Download PDF

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Abstract

Eine Kodiereinrichtung bzw. ein Kodierer wird bereitgestellt, welche/r eine Abweichung der Lage eines Detektors gegenüber einem Maßstab erfassen kann. Eine Kodiereinrichtung (1) umfasst einen Maßstab (5) und eine Detektor (3), wobei der Maßstab (5) an einem Messzielteil vorgesehen ist, wobei Markierungen (C) auf dem Maßstab (5) vorgesehen sind, und der Detektor (3) an einem anderen Messzielteil vorgesehen ist und konfiguriert ist, einen Betrag einer Relativbewegung mit dem Maßstab (5) zu erfassen: Der Maßstab (5) beinhaltet eine Erfassungseinheit (9), welche die Lage des Detektors (3) gegenüber dem Maßstab (5) erfasst, und daher kann auch in einem Fall, in dem eine Abweichung der Lage des Detektors (3) gegenüber dem Maßstab (5) nicht ausgehend von einem durch eine Leseeinheit (7a) gelesenen Signal erfasst werden kann, die Abweichung dennoch erfasst werden.

Description

  • Gebiet der Technik
  • Diese Erfindung betrifft eine Kodiereinrichtung bzw. einen Kodierer und ein Verfahren zum Messen einer Bewegungsdistanz, welches eine Abweichung einer Lage eines Detektors gegenüber einem Maßstab erfasst.
  • Technischer Hintergrund
  • Eine Kodiereinrichtung in der relevanten Technik ist bekannt, welche einen Betrag einer Relativbewegung zwischen einem Paar von Messzielteilen erfasst, welche sich relativ zueinander bewegen. Die Kodiereinrichtung enthält einen Maßstab mit Markierungen und einen Detektor mit einer Leseeinheit, welcher sich entlang dem Maßstab bewegt. Der Detektor erfasst einen Betrag der Relativbewegung zwischen dem Maßstab und der Detektor ausgehend von einem Signal, welches von der Leseeinheit aus dem Markierungen des Maßstabs gelesen wird.
  • Bei dieser Kodiereinrichtung besteht ein Problem dahingehend, dass in einem Fall, in dem der Detektor relativ zu dem Maßstab verdreht ist oder dergleichen und sich die Lage des Detektors in Bezug auf den Maßstab ändert, sich das durch die Leseeinheit gelesene Signal ebenfalls ändert und infolgedessen die Genauigkeit, mit der der Betrag der Relativbewegung erfasst wird, abnimmt.
  • Als Antwort auf dieses Problem enthält beispielsweise eine in der JP 4838117 B offenbarte photoelektrische Kodiereinrichtung einen Hauptmaßstab (einen Maßstab) und eine Licht empfangende Einheit (einen Detektor), mit einem Licht empfangenden Element (einer Leseeinheit), welches Licht (ein Signal) über den Hauptmaßstab empfängt, welche einen Betrag einer Relativbewegung des Hauptmaßstabs aus dem durch das Licht empfangende Element empfangenen Licht erfasst. Die photoelektrische Kodiereinrichtung hat eine erste Linse und eine zweite Linse zwischen dem Hauptmaßstab und der Licht empfangenden Einheit. Die erste Linse und die zweite Linse sind identisch, und die erste Linse und die zweite Linse sind entgegengesetzt angeordnet. Die photoelektrische Kodiereinrichtung hat eine Öffnung zwischen der ersten Linse und der zweiten Linse. Die Öffnung ist an der Position der Brennpunkte der ersten Linse und der zweiten Linse angeordnet und hat einen Schlitz, welcher in eine Richtung verläuft, entlang welcher sich die Licht empfangende Einheit relativ zu dem Hauptmaßstab bewegt, und in eine Richtung orthogonal zu einer vertikalen Linie auf einer Fläche der Maßstabs, auf der die Markierungen angeordnet sind.
  • Bei der photoelektrischen Kodiereinrichtung nach JP 4838117 B ermöglicht es die Tatsache, dass die zweite Linse und die erste Linse entgegengesetzt angeordnet sind, Aberrationen, welche in der ersten Linse dadurch auftreten, dass die Licht empfangende Einheit relativ zu dem Hauptmaßstab verdreht ist oder dergleichen, invers zu korrigieren. Da die Öffnung an der Position des Brennpunkts der zweiten Linse angeordnet ist, kann zudem das Licht, welches von der zweiten Linse zu dem Licht empfangenden Element abgegeben wird, zu parallelem Licht gemacht werden. Daher korrigiert die photoelektrische Kodiereinrichtung Aberrationen invers unter Verwendung der zweiten Linse und macht das Licht unter Verwendung der Öffnung zu parallelem Licht, und daher kann auch in einem Fall, in dem die Licht empfangende Einheit von dem Hauptmaßstab entfernt ist, beispielsweise die gleiche Menge an Licht an das Licht empfangende Element ausgesendet werden, als wenn die Licht empfangende Einheit in der normalen Position (nicht von dem Hauptmaßstab entfernt) angeordnet wäre. Die photoelektrische Kodiereinrichtung kann daher die Genauigkeit der Erfassung des Betrags der Relativbewegung, welche von der Licht empfangenden Einheit erfasst wird, stabilisieren und die Zuverlässigkeit verbessern.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technische Aufgabe
  • Beim Stand der Technik wird eine Abweichung der Lage des Detektors gegenüber dem Maßstab ausgehend von einem Signal erfasst, welches durch die Leseeinheit des Detektors gelesen wird.
  • Bei einem derartigen Detektor ändert sich das durch die Leseeinheit gelesene Signal aufgrund der Linsen, der Öffnung und dergleichen nicht leicht, und daher besteht ein Problem dahingehend, dass auch in einem Fall, in dem eine Abweichung der Lage des Detektors gegenüber dem Maßstab auftritt, diese Abweichung nicht erfasst werden kann.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kodiereinrichtung bereitzustellen, welche eine Abweichung der Lage eines Detektors gegenüber einem Maßstab erfassen kann.
  • Lösung der Aufgabe
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Gemäß einem Aspekt wird eine Kodiereinrichtung bereitgestellt, welche einen Maßstab und einen Detektor beinhaltet. Der Maßstab ist mit auf dem Maßstab angeordneten Markierungen auf einem Messzielteil vorgesehen, und der Detektor ist auf einem anderen Messzielteil vorgesehen und konfiguriert, einen Betrag der Relativbewegung mit dem Maßstab zu detektieren. Der Maßstab beinhaltet eine Erfassungseinheit, welche konfiguriert ist, eine Abweichung einer Lage (d.h. Ausrichtung oder Position) des Detektors gegenüber dem Maßstab zu erfassen.
  • Gemäß diesem Aspekt beinhaltet der Maßstab die Erfassungseinheit, welche die Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors gegenüber dem Maßstab erfasst, und daher kann selbst in einem Fall, in dem eine Abweichung der Lage oder Ausrichtung des Detektors gegenüber dem Maßstab nicht ausgehend von einem durch eine Leseeinheit gelesenen Signal erfasst werden kann, die Abweichung dennoch erfasst werden.
  • Dabei ist es vorzuziehen, dass der Detektor zumindest ein rollendes Element bzw. Glied beinhaltet, welches dafür konfiguriert ist, in Kontakt mit dem Maßstab zu rollen, wenn die Lage oder Ausrichtung oder Position normal ist, und dass die Erfassungseinheit konfiguriert ist, eine Abweichung der Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors gegenüber dem Maßstab zu erfassen, indem sie erfasst, ob das rollende Element bzw. Glied mit dem Maßstab in Kontakt steht.
  • Gemäß dieser Konfiguration ist die Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors gegenüber dem Maßstab die normale Lage oder Ausrichtung oder Position, wenn das rollende Element mit einer Fläche des Maßstabs in Kontakt steht. Das rollende Element wird jedoch von der Fläche des Maßstabs angehoben, wenn der Detektor beispielsweise in der Rollrichtung, der Neigungsrichtung oder der Gierrichtung gegenüber dem Maßstab gekippt angeordnet ist.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die Rollrichtung insbesondere eine Drehrichtung ist, wobei die Anordnungsrichtung der Markierungen auf dem Maßstab als eine Achse angenommen wird, die Neigungsrichtung insbesondere eine Drehrichtung ist, wobei die Breitenrichtung des Maßstabs als eine Achse angenommen wird, und die Gierrichtung insbesondere eine Drehrichtung ist, wobei eine Richtung orthogonal zur der Rollrichtung und der Neigungsrichtung als eine Achse angenommen wird.
  • Wenn der Detektor drei rollende Elemente enthält, welche beispielsweise in einer im Wesentlichen dreieckigen Form angeordnet sind, wird insbesondere mindestens eines der drei rollenden Elemente von der Fläche des Maßstabs angehoben, wenn der Detektor in der Rollrichtung, der Neigungsrichtung oder der Gierrichtung gegenüber dem Maßstab gekippt angeordnet ist. Außerdem werden alle drei rollenden Elemente von der Fläche des Maßstabs angehoben, wenn der Detektor in einer Richtung von dem Maßstab entfernt (einer Spaltrichtung) gekippt angeordnet ist.
  • Insbesondere kann die Erfassungseinheit die Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors gegenüber dem Maßstab als normal erfassen, wenn das rollende Element mit dem Maßstab in Kontakt steht, und kann die Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors gegenüber dem Maßstab als abweichend erfassen, wenn das rollende Element nicht mit dem Maßstab in Kontakt steht.
  • Folglich kann die Erfassungseinheit eine Abweichung der Lage oder der Ausrichtung oder der Position des Detektors gegenüber dem Maßstab ausgehend davon erfassen, ob das rollende Element mit dem Maßstab in Kontakt steht, selbst wenn eine Abweichung der Lage oder der Ausrichtung oder Position des Detektors gegenüber dem Maßstab nicht ausgehend von einem durch eine Leseeinheit gelesenen Signal erfasst werden kann.
  • Dabei ist es vorzuziehen, dass der Detektor das rollende Element bzw. die rollenden Elemente beinhalten, wobei das rollende Element bzw. Glied leitend ist; dass die Erfassungseinheit einen Erfassungsabschnitt hat, wobei der Erfassungsabschnitt vorzugsweise die Form eines Films hat und eine Spannung angelegt wird; dass die Erfassungseinheit konfiguriert ist, das rollende Element als mit dem Maßstab in Kontakt stehend zu erfassen, wenn sich die an den Erfassungsabschnitt angelegte Spannung ändert; und dass die Erfassungseinheit konfiguriert ist, das rollende Element als nicht mit dem Maßstab in Kontakt stehend zu erfassen, wenn sich die an den Erfassungsabschnitt angelegte Spannung nicht ändert.
  • Hierbei ändert sich die an den Erfassungsabschnitt angelegte Spannung, wenn das leitende rollende Element mit dem Erfassungsabschnitt in Kontakt tritt.
  • Insbesondere kann die Erfassungseinheit das rollende Element als mit dem Maßstab in Kontakt stehend und die Lage oder Ausrichtung oder Position der Detektor als normal erfassen, wenn sich die an den Erfassungsabschnitt angelegte Spannung ändert, und kann das rollende Element als nicht mit dem Maßstab in Kontakt stehend und die Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors als abweichend erfassen, wenn sich die an den Erfassungsabschnitt angelegte Spannung nicht ändert. Folglich kann die Erfassungseinheit aufgrund der Tatsache, dass der Detektor das leitende rollende Element enthält, eine Abweichung der Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors gegenüber dem Maßstab anhand von Änderungen der Spannung an dem Erfassungsabschnitt erfassen. Außerdem enthält die Erfassungseinheit den Erfassungsabschnitt, welcher die Form eines Films hat, und somit kann die Kodiereinrichtung eine größere Platzersparnis erreichen, als wenn ein Sensor oder dergleichen zum Erfassen der Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors gegenüber dem Maßstab bereitgestellt ist.
  • Dabei ist es vorzuziehen, dass der Maßstab mindestens einen Messbereich und mindestens einen Erfassungsbereich enthält, wobei der Messbereich ein Bereich ist, in dem ein Betrag einer Relativbewegung durch den Detektor anhand der Markierungen erfasst wird, und der Erfassungsbereich ein Bereich ist, welcher die Erfassungseinheit enthält und außerhalb des Messbereichs angeordnet ist.
  • Der Erfassungsabschnitt der Erfassungseinheit, welcher insbesondere die Form eines Films hat, ist aus einem Metall, wie beispielsweise Chrom (Cr) ausgebildet und ist der Abnutzung ausgesetzt, wenn er mit dem rollenden Element in Kontakt kommt. Die Kodiereinrichtung kann Erfassungsfehlfunktionen aufgrund von Abnutzungsablagerungen erfahren, welche durch Abnutzung auf dem Erfassungsabschnitt, welcher die Form eines Films hat, erzeugt werden.
  • Insbesondere enthält der Maßstab den Messbereich und den Erfassungsbereich, und daher kann die Messung des Betrags der Relativbewegung zwischen dem Maßstab und dem Detektor in dem Messbereich ausgeführt werden, während das Erfassen einer Abweichung der Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors gegenüber dem Maßstab in dem Erfassungsbereich ausgeführt werden kann.
  • Mit anderen Worten: Der Detektor bewegt sich während der Messung innerhalb des Messbereichs und veranlasst das rollende Element nicht dazu, mit dem Erfassungsabschnitt in Kontakt zu treten, und somit kann die Erzeugung von Abnutzungsablagerungen auf dem Erfassungsabschnitt aufgrund von Abnutzung verhindert werden.
  • Außerdem ist der Erfassungsbereichs insbesondere außerhalb des Messbereichs angeordnet, und somit kann die Kodiereinrichtung eine Abweichung der Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors gegenüber dem Maßstab durch Bewegen des Detektors zu dem Erfassungsbereich erfassen, wenn der Zustand des Detektors erfasst wird.
  • Dabei ist es vorzuziehen, dass der Detektor mehrere rollende Elemente enthält; dass der Maßstab eine Erfassungsposition für die Erfassungseinheit zum Erfassen einer Abweichung der Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors enthält; und dass die Erfassungseinheit mehrere Erfassungsabschnitte enthält, welche in der Erfassungsposition an Positionen angeordnet sind, welche im Wesentlichen mit den mehreren rollenden Elementen übereinstimmen oder diesen entsprechen.
  • Gemäß dieser Konfiguration enthält die Erfassungseinheit die mehreren Erfassungsabschnitte, welche in der Erfassungsposition an Positionen angeordnet sind, welche den Positionen der mehreren rollenden Elemente entsprechen, und damit entsprechen die mehreren Erfassungsabschnitte, welche in der Erfassungsposition bereitgestellt sind, eins zu eins den mehreren rollenden Elementen. Die Erfassungseinheit kann die Zustände jedes der rollenden Elemente gleichzeitig erfassen, indem der Detektor zu der Erfassungsposition bewegt wird, sodass die mehreren rollenden Elemente mit den mehreren Erfassungsabschnitten in Kontakt treten.
  • Außerdem kann die Kodiereinrichtung, wenn die Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors gegenüber dem Maßstab abweicht, feststellen, welches der mehreren rollenden Elemente nicht mit dem Maßstab in Kontakt steht, indem die mehreren Erfassungsabschnitte verwendet werden, welche in der Erfassungsposition bereitgestellt sind. Die Kodiereinrichtung kann erfassen, auf welche Art die Lage oder Ausrichtung oder Position der Detektor gegenüber dem Maßstab relativ zu dem Maßstab gekippt ist, indem die rollenden Elemente identifiziert werden, die nicht mit dem Maßstab in Kontakt sind.
  • Dabei ist es vorzuziehen, dass der Detektor ein erstes rollendes Element bzw. Glied und ein zweites rollendes Element bzw. Glied beinhaltet; dass der Maßstab eine erste Erfassungsposition und eine zweite Erfassungsposition zum Erfassen, seitens der Erfassungseinheit, einer Abweichung der Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors beinhaltet; dass die Erfassungseinheit einen ersten Erfassungsabschnitt beinhaltet, welcher an einer Position vorgesehen ist, welche im Wesentlichen nur mit dem ersten rollenden Element übereinstimmt oder diesem entspricht, wenn der Detektor an der ersten Erfassungsposition positioniert ist, und einen zweiten Erfassungsabschnitt enthält, welcher an einer Position vorgesehen ist, welche im Wesentlichen nur mit dem zweiten rollenden Element übereinstimmt oder diesem entspricht, wenn der Detektor an der zweiten Erfassungsposition positioniert ist.
  • Ferner ist vorzugsweise eine gemeinsame Spannung an den ersten Erfassungsabschnitt und den zweiten Erfassungsabschnitt anzulegen.
  • Wenn die Konfiguration derart ist, dass alle der mehreren rollenden Elemente mit den mehreren Erfassungsabschnitten auf einmal in Kontakt stehen, werden einzelne Spannungen an jeden der mehreren Erfassungsabschnitte angelegt, die Spannung ändert sich, auch wenn ein rollendes Element nicht mit dem Maßstab in Kontakt steht, da eines der anderen rollenden Elemente mit einem der mehreren Erfassungsabschnitte in Kontakt tritt. Daher kann die Erfassungseinheit den Kontakt des rollenden Elements nicht erfassen.
  • Insbesondere sind der erste Erfassungsabschnitt, welcher in einer Position angeordnet ist, welche nur mit dem ersten rollenden Element übereinstimmt, wenn der Detektor an der ersten Erfassungsposition angeordnet ist, und der zweite Erfassungsabschnitt, welcher an einer Position angeordnet, welche nur mit dem zweiten rollenden Element übereinstimmt, wenn die Detektor an der zweiten Erfassungsposition angeordnet ist, in der Erfassungseinheit angeordnet. Da nur der erste Erfassungsabschnitt und das erste rollende Element in der ersten Erfassungsposition in Kontakt stehen und nur der zweite Erfassungsabschnitt und das zweite rollende Element in der zweiten Erfassungsposition in Kontakt stehen, kann die Erfassungseinheit, selbst in einem Fall, in dem keine einzelnen Spannungen an jeden der mehreren Erfassungsabschnitte angelegt werden, feststellen, welches der rollenden Element nicht mit dem Maßstab in Kontakt steht.
  • Die Kodiereinrichtung kann die Art erfassen, auf welche die Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors gegenüber dem Maßstab relativ zu dem Maßstab gekippt ist, indem sie die rollenden Elemente identifiziert, welche nicht mit dem Maßstab in Kontakt sind. Außerdem können der erste Erfassungsabschnitt und der zweite Erfassungsabschnitt die Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors gegenüber der Maßstab anhand einer gemeinsamen Spannung, welche angelegt ist, erfassen. Folglich ist es nicht notwendig, einzelne Spannungen an jeden der mehreren Erfassungsabschnitte anzulegen, und damit kann die Kodiereinrichtung eine Kostensenkung erreichen.
  • Hierbei ist es vorzuziehen, dass das rollende Element über den Detektor geerdet ist, dass die Erfassungseinheit eine leitende Schicht enthält, welche Leitfähigkeit aufweist und auf dem Maßstab entlang der Anordnungsrichtung der Markierungen ausgebildet ist; und dass der Erfassungsabschnitt so ausgebildet ist, dass er von dem leitenden Schicht aus in eine Richtung verläuft, welche sich mit der Anordnungsrichtung der Markierungen auf dem Maßstab schneidet.
  • Der Maßstab, welcher insbesondere aus Glas oder dergleichen ausgebildet ist oder sein kann, kann geladen werden, während die rollenden Elemente in Kontakt mit der Fläche des Maßstabs rollen. Entladen der Ladung in dem Maßstab kann Störungen in dem elektrischen System des Detektors (Spannungen, Frequenzen und dergleichen) hervorrufen und Rauschen verursachen. Wenn der Maßstab geladen ist, kann außerdem Staub leicht an dem Maßstab, der Detektor oder dergleichen haften, was Erfassungsfehler und dergleichen verursachen kann.
  • Gemäß dieser Konfiguration jedoch sind die rollenden Elemente über den Detektor geerdet, und somit kann eine Ladung im Maßstab einfach entladen werden, indem die rollenden Elemente und die Erfassungsabschnitte miteinander in Kontakt gebracht werden.
  • Gemäß einem anderen Aspekt wird ein Verfahren zum Messen einer Distanz der Bewegung mindestens zwischen einem Paar von Messzielteilen bereitgestellt, umfassend: Bereitstellen eines Maßstab an einem Messzielteil, wobei an dem Maßstab Markierungen angeordnet sind; Bereitstellen eines Detektors an einem anderen Messzielteil, und dafür konfiguriert, einen Betrag der Relativbewegung mit dem Maßstab zu erfassen; und Erfassen einer Abweichung einer Lage (d.h. Ausrichtung oder Position) des Detektors gegenüber dem Maßstab.
  • Wenn erfasst wird, dass mindestens ein rollendes Element der Detektor mit dem Maßstab in Kontakt steht, wird insbesondere festgestellt, dass die Lage der Detektor normal ist; und eine Abweichung der Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors gegenüber dem Maßstab wird festgestellt, indem erfasst wird, ob das rollende Element mit dem Maßstab in Kontakt steht.
  • Figurenliste
  • Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden beim Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der begleitenden Zeichnungen deutlicher. Es sei darauf hingewiesen, dass zwar Ausführungsformen separat beschrieben werden, einzelne Merkmale derselben jedoch zu weiteren Ausführungsformen kombiniert werden können.
    • 1A und 1B sind eine Vorderansicht und eine Querschnittsansicht einer Kodiereinrichtung nach einer ersten Ausführungsform.
    • 2 ist eine Vorderansicht eines Maßstabs und einer Erfassungseinheit der Kodiereinrichtung.
    • 3 ist ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen einem Detektor und einer Erfassungsposition bei der Kodiereinrichtung zeigt.
    • 4 ist ein Blockschaltbild, welches die Kodiereinrichtung darstellt.
    • 5 ist ein Flussdiagramm, welches ein Steuerverfahren der Kodiereinrichtung darstellt.
    • 6 ist eine Vorderansicht eines Maßstabs und einer Erfassungseinheit einer Kodiereinrichtung nach einer zweiten Ausführungsform.
    • 7 ist ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen einem Detektor und einer ersten Erfassungsposition bei der Kodiereinrichtung zeigt.
    • 8 ist ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen einem Detektor und einer zweiten Erfassungsposition bei der Kodiereinrichtung zeigt.
    • 9 ist ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen einem Detektor und einer dritten Erfassungsposition bei der Kodiereinrichtung zeigt.
    • 10 ist ein Diagramm, welches Änderungen der an Erfassungsabschnitte der Kodiereinrichtung angelegten Spannung zeigt.
    • 11 ist ein Blockdiagramm, welches die Kodiereinrichtung darstellt.
    • 12 ist ein Flussdiagramm, welches ein Steuerverfahren der Kodiereinrichtung darstellt.
    • 13 ist ein Diagramm, welches eine Erfassungseinheit eines Maßstabs nach einem ersten modifizierten Beispiel zeigt.
    • 14 ist ein Diagramm, welches eine Erfassungseinheit eines Maßstabs nach einem zweiten modifizierten Beispiel zeigt.
    • 15 ist ein Diagramm, welches eine Erfassungseinheit eines Maßstabs nach einem dritten modifizierten Beispiel zeigt.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Eine erste spezielle Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.
  • Die 1A und 1B sind eine Vorderansicht bzw. eine Querschnittsansicht einer Kodiereinrichtung nach der ersten speziellen Ausführungsform. Insbesondere ist 1A eine Vorderansicht einer Kodiereinrichtung 1, und 1B ist eine Querschnittsansicht der Kodiereinrichtung von dem Querschnitt A-A in 1A aus betrachtet.
  • Wie in den 1A und 1B dargestellt, ist die Kodiereinrichtung 1 insbesondere eine Messvorrichtung, welche eine Bewegungsdistanz zwischen einem Paar von Messzielteilen W1 und W2 misst, welche sich relativ zueinander bewegen oder relativ zueinander verschoben werden. Die Kodiereinrichtung 1 ist beispielsweise ein Linearkodierer mit elektromagnetischer Induktion.
  • Die Kodiereinrichtung 1 enthält eine Kodiererhaupteinheit 2 und einen Detektor 3, welcher in der Kodiererhaupteinheit 2 bewegbar angeordnet ist. Bei der Kodiereinrichtung 1 sind die beiden Messzielteile W1 und W2 dadurch anzubringen, dass das eine Messzielteil W1 an der Kodiererhaupteinheit 2 und das andere Messzielteil W2 an dem Detektor 3 befestigt wird.
  • Die Kodiererhaupteinheit 2 besteht aus einem oder umfasst einen (insbesondere langen oder länglichen) Maßstabrahmen 4 und einem Maßstab 5, welcher in oder an oder auf dem Maßstabrahmen angeordnet ist. Der Maßstabrahmen 4 ist insbesondere aus einem Extrusionsformteil aus einer Aluminiumlegierung und dergleichen ausgebildet und/oder ist insbesondere so ausgebildet, dass er eine insgesamt im Wesentlichen hohle rechteckige Form hat.
  • In den folgenden Beschreibungen und in den Zeichnungen kann eine Richtung, welche einer Längsrichtung des Maßstabsrahmens 4 8nd/oder einer Bewegungsrichtung der Detektor (insbesondere beiden) entspricht, als eine X-Richtung bezeichnet sein; eine Breitenrichtung des Maßstabsrahmens 4 (eine Tiefenrichtung), orthogonal zu der X-Richtung, kann als eine Y-Richtung bezeichnet sein; und eine vertikale Richtung, orthogonal zu sowohl der X- als auch der Y-Richtung kann als eine Z-Richtung bezeichnet sein.
  • Der Detektor 3 enthält eine Detektorhaupteinheit 6, welche (insbesondere außerhalb) an dem Maßstabsrahmen 4 angeordnet ist und/oder an dem anderen Messzielteil W2 befestigt ist, und eine Detektionseinheit 7, welche insbesondere so angeordnet ist, dass sie von der Detektorhaupteinheit 6 aus in den Maßstabsrahmen 4 verläuft.
  • Die Detektionseinheit 7 enthält eine Leseeinheit 7a, welche eine Betrag der Relativbewegung zwischen dem Detektor 3 und dem Maßstab 5 liest oder erfasst, und ein oder mehrere mit der Detektionseinheit 7 verbundene Lager 8, welche insbesondere rollende Elemente sind, die mit einer Fläche (Flächen) des Maßstabs 5 in Kontakt treten und rollen, wenn sich der Detektor 3 in einer normalen Lage oder Ausrichtung oder Position gegenüber dem Maßstab 5 befindet.
  • Die Leseeinheit 7a enthält insbesondere eine Erregerspule und eine Detektionsspule. Wenn die Kodiereinrichtung 1 Strom an die Erregerspule anlegt, erzeugt die Erregerspule einen Magnetfluss und bewirkt, dass ein Magnetfluss in Markierungen C entsteht, welche der Erregerspule im Wesentlichen gegenüber liegen oder zugewandt sind. Der in den Markierungen C entstehende Magnetfluss bewirkt außerdem, dass in der Detektionspule der Leseeinheit 7a im Wesentlichen gegenüber den Markierungen C ein Magnetfluss entsteht. Die Detektionsspule liest einen Betrag der Verschiebung in dem in den Markierungen C entstehenden Magnetfluss und erfasst den Betrag der Relativverschiebung zwischen dem Detektor 3 und dem Maßstab 5.
  • 2 ist eine Vorderansicht, welche den Maßstab und eine Erfassungseinheit der Kodiereinrichtung darstellt. Insbesondere ist 2 ein Diagramm, welches den Maßstab 5 von einer Seite der -Y-Richtung aus betrachtet.
  • Wie in 2 dargestellt, enthält der Maßstab 5 ein (insbesondere langes oder längliches) Maßstabsbasiselement 5a, welches insbesondere aus Glas oder dergleichen besteht, eine Erfassungseinheit 9, welche eine Abweichung der Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5 erfasst, und die Markierungen C (welche insbesondere aus Spulen bestehen oder Spulen umfassen), welche mit einem konstanten Abstand in Längsrichtung (der X-Richtung) des Maßstabsbasiselements 5a angeordnet sind. Die Markierungen C sind insbesondere aus einem Leiter, wie beispielsweise Kupfer (Cu) ausgebildet.
  • Die Erfassungseinheit 9 hat einen oder mehrere Erfassungsabschnitte 10, an die eine Spannung angelegt wird. Die Erfassungsabschnitte 10 enthalten insbesondere Erfassungsabschnitte 11, 12 und 13, welche aus einem Leiter, wie beispielsweise Chrom (Cr) in Form eines Films ausgebildet sind. Die Erfassungsabschnitte 10 werden weiter unten ausführlich beschrieben.
  • Der Maßstab 5 enthält ferner einen Messbereich 20, an dem der Betrag der Relativverschiebung durch den Detektor 3 aus den Markierungen C erfasst wird, und einen Erfassungsbereich 30, welcher die Erfassungseinheit 9 enthält und außerhalb des Messbereichs 20 (oder unabhängig von diesem) angeordnet ist.
  • Der Messbereich 20 ist insbesondere durchgehend entlang der Längsrichtung (der X-Richtung) des Maßstabsbasiselements 5a ausgebildet. Als solches führt die Detektor 3 die Messung innerhalb des Messbereichs 20 aus, ohne durch den Erfassungsbereich 30 zu verlaufen.
  • Der Erfassungsbereich 30 enthält eine Erfassungsposition 40 zum Erfassen einer Abweichung der Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors 3 unter Verwendung der Erfassungseinheit 9 und/oder ist insbesondere an einem Endabschnitt auf einer Endseite (der Seite der +X-Richtung) des Maßstabsbasiselements 5a in Längsrichtung ausgebildet.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass der Erfassungsbereich 30 nur an einem Endabschnitt an einer Endseite (der Seite der +X-Richtung) des Maßstabsbasiselements 5a in Längsrichtung oder nur an einem oder nahe einem Endabschnitt an der anderen Endseite (der Seite der -X-Richtung) des Maßstabsbasiselements 5a in Längsrichtung oder an oder nahe beiden Endes des Maßstabsbasiselements 5a ausgebildet sein kann.
  • 3 ist ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen dem Detektor und der Erfassungsposition in der Kodiereinrichtung darstellt.
  • Wie in 3 dargestellt, enthalten die Lager 8 insbesondere ein oder mehrere leitende Lager 8a, 8b, 8c, 8d und 8e. Die Lager sind über den Detektor 3 und/oder das andere Messzielteil W2 (siehe 1B) geerdet.
  • Insbesondere ist das Lager 8a an einer Position angeordnet, an der das Lager 8a entlang den Markierungen C rollt. Das Lager 8b ist an einer Position angeordnet, an der das Lager 8b entlang den Markierungen C rollt und rollt im Wesentlichen entlang dem gleichen Weg wie das Lager 8a. Das Lager 8c ist in einer Position angeordnet, in welcher es die Markierungen C einklemmt, und im Wesentlichen gegenüber den Lagern 8a und 8b und rollt entlang einem Weg parallel zu den Wegen der Lager 8a und 8b. Das Lager 8d ist an einer Position angeordnet, in der das Lager 8d in Kontakt mit einer Seitenfläche (auf der Seite der -Z-Richtung) des Maßstabsbasiselements 5a rollt. Das Lager 8e ist an einer Position angeordnet, in der das Lager 8d in Kontakt mit der Seitenfläche (auf der Seite der -Z-Richtung) des Maßstabsbasiselements 5a rollt, und rollt im Wesentlichen entlang dem gleichen Weg wie das Lager 8d.
  • Der Erfassungsabschnitt 11 ist insbesondere an einer Position angeordnet, welche mit der Position des Lagers 8a übereinstimmt oder dieser entspricht, wenn die Detektionseinheit 7 (der Detektor 3) an der Erfassungsposition 40 anhält.
  • Der Erfassungsabschnitt 12 ist an einer Position angeordnet, welche mit der Position des Lagers 8b übereinstimmt oder dieser entspricht, wenn die Detektionseinheit 7 an der Erfassungsposition 40 anhält.
  • Der Erfassungsabschnitt 13 ist an einer Position angeordnet, welche mit der Position des Lagers 8c übereinstimmt oder dieser entspricht, wenn die Detektionseinheit 7 an der Erfassungsposition 40 anhält.
  • Die Erfassungsabschnitte 11, 12 und 13 sind an Positionen ausgebildet und/oder mit Größen, welche es erlauben, innerhalb der Erfassungsposition 40 zuverlässig mit den Lagern 8a, 8b und 8c in Kontakt zu treten. Insbesondere sind die Erfassungsabschnitte 11, 12, und 13 mit Längen ausgebildet, welche es den Lagern 8a, 8b und 8c ermöglichen, über eine bestimmte Distanz ein X-Richtung zu rollen.
  • Die Erfassungseinheit 9 erfasst eine Abweichung der Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5, indem die Detektionseinheit 7 zu der Erfassungsposition 40 des Erfassungsbereichs 30 bewegt wird und/oder erfasst wird, ob die Lager 8 mit dem Maßstab 5 in Kontakt stehen. Insbesondere erfasst die Erfassungseinheit 9 die Lager 8 als mit dem Maßstab 5 in Kontakt stehend, wenn sich eine an die Erfassungsabschnitte 10 angelegte Spannung ändert, und erfasst die Lager 8 als nicht mit dem Maßstab 5 in Kontakt stehend, wenn sich die an die Erfassungsabschnitte 10 angelegte Spannung nicht ändert. Bei dieser Ausführungsform sind die Lager 8 über den Detektor 3 und/oder den anderen Messzielteil W2 geerdet, und somit ändert sich die Spannung auf 0, wenn die Lager 8 und die Erfassungsabschnitte 10 in Kontakt stehen.
  • Spannungen werden an den (die) Erfassungsabschnitt(e) 11, 12 und/oder 13 angelegt. Wenn beispielsweise nur das Lager 8a nicht mit dem Maßstab 5 in Kontakt steht, ändern sich als solches die an die Erfassungsabschnitte 12 und 13 angelegten Spannungen auf 0, während sich die an den Erfassungsabschnitt 11 angelegte Spannung nicht ändert. Folglich kann die Erfassungseinheit 9 erfassen, welche der Lager 8 nicht mit dem Maßstab 5 in Kontakt stehen, und kann durch Erweiterung anhand von Änderungen der an die Erfassungsabschnitte 10 angelegten Spannung erfassen oder ermitteln auf welche Art die Lage des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5 gekippt ist.
  • 4 ist ein Blockschaltbild, welches die Kodiereinrichtung darstellt.
  • Wie in 4 dargestellt, enthält die Kodiereinrichtung 1 ein Lageermittlungsmittel 50, welches die Lage des Detektors 3 relativ zu der Kodiereinrichtung 1 ermittelt, und eine Anzeigeeinheit 60, welche Informationen anzeigt.
  • Die beiden Messzielteile W1 und W2, an denen die Kodiereinrichtung 1 angebracht ist (siehe 1B), enthalten eine Steuereinheit oder Regeleinheit 100, welche die beiden Messzielteile W1 und W2 steuert oder regelt, und eine Antriebseinheit 70, welche durch die Steuereinheit 100 gesteuert oder geregelt ist.
  • Die Antriebseinheit 70 ist insbesondere ein Motor oder umfasst einen Motor oder dergleichen, welcher den Maßstab 5 und den Detektor 3, welche an dem Paar Messzielteilen W1 und W2 befestigt ist, relativ zueinander bewegt.
  • Die Steuereinheit 100 steuert oder regelt die Antriebseinheit 70 ausgehend von Ermittlungsergebnissen und dergleichen von dem Lageermittlungsmittel 50 des Kodiereinrichtung 1. Die Steuereinheit 100 steuert oder regelt die Antriebseinheit 70 zum Antreiben des anderen Messzielteils W2, an dem der Detektor 3 befestigt ist, und zum Bewegen des Detektors 3 (der Detektionseinheit 7) bewegen.
  • Das Lageermittlungsmittel 50 enthält eine Speichereinheit 51, welche Erfassungsergebnisse von der Erfassungseinheit 9 des Maßstabs 5 speichert, eine Positionsermittlungseinheit 52, welche feststellt, ob sich die Detektionseinheit 7 zu der Erfassungsposition 40 bewegt hat, und/oder eine Lageermittlungseinheit 53, welche die Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5 ausgehend von den Erfassungsergebnissen von der Erfassungseinheit 9 ermittelt.
  • Die Positionsermittlungseinheit 52 stellt insbesondere durch Lesen von den Markierungen C fest, ob sich die Detektionseinheit 7 zu der Erfassungsposition 40 bewegt hat. Insbesondere vergleicht die Positionsermittlungseinheit 52 einen durch die Leseeinheit 7a gelesenen Messwert mit der Erfassungsposition 40 entsprechenden Erfassungspositionsinformationen, die zuvor in der Speichereinheit 51 oder dergleichen gespeichert worden sind, und ermittelt, ob sich die Detektionseinheit 7 zu der Erfassungsposition 40 bewegt hat. Es sei darauf hingewiesen, dass sie Positionsermittlungseinheit 52 feststellen oder bestätigen kann, ob sich die Detektionseinheit 7 zu der Erfassungsposition 40 bewegt hat, indem sie eine auf dem Maßstab 5 bereitgestellte Ausrichtungsmarkierung oder dergleichen liest.
  • Die Lageermittlungseinheit 53 ermittelt aus dem Zustand des durch die Erfassungseinheit 9 erfassten Kontakts zwischen den Lagern 8 und der Erfassungsabschnitte 10, ob die Lage oder Ausrichtung oder Position der Detektor 3 gegenüber dem Maßstab 5 normal oder abweichend ist.
  • Die Anzeigeeinheit 60 zeigt ein Ergebnis der durch die Lageermittlungseinheit 53 gemachten Feststellung, insbesondere unter Verwendung einer Licht emittierenden Diode (LED), einer Anzeigevorrichtung oder dergleichen an. Bei dieser Ausführungsform ist die Anzeigeeinheit 60 eine blaue LED und eine rote LED (nicht dargestellt). Die blaue LED leuchtet auf, wenn die Lage des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5 normal ist, und die rote LED leuchtet auf, wenn die Lage des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5 abweichend ist.
  • 5 ist ein Flussdiagramm, welches ein Steuerverfahren oder Regelverfahren der Kodiereinrichtung darstellt.
  • Operationen, durch welche die Kodiereinrichtung 1 eine Abweichung der Lage des Detektors 3 erfasst, werden ausgehend von 5 beschrieben.
  • Wie in 5 dargestellt, führt die Steuereinheit 100 zuerst einen Startschritt aus, in dem der andere Messzielteil W2 unter Verwendung der Antriebseinheit 70 angetrieben wird und die Detektionseinheit 7 der Kodiereinrichtung 1 zu der Erfassungsposition 40 in dem Erfassungsbereich 30 bewegt wird (Schritt ST01).
  • Dann stellt die Positionsermittlungseinheit 52 fest, ob sich die Detektionseinheit 7 im Wesentlichen zu der Erfassungsposition 40 bewegt hat (Schritt ST02). In dem Fall, in dem die Positionsermittlungseinheit 52 feststellt, dass sich die Detektionseinheit 7 nicht zu der Erfassungsposition 40 bewegt hat (NEIN in Schritt ST02), treibt die Steuereinheit 100 die Antriebseinheit 70 an und bewegt die Erfassungseinheit 7, bis festgestellt wird, dass sich die Detektionseinheit 7 zu der Erfassungsposition 40 bewegt hat. In dem Fall, in dem die Positionsermittlungseinheit 52 feststellt, dass sich die Detektionseinheit 7 zu der Erfassungsposition 40 bewegt hat (JA in Schritt ST02), führt die Steuereinheit 100 einen Halteschritt aus, in dem die Antriebseinheit 70 angehalten wird, sodass die Detektionseinheit 7 an der Erfassungsposition 40 anhält (Schritt ST03).
  • Dann führt die Erfassungseinheit 9 einen Lageermittlungsschritt aus, in dem die Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5 ermittelt wird, insbesondere indem erfasst wird, ob die in der angehaltenen Detektionseinheit 7 enthaltenen Lager 8a, 8b und 8c mit den Erfassungsabschnitten 11, 12 und 13, die an der Erfassungsposition 40 bereitgestellt sind, jeweils in Kontakt stehen (Schritt ST04). Das Erfassungsergebnis von der Erfassungseinheit 9 wird in der Speichereinheit 51 gespeichert.
  • Die Lageermittlungseinheit 53 ermittelt insbesondere ausgehend von dem in der Speichereinheit 51 gespeicherten Erfassungsergebnis, ob die Lager 8a, 8b und 8c mit den Erfassungsabschnitten 11, 12 und 13 jeweils in Kontakt stehen.
  • Wenn die Lageermittlungseinheit 53 feststellt, dass die Lager 8a, 8b und 8c mit den Erfassungsabschnitten 11, 12 und 13 jeweils in Kontakt stehen, leuchtet die Anzeigeeinheit 60 die blaue LED auf, um anzuzeigen, dass die Lage des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5 normal ist (Schritt ST05).
  • Wenn jedoch die Lageermittlungseinheit 53 insbesondere feststellt, dass eines der Lager 8a, 8b und 8c mit den Erfassungsabschnitten 11, 12 bzw. 13 nicht in Kontakt steht, leuchtet die Anzeigeeinheit 60 die rote LED auf, um anzuzeigen, dass die Lage des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5 abweicht (Schritt ST05).
  • Es sei darauf hingewiesen, dass als Lageermittlungsschritt die Lageermittlungseinheit 53 anhand der Lager 8a, 8b und 8c und Erfassungsabschnitte 11, 12 und 13, welche gemäß der Erfassung durch die Erfassungseinheit (Schritt ST04) nicht miteinander in Kontakt stehen, die Art feststellen kann, auf welche die Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5 abweichend ist.
  • Insbesondere wenn, beispielsweise, die Erfassungseinheit 9 erfasst, dass die Lager 8a und 8b mit den Erfassungsabschnitten 11 und 12 in Kontakt stehen, das Lager 8c jedoch nicht mit dem Erfassungsabschnitt 13 in Kontakt steht, stellt die Lageermittlungseinheit 53 fest, dass sich der Detektor 3 in einer Lage befindet, in der der Detektor 3 relativ zu dem Maßstab 5 in Rollrichtung gekippt ist. Wenn die Erfassungseinheit 9 entsprechend erfasst, dass die Lager 8b und 8c mit den Erfassungsabschnitten 12 und 13 in Kontakt sind, das Lager 8a jedoch nicht mit dem Erfassungsabschnitt 11 in Kontakt steht, stellt die Lageermittlungseinheit 53 fest, dass sich der Detektor 3 in einer Lage oder Ausrichtung oder Position befindet, in welcher der Detektor 3 relativ zu dem Maßstab 5 in der Neigungsrichtung gekippt ist.
  • Das Ergebnis der durch die Lageermittlungseinheit 53 gemachten Feststellung wird durch die Anzeigeeinheit 60, wie beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige (LCD) angezeigt (Schritt ST05).
  • Demgemäß eine Kodiereinrichtung, welche eine Abweichung der Lage eines Detektors gegenüber einem Maßstab erfassen kann. Die Kodiereinrichtung 1 enthält einen Maßstab 5 und einen Detektor 3, wobei der Maßstab 5 an einem Messzielteil angeordnet ist und Markierungen C auf dem Maßstab 5 angeordnet sind, und die Detektor 3 an einem anderen Messzielteil angeordnet ist und dafür konfiguriert ist, einen Betrag der Relativbewegung mit dem Maßstab 5 zu erfassen. Der Maßstab 5 enthält eine Erfassungseinheit 9, welche die Lage des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5 erfasst, und somit kann selbst in einem Fall, in dem eine Abweichung der Lage des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5 nicht ausgehend von einer Änderung eines von einer Leseeinheit 7a gelesenen Signals erfasst werden kann, die Abweichung dennoch erfasst werden.
  • Gemäß dieser speziellen Ausführungsform können die folgenden Wirkungen erzielt werden.
    1. (1) Der Maßstab 5 enthält die Erfassungseinheit 9, welche die Lage des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5 erfasst, und somit kann selbst in einem Fall, in dem eine Abweichung der Lage des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5 nicht ausgehend von einer Änderung eines von der Leseeinheit 7a gelesenen Signals erfasst werden kann, die Abweichung dennoch erfasst werden.
    2. (2) Die Erfassungseinheit 9 kann eine Abweichung der Lage des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5 ausgehend davon erfassen, ob die Lager 8 mit dem Maßstab 5 in Kontakt stehen, selbst wenn eine Abweichung der Lage des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5 nicht ausgehend von einer Änderung eines von der Leseeinheit 7a gelesenen Signals erfasst werden kann.
    3. (3) Da der Detektor 3 das (die) Lager 8 enthält, welche insbesondere leitende rollende Elemente sind, kann die Erfassungseinheit 9 eine Abweichung der Lage des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5 ausgehend von Änderungen der Spannung an dem (den) Erfassungsabschnitt(en) 10 erfassen.
    4. (4) Die Erfassungseinheit 9 enthält insbesondere den (die) Erfassungsabschnitt(e) in Form eines Films, und damit kann die Kodiereinrichtung 1 eine größere Platzersparnis erreichen als in einem Fall, in dem ein Sensor oder dergleichen zum Erfassen der Lage des Detektors gegenüber dem Maßstab bereitgestellt ist.
    5. (5) Die Detektor 3 bewegt sich während der Messung innerhalb des Messbereichs 20 und veranlasst das (die) Lager 8 nicht dazu, mit dem (den) Erfassungsabschnitt(en) 10 in Kontakt zu treten, und damit kann die Erzeugung von Abnutzungsablagerungen aufgrund von Abnutzung auf den Erfassungsabschnitten 10 vermieden werden.
    6. (6) Der Erfassungsbereich 30 ist insbesondere außerhalb des Messbereichs 20 angeordnet, und damit kann die Kodiereinrichtung 1 eine Abweichung der Lage des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5 erfassen, indem der Detektor 3 in dem Erfassungsbereich 30 bewegt wird, wenn der Zustand des Detektors 3 erfasst wird.
    7. (7) Die Erfassungseinheit 9 enthält insbesondere die mehreren Erfassungsabschnitte 11 bis 13, welche an Positionen bereitgestellt sind, welche in der Erfassungsposition 40 mit den Positionen der mehreren Lager 8a bis 8c jeweils übereinstimmen oder diesen entsprechen, und damit entsprechen die mehreren Erfassungsabschnitte 11 bis 13, welche in der Erfassungsposition 40 bereitgestellt sind, eins zu eins den mehreren Lagern 8a bis 8c. Die Erfassungseinheit 9 kann die Zustände der Lager 8a bis 8c gleichzeitig erfassen, indem der Detektor 3 zu der Erfassungsposition 40 bewegt wird, sodass die mehreren Lager 8a und 8c mit den mehreren Erfassungsabschnitten 11 bis 13 in Kontakt kommen.
    8. (8) Wenn die Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5 abweichend ist, kann die Kodiereinrichtung 1 unter Verwendung der mehreren Erfassungsabschnitte 11 bis 13, welche in der Erfassungsposition 40 bereitgestellt sind, feststellen, welches der mehreren Lager 8a bis 8c nicht mit dem Maßstab 5 in Kontakt steht. Durch Identifizieren der Lager 8a bis 8c, welche nicht mit dem Maßstab 5 in Kontakt stehen, kann die Kodiereinrichtung 1 erfassen, auf welche Art die Lage des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5 gegenüber dem Maßstab 5 gekippt ist.
  • Zweite Ausführungsform
  • Nachfolgend wird eine zweite spezielle Ausführungsform der Erfindung auf Grundlage der Zeichnungen beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass in den folgenden Beschreibungen Teilen, welche bereits beschrieben worden sind, die gleichen Bezugszeichen zugeteilt werden und Beschreibungen der derselben entfallen.
  • Bei dieser speziellen Ausführungsform entspricht das Lager 8a einem ersten rollenden Element; das Lager 8c entspricht einem zweiten rollenden Element; und das Lager 8b entspricht einem dritten rollenden Element.
  • 6 ist eine Vorderansicht eines Maßstabs und einer Erfassungseinheit einer Kodiereinrichtung nach der zweiten Ausführungsform.
  • Die Erfassungseinheit 9 der Kodiereinrichtung 1 nach der ersten speziellen Ausführungsform enthält die Erfassungsabschnitte 10, welche an Positionen angeordnet sind, die in der Erfassungsposition 40 eins zu eins mit den Lagern 8 übereinstimmen.
  • Wie in 6 dargestellt unterscheidet sich eine Erfassungseinheit 9A einer Kodiereinrichtung 1A nach dieser speziellen Ausführungsform von der Erfassungseinheit 9 nach der ersten Ausführungsform darin, dass die Erfassungseinheit 9A ferner eine leitende Schicht D, welche elektrische Leitfähigkeit aufweist, und Markierungen C2 enthält, welche auf der leitenden Schicht D ausgebildet sind und aus Spulen bestehen oder Spulen umfassen, welche mit einem konstanten Abstand angeordnet sind, und/oder darin, dass Erfassungsabschnitte 10A ausgebildet sind, welche von der leitenden Schicht D ausgehen.
  • Insbesondere ist die leitende Schicht D ein Leiter oder umfasst einen Leiter, wie beispielsweise Chrom (Cr), und/oder ist in einer im Wesentlichen linearen Form auf einer Fläche auf der Seite der -Y-Richtung eines Maßstabs 5A entlang der Längsrichtung (der X-Richtung) ausgebildet.
  • Die Markierungen C2 sind aus einem Leiter aus einem anderen leitenden Material, wie beispielsweise Kupfer (Cu) ausgebildet, welches eine höhere Leitfähigkeit als die leitende Schicht D hat. Es sei darauf hingewiesen, dass jeder beliebige Leiter für die leitende Schicht D und die Markierungen C2 verwendet werden kann, so lange die Markierungen C2 eine höhere Leitfähigkeit als die leitende Schicht D haben.
  • Die Erfassungsabschnitte 10A sind so ausgebildet, dass sie von der leitenden Schicht D aus in eine Richtung (die Z-Richtung) verlaufen, welche sich mit einer Anordnungsrichtung (der X-Richtung) der Markierungen C2 des Maßstabs 5A schneidet.
  • Der Messbereich 20 des Maßstabs 5 nach der ersten Ausführungsform enthält die Markierungen C, und der Erfassungsbereich 30 enthält die Erfassungsposition 40, an welcher die mehreren Erfassungsabschnitte 11, 12 und 13 angeordnet sind.
  • Ein Messbereich 20A des Maßstabs 5A nach dieser Ausführungsform unterscheidet sich von demjenigen der ersten Ausführungsform darin, dass der Messbereich 20A Markierungen C2 enthält, welche auf der leitenden Schicht D ausgebildet sind. Ein weiterer Unterschied zu der ersten Ausführungsform besteht insbesondere darin, dass ein Erfassungsbereich 30A eine erste Erfassungsposition 41, welche dem Lager 8a entspricht, welches dem ersten rollenden Element entspricht, eine zweite Erfassungsposition 42, welche dem Lager 8c entspricht, welches dem zweiten rollenden Element entspricht, und eine dritte Erfassungsposition 43 enthält, welche dem Lager 8b entspricht, welches dem dritten rollenden Element entspricht.
  • In der ersten Ausführungsform wird eine Spannung an jeden der mehreren Erfassungsabschnitte 11, 12 und 13 angelegt. Mehrere Erfassungsabschnitte 14, 15 und 16 nach dieser Ausführungsform unterscheiden sich von der ersten Ausführungsform darin, dass durch die leitende Schicht D eine Spannung an sie zusammen angelegt wird. Mit anderen Worten: Bei dieser Ausführungsform wird eine Spannung an die leitende Schicht D angelegt.
  • Insbesondere enthält die erste Erfassungsposition 41 einen ersten Erfassungsabschnitt 14, welcher an einer Position bereitgestellt ist, die nur dem Lager 8a entspricht, welches dem ersten rollenden Element entspricht oder mit diesem übereinstimmt. Die zweite Erfassungsposition 42 enthält einen zweiten Erfassungsabschnitt 15, welcher an einer Position bereitgestellt ist, die nur dem Lager 8c entspricht, welches dem zweiten rollenden Element entspricht oder mit diesem übereinstimmt. Die dritte Erfassungsposition 43 enthält einen dritten Erfassungsabschnitt 16, welcher an einer Position bereitgestellt ist, die nur dem Lager 8b entspricht, welches dem dritten rollenden Element entspricht oder mit diesem übereinstimmt.
  • Die 7 bis 9 sind Diagramme, welche Beziehungen zwischen dem Detektor und der Erfassungsposition in der Kodiereinrichtung darstellen, und 10 ist ein Diagramm, welches Änderungen der an die Erfassungsabschnitte der Kodiereinrichtung angelegten Spannung darstellt.
  • Insbesondere ist 7 ein Diagramm, welches den Kontakt zwischen dem Lager 8a, welches dem ersten rollenden Element entspricht, und dem ersten Erfassungsabschnitt 14 an der ersten Erfassungsposition 41 darstellt; 8 ist ein Diagramm, welches den Kontakt zwischen dem Lager 8c, welches dem zweiten rollenden Element entspricht, und dem zweiten Erfassungsabschnitt 15 an der zweiten Erfassungsposition 42 darstellt; und 9 ist ein Diagramm, welches den Kontakt zwischen dem Lager 8b, welches dem dritten rollenden Element entspricht, und dem dritten Erfassungsabschnitt 16 an der dritten Erfassungsposition 43 darstellt. Was (A), (B) und (C) in 10 betrifft, so entspricht (A) der 7, (B) entspricht der 8, und (C) entspricht der 9. Änderungen der Spannung, welche an die leitende Schicht D angelegt wird, wenn die Lager 8 und die Erfassungsabschnitte 10A in Kontakt treten, werden auf Grundlage der 7 bis 10 beschrieben.
  • Wie in 7 beschrieben, wird die Detektionseinheit 7 zuerst in die +X-Richtung entlang dem Maßstab 5A bewegt oder verschoben. Wenn das Lager 8a, welches dem ersten rollenden Element entspricht, und der erste Erfassungsabschnitt 14 in Kontakt treten, ändert sich die an die leitende Schicht D angelegte Spannung auf 0, wenn die Lage des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5A normal ist, wie durch (A) in 10 angezeigt.
  • Da die Lager 8 über den Detektor 3 und den anderen Messzielteil W2 geerdet sind, ist die leitende Schicht D geerdet, wenn die Lager 8 und die leitende Schicht D in Kontakt stehen. Die an die leitende Schicht D angelegte Spannung ändert sich aufgrund der Erdung auf 0, während die Lager 8 und die leitende Schicht D (die Erfassungsabschnitte 10A) in Kontakt stehen. Die Ladung in dem Maßstab 5A wird somit über die leitende Schicht D abgeleitet.
  • Wie in 8 gezeigt, wird dann die Detektionseinheit 7 zu der zweiten Erfassungsposition 42 bewegt. Wenn das Lager 8b, welches dem zweiten rollenden Element entspricht, und der zweite Erfassungsabschnitt 15 in Kontakt treten, ändert sich die an die leitende Schicht D angelegte Spannung auf 0, wenn die Lage des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5A normal ist, wie durch (B) in 10 angezeigt.
  • Wie in 9 dargestellt, wird dann die Detektionseinheit 7 zu der dritten Erfassungsposition 43 bewegt oder verschoben. Wenn das Lager 8c, welches dem dritten rollenden Element entspricht, und der dritte Erfassungsabschnitt 16 in Kontakt treten, ändert sich die an die leitende Schicht D angelegte Spannung auf 0, wenn die Lage des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5A normal ist, wie durch (C) in 10 angezeigt.
  • 11 ist ein Blockschaltbild, welches die Kodiereinrichtung darstellt.
  • Wie in 11 dargestellt, hat die Kodiereinrichtung 1A nach dieser Ausführungsform im Wesentlichen die gleiche Konfiguration wie die der ersten Ausführungsform, mit Ausnahme des Maßstabs und eines Lageermittlungsmittels 50A.
  • Die in dem Maßstab 5A enthaltene Erfassungseinheit 9A enthält ferner den ersten Erfassungsabschnitt 14, den zweiten Erfassungsabschnitt 15 und/oder den dritten Erfassungsabschnitt 16.
  • Eine Positionsermittlungseinheit 52A des Lageermittlungsmittels 50A stellt fest, ob sich die Detektionseinheit 7 zu jeder von erster Erfassungsposition 41, zweiter Erfassungsposition 42 und dritter Erfassungsposition 43 bewegt hat. Eine Lageermittlungseinheit 53A stellt fest, ob die Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5A normal oder abweichend ist, insbesondere ausgehend von dem Zustand des Kontakts zwischen den Lagern 8 und den Erfassungsabschnitten 10A, der von der Erfassungseinheit 9A an der ersten Erfassungsposition 41, der zweiten Erfassungsposition 42 und der dritten Erfassungsposition 43 erfasst wird.
  • 12 ist ein Flussdiagramm, welches ein Steuer - oder Regelverfahren der Kodiereinrichtung darstellt.
  • Operationen, durch welche die Kodiereinrichtung 1A eine Abweichung der Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors 3 erfasst, werden anhand von 12 beschrieben.
  • Wie in 12 dargestellt, führt die Steuereinheit 100 zuerst einen Startschritt aus, in dem der andere Messzielteil W2 unter Verwendung der Antriebseinheit 70 angetrieben wird und die Detektionseinheit 7 der Kodiereinrichtung 1A zu den Erfassungspositionen 41 bis 43 innerhalb des Erfassungsbereichs 30A bewegt wird (Schritt ST11).
  • Dann stellt die Positionsermittlungseinheit 52A fest, ob sich die Detektionseinheit 7 zu der ersten Erfassungsposition 41 bewegt hat (Schritt ST12). In dem Fall, in dem die Positionsermittlungseinheit 52A feststellt, dass sich die Detektionseinheit 7 nicht zu der ersten Erfassungsposition 41 bewegt hat (NEIN in Schritt ST12), treibt die Steuereinheit 100 die Antriebseinheit 70 an und bewegt oder verschiebt die Detektionseinheit 7, bis festgestellt wird, dass sich die Detektionseinheit 7 zu der ersten Erfassungsposition 41 bewegt hat. In dem Fall, in dem die Positionsermittlungseinheit 52A feststellt, dass sich die Detektionseinheit 7 zu der ersten Erfassungsposition 41 bewegt hat (JA in Schritt ST12), treibt die Steuereinheit 100 die Antriebseinheit 70 an und bewegt oder verschiebt die Detektionseinheit 7 an der ersten Erfassungsposition 41 vorbei und zu der zweiten Erfassungsposition 42. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Erfassungsergebnis, welches anzeigt, ob der in der ersten Erfassungsposition 41 angeordnete erste Erfassungsabschnitt 14 mit dem Lager 8a, welches dem ersten rollenden Element entspricht, in Kontakt getreten ist, in der Speichereinheit 51 gespeichert.
  • Dann stellt die Positionsermittlungseinheit 52A fest, ob sich die Detektionseinheit 7 in die zweite Erfassungsposition 42 bewegt hat (Schritt ST13). Wenn die Positionsermittlungseinheit 52A feststellt, dass sich die Detektionseinheit 7 nicht in die zweite Erfassungsposition 42 bewegt hat (NEIN in Schritt ST13), treibt die Steuereinheit 100 die Antriebseinheit 70 an und bewegt oder verschiebt die Erfassungseinheit 7, bis festgestellt wird, dass sich die Detektionseinheit 7 zu der zweiten Erfassungsposition 42 bewegt hat. Wenn die Positionsermittlungseinheit 52A feststellt, dass sich die Detektionseinheit 7 in die zweite Erfassungsposition 42 bewegt hat (JA in Schritt ST13), treibt die Steuereinheit 100 die Antriebseinheit 70 an und bewegt oder verschiebt die Detektionseinheit 7 an der zweiten Erfassungsposition 42 vorbei und zu der dritten Erfassungsposition 43. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Erfassungsergebnis, welches anzeigt, ob der in der zweiten Erfassungsposition 42 angeordnete zweite Erfassungsabschnitt 15 mit dem Lager 8c, welches dem zweiten rollenden Element entspricht, in Kontakt getreten ist, in der Speichereinheit 51 gespeichert.
  • Dann stellt die Positionsermittlungseinheit 52A fest, ob sich die Detektionseinheit 7 in die dritte Erfassungsposition 43 bewegt hat (Schritt ST14). Wenn die Positionsermittlungseinheit 52A feststellt, dass sich die Detektionseinheit 7 nicht in die dritte Erfassungsposition 43 bewegt hat (NEIN in Schritt ST14), wird die Antriebseinheit 70 angetrieben, und die Detektionseinheit 7 wird bewegt oder verschoben, bis festgestellt wird, dass sich die Detektionseinheit 7 zu der dritten Erfassungsposition 43 bewegt hat. Wenn die Positionsermittlungseinheit 52A feststellt, dass sich die Detektionseinheit 7 in die dritte Erfassungsposition 43 bewegt hat (JA in Schritt ST15), führt die Steuereinheit 100 einen Halteschritt aus, bei dem Antriebseinheit 70 angehalten wird, sodass die Detektionseinheit 7 an der dritten Erfassungsposition 43 anhält (Schritt ST15).
  • Zu diesem Zeitpunkt wird ein Erfassungsergebnis, welches anzeigt, ob der in der dritten Erfassungsposition 43 angeordnete dritte Erfassungsabschnitt 16 mit dem Lager 8b in Kontakt getreten ist, in der Speichereinheit 51 gespeichert.
  • Dann führt die Lageermittlungseinheit 53A einen Schritt der Lage- oder Ausrichtungs- oder Positionsermittlung aus, in dem ausgehend von den in der Speichereinheit gespeicherten Erfassungsergebnissen festgestellt wird, ob die Lager 8a, 8b und 8c mit den Erfassungsabschnitten 14, 15 bzw. 16 an der ersten Erfassungsposition 41, der zweiten Erfassungsposition 42 bzw. der dritten Erfassungsposition 43 in Kontakt sind (Schritt ST16).
  • Wenn die Lageermittlungseinheit 53A feststellt, dass die Lager 8a, 8b und 8c mit den Erfassungsabschnitten 14, 15 bzw. 16 in Kontakt sind, leuchtet die Anzeigeeinheit 60 die blaue LED, um anzuzeigen, dass die Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5A normal ist (Schritt ST17).
  • Wenn jedoch die Lageermittlungseinheit 53A feststellt, dass eines der Lager 8a, 8b und 8c nicht mit den Erfassungsabschnitten 14, 15 bzw. 16 in Kontakt ist, leuchtet die Anzeigeeinheit 60 die rote LED, um anzuzeigen, dass die Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5A abweichend ist (Schritt ST17).
  • Es sei darauf hingewiesen, dass als Lageermittlungsschritt die Lageermittlungseinheit 53A ausgehend von den Lagern 8a, 8b und 8c und Erfassungsabschnitten 14, 15 und 16, welche gemäß Erfassung durch die Erfassungseinheit 9A (Schritt ST16) nicht in Kontakt stehen, wie bei der ersten Ausführungsform beschrieben, die Art feststellen kann, auf die die Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5 abweichend ist,
  • Gemäß dieser Ausführungsform können zusätzlich zu den gleichen Wirkungen wie den in der ersten Ausführungsform beschriebenen (1) bis (6) die folgenden Wirkungen erzielt werden.
  • (9) Auch in einem Fall, in dem keine einzelnen Spannungen an jeden der mehreren Erfassungsabschnitte 10A angelegt werden, kann die Erfassungseinheit 9A in einem Fall, in dem nur der erste Erfassungsabschnitt 14 und das Lager 8a, welches dem ersten rollenden Element entspricht, an der ersten Erfassungsposition 41 in Kontakt stehen, und nur der zweite Erfassungsabschnitt 15 und das Lager 8c, welches dem zweiten rollenden Element entspricht, an dem zweiten Erfassungsabschnitt 42 in Kontakt stehen, identifizieren, welches der Lager 8 nicht mit dem Maßstab 5A in Kontakt ist.
  • (10) Durch Identifizieren der Lager 8, die nicht mit dem Maßstab 5A in Kontakt stehen, kann die Kodiereinrichtung 1A erfassen, auf welche Art die Lage oder Ausrichtung oder Position der Detektor 3 gegenüber dem Maßstab 5A relativ zu dem Maßstab 5A gekippt ist.
  • (11) Der erste Erfassungsabschnitt 14 und der zweite Erfassungsabschnitt 15 können die Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab aus einer gemeinsamen Spannung, welche angelegt ist, erfassen. Folglich ist es nicht notwendig, einzelne Spannungen an jeden der mehreren Erfassungsabschnitte 10A anzulegen, und damit kann die Kodiereinrichtung 1A eine Kostensenkung erreichen.
  • (12) Die Lager 8 sind über den Detektor 3 an den anderen Messzielteil W2 geerdet, und somit kann die Ladung des Maßstabs 5A einfach dadurch entladen werden, dass die Lager 8 und die Erfassungsabschnitt 10A (die leitende Schicht D) miteinander in Kontakt gebracht werden.
  • Modifizierte Beispiele von Ausführungsformen
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt ist und Variationen, Verbesserungen und dergleichen, welche in dem Rahmen liegen, innerhalb dessen das Ziel der Erfindung erreicht werden kann, ebenfalls in der Erfindung eingeschlossen sind.
  • Beispielsweise beschreiben die vorstehenden Ausführungsformen zwar Fälle, in denen die Erfindung auf die Kodiereinrichtungen 1 und 1A angewendet wird, welches Linearkodierer mit elektromagnetischer Induktion sind, doch können die Kodiereinrichtungen auch photoelektrische Linearkodierer sein. Mit anderen Worten: Es ist ausreichend, dass die Kodiereinrichtungen 1 und1A einen Detektor enthalten, welcher bewegbar in der Kodiererhaupteinheit 2 angeordnet ist, und die Art, das Detektionssystem und dergleichen des Detektors sind nicht speziell eingeschränkt.
  • Die Kodiereinrichtungen 1 und/oder 1A können Drehwinkelgeber sein, statt Linearkodierer. In diesem Fall bewegt sich der Detektor entlang einer Umfangsrichtung eines Maßstabsbasiselements, und ein Erfassungsbereich ist in einem Teil eines Messbereichs bereitgestellt, welcher entlang der Umfangsrichtung des Maßstabsbasiselements ausgebildet ist.
  • Bei den vorstehenden Ausführungsformen erfasst die Erfassungseinheit 9 oder 9A die Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5 oder 5A, indem die Lager 8 mit den Erfassungsabschnitten 10 oder 10A in Kontakt gebracht werden. Die Erfassungseinheit kann jedoch jede Einheit sein, die in der Lage ist die Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors gegenüber dem Maßstab zu erfassen und kann beispielsweise ein Sensor, wie z.B. ein Abstandssensor sein.
  • Außerdem werden zwar die Lager 8 bei den vorstehenden Ausführungsformen als das rollende Element verwendet, doch kann jede beliebige Konfiguration verwendet werden, so lange die Erfassungseinheit 9 oder 9A mit den Erfassungsabschnitten 10 oder 10A durch Bewegen der Detektionseinheit 7 in Kontakt gebracht werden.
  • Bei den vorstehenden Ausführungsformen enthält die Erfassungseinheit die Erfassungsabschnitte 10 oder 10A zum Erfassen, ob ein Kontakt mit den Lagern 8 hergestellt ist; die Erfassungsabschnitte können jedoch Sensoren, wie beispielsweise Drucksensoren, Kontaktgeber oder Dehnungsaufnehmer sein. Mit anderen Worten: Die Erfassungseinheit kann jede beliebige Konfiguration haben, so lange eine Abweichung der Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors gegenüber dem Maßstab dadurch erfasst werden kann, dass erfasst wird, ob ein Lager, welches ein rollendes Element ist, mit dem Maßstab in Kontakt steht.
  • Bei den vorstehenden Ausführungsformen ändert sich die an die Erfassungsabschnitte 10 oder 10A angelegte Spannung auf 0, indem die Lager 8 mit den Erfassungsabschnitten 10 oder 10A in Kontakt gebracht werden, und die Erfassungseinheit 9 oder 9A erfasst die Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5 oder 5A ausgehend davon. Die Erfassungseinheit kann jedoch die Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors 3 ausgehend von jedem beliebigen Wert erfassen, so lange sich die an die Erfassungsabschnitte angelegte Spannung ändert, indem das rollende Element mit den Erfassungsabschnitten in Kontakt gebracht wird.
  • Mit anderen Worten: Die Erfassungsabschnitte 10 oder 10A müssen nicht über den Detektor 3 und den anderen Messzielteil W2 geerdet sein.
  • Bei den vorstehenden Ausführungsformen ist der Erfassungsbereich 30 oder 30A an einem Endabschnitt auf einer Endseite (der Seite der +X-Richtung) des Maßstabs 5 oder 5A in Längsrichtung desselben ausgebildet; der Erfassungsbereich 30 oder 30A kann jedoch in einem mittleren Abschnitt des Messbereichs 20 ausgebildet sein. Außerdem kann der Erfassungsbereich 30 oder 30A über einen breiteren Bereich als der Messbereich 20 ausgebildet sein, oder der Erfassungsbereich 30 oder 30A und der Messbereich 20 können wechselnd angeordnet sein.
  • 13 ist ein Diagramm, welches eine Erfassungseinheit eines Maßstabs nach einem speziellen ersten modifizierten Beispiel zeigt.
  • Bei der zweiten speziellen Ausführungsform ist die leitende Schicht D der Kodiereinrichtung 1A über sowohl den Messbereich 20A als auch den Erfassungsbereich 30A hinweg ausgebildet.
  • Wie in 13 dargestellt, kann jedoch eine leitende Schicht D2 einer Kodiereinrichtung 1B nach dem ersten modifizierten Beispiel in einem Erfassungsbereich 30B des Maßstabs 5B so ausgebildet sein, dass sie die Erfassungsabschnitte 10A verbindet, während der Teil ausgelassen wird, der den Markierungen C2 entspricht. Mit anderen Worten: Wenn die Spannung an die Erfassungsabschnitte 10A zusammen angelegt wird, kann die leitende Schicht auf jede beliebige Art ausgebildet sein, so lange die leitende Schicht nicht segmentiert ist.
  • 14 ist ein Diagramm, welches eine Erfassungseinheit eines Maßstabs nach einem speziellen zweiten modifizierten Beispiel zeigt.
  • Bei der zweiten speziellen Ausführungsform sind die Markierungen C2 eines Maßstabs 5A in sowohl dem Messbereich 20A als auch dem Erfassungsbereich 30A ausgebildet.
  • Wie in 14 dargestellt, können jedoch Markierungen C3 einer Kodiereinrichtung 1C nach dem zweiten modifizierten Beispiel in einem Erfassungsbereich 30C angeordnet sein. Wenn die Kodiereinrichtung ein photoelektrischer Linearkodierer ist, können außerdem die in dem Erfassungsbereich 30C angeordneten Markierungen C3 eingebettet sein oder dergleichen, sodass sie nicht funktionieren.
  • 15 ist ein Diagramm, welches eine Erfassungseinheit eines Maßstabs nach einem speziellen dritten modifizierten Beispiel zeigt.
  • Bei den vorhergehenden Ausführungsformen enthält der Erfassungsbereich 30 oder 30A in dem Maßstab 5 oder 5A die Erfassungspositionen 40 oder 41 bis 43, doch der Erfassungsbereich muss keine Erfassungsposition enthalten.
  • Wie in 15 dargestellt, enthält die Erfassungseinheit 9B einer Kodiereinrichtung 1D nach dem dritten modifizierten Beispiel Erfassungsabschnitte 10B, welche so ausgebildet sind, dass sie von einer leitenden Schicht D3 in eine Richtung (die Z-Richtung) verlaufen, welche sich mit der Anordnungsrichtung (der X-Richtung) der Markierungen C2 eines Maßstabs 5D schneidet.
  • Die Erfassungsabschnitte 10B enthalten einen ersten Erfassungsabschnitt 17, welcher von der leitenden Schicht D3 in die +Z-Richtung verlaufend ausgebildet ist, und einen zweiten Erfassungsabschnitt 18, welcher von der leitenden Schicht D3 in die -Z-Richtung verlaufend ausgebildet ist.
  • In dem Fall, in dem die Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5D normal ist, tritt gemäß diesem modifizierten Beispiel zuerst das Lager 8a, welches dem ersten rollenden Element entspricht, in einem Erfassungsbereich 30D mit dem ersten Erfassungsabschnitt 17 in Kontakt, wenn die Detektionseinheit 7 in +X-Richtung entlang dem Maßstab 5D bewegt wird. Wenn sich die Detektionseinheit 7 weiter in +X-Richtung entlang dem Maßstab 5D bewegt, tritt das Lager 8c, welches dem zweiten rollenden Element entspricht, mit dem zweiten Erfassungsabschnitt 18 in Kontakt. Wen sich die Detektionseinheit 7 weiter in +X-Richtung entlang dem Maßstab 5D bewegt, tritt das Lager 8b, welches dem dritten rollenden Element entspricht, mit dem ersten Erfassungsabschnitt 17 in Kontakt.
  • Somit treten gemäß dieser Konfiguration die rollenden Elemente 8 eines nach dem anderen mit den Erfassungsabschnitten 10B in Kontakt, wenn die Erfassungseinheit 7 in X-Richtung entlang dem Maßstab 5D bewegt wird. Auch in einem Fall, in dem eine gemeinsame Spannung an die leitende Schicht 3D angelegt wird und der Erfassungsbereich 30D keine Erfassungsposition hat, kann somit eine Abweichung einer Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5D erfasst werden.
  • Wenn die Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5D abweichend ist, können außerdem die Lager identifiziert werden, die nicht mit dem Maßstab 5D in Kontakt stehen, indem ein durch die Leseeinheit 7a gelesener Messwert mit Positionsinformationen oder dergleichen verglichen wird, die zuvor in der Speichereinheit 51 oder dergleichen gespeichert worden sind.
  • Bei den vorstehenden Ausführungsformen sind die Erfassungsabschnitte 10 und/oder 10A auf der Fläche ausgebildet, auf der die Markierungen C oder C2 ausgebildet sind; jedoch können die Erfassungsabschnitte 10 oder 10A auf einer Seitenfläche des Maßstabsbasiselements 5a bereitgestellt sein, sodass sie den Lagern 8d und 8c entsprechen. Mit anderen Worten: Es reicht aus, dass die Erfassungsabschnitte 10 oder 10A in der Lage sind, zu erfassen, ob die Lage oder Ausrichtung oder Position des Detektors 3 gegenüber dem Maßstab 5 oder 5A abweichend ist, indem Kontakt mit den Lagern 8 hergestellt wird.
  • Bei der zweiten speziellen Ausführungsform entspricht das erste rollende Element dem Lager 8a, und das zweite rollende Element entspricht dem Lager 8c; jedoch kann das erste rollende Element dem Lager 8c entsprechen, und das zweite rollende Element kann dem Lager 8b entsprechen. Dementsprechend kann der erste Erfassungsabschnitt in der ersten Erfassungsposition angeordnet sein, und die zweite Erfassungsposition kann in der zweiten Erfassungsposition angeordnet sein.
  • Zwar beschreiben die vorstehenden Ausführungsformen die mehreren Erfassungsabschnitte 10 oder 10A als drei Einheiten, doch kann die Erfassungseinheit 9 oder 9A drei oder mehr Erfassungsabschnitte enthalten.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Wie soweit beschrieben, kann die Erfindung auf vorteilhafte Weise bei Steuersystemen für Kodiereinrichtungen, Kodiereinrichtungen und Verfahren für Steuersysteme für Kodiereinrichtungen angewendet werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 1A bis 1D
    Kodiereinrichtung bzw. Kodierer
    3
    Detektor
    5, 5A bis 5D
    Maßstab
    7
    Detektionseinheit
    8
    Lager
    9, 9A, 9B
    Erfassungseinheit
    10, 10, 10B
    Erfassungsabschnitt
    20, 20A
    Messbereich
    30, 30A bis 30D
    Erfassungsbereich
    40
    Erfassungsposition
    41
    erste Erfassungsposition
    42
    zweite Erfassungsposition
    C, C2, C3
    Markierung
    D, D2, D3
    leitende Schicht
    W1, W2
    Paar von Messzielteilen
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 4838117 B [0004, 0005]

Claims (10)

  1. Kodierer bzw. Kodiereinrichtung (1; 1A-1 D), umfassend: einen Maßstab (5; 5A-5D), welcher an einem Messzielteil (W1) vorgesehen ist, wobei Markierungen (C; C2; C3) auf dem Maßstab (5; 5A-5D) angeordnet sind; und einen Detektor (3), welcher an einem anderen Messzielteil (W2) vorgesehen ist und konfiguriert ist, einen Betrag einer Relativbewegung mit dem Maßstab (5; 5A-5D) zu detektieren, wobei der Maßstab (5; 5A-5D) eine Erfassungseinheit (9; 9A; 9B) beinhaltet, welche konfiguriert ist, eine Abweichung einer Lage des Detektors (3) gegenüber dem Maßstab (5; 5A-5D) zu erfassen.
  2. Kodierer nach Anspruch 1, wobei der Detektor (3) zumindest ein rollendes Glied (8) beinhaltet, welches konfiguriert ist, in Kontakt mit dem Maßstab (5; 5A-5D) zu rollen, wenn die Lage normal ist; und die Erfassungseinheit (9; 9A; 9B) dafür konfiguriert ist, eine Abweichung der Lage des Detektors (3) gegenüber dem Maßstab (5; 5A-5D) zu erfassen, indem sie erfasst, ob das rollende Glied (8) mit dem Maßstab (5; 5A-5D) in Kontakt steht.
  3. Kodierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Detektor (3) zumindest ein rollendes Glied (8) beinhaltet, wobei das rollende Glied (8) leitend ist; die Erfassungseinheit (9; 9A, 9B) einen Erfassungsabschnitt (10; 10A; 10B) beinhaltet, wobei der Erfassungsabschnitt vorzugsweise die Form eines Films aufweist und eine Spannung an den Erfassungsabschnitt (10; 10A, 10B) angelegt wird; die Erfassungseinheit (9; 9A, 9B) dafür konfiguriert ist, das rollende Glied (8) als mit dem Maßstab (5; 5A-5D) in Kontakt stehend zu erfassen, wenn sich die an den Erfassungsabschnitt (10; 10A; 10B) angelegte Spannung ändert; und die Erfassungseinheit (9; 9A; 9B) konfiguriert ist, das rollende Glied als mit dem Maßstab (5; 5A-5D) nicht in Kontakt stehend zu erfassen, wenn sich die an den Erfassungsabschnitt (10; 10A; 10B) angelegte Spannung nicht ändert.
  4. Kodierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Maßstab (5; 5A-5D) beinhaltet: zumindest einen Messbereich (20; 20A), welcher ein Bereich ist, in dem der Betrag der Relativbewegung durch den Detektor (3) anhand der Markierungen (C; C2; C3) detektiert wird; und zumindest einen Erfassungsbereich (30; 30A-30D), welcher ein Bereich ist, der die Erfassungseinheit (9; 9A; 9B) beinhaltet und außerhalb des Messbereichs (20; 20A) vorgesehen ist.
  5. Kodierer nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Detektor (3) mehrere rollende Glieder (8) beinhaltet; der Maßstab (5; 5A-5D) eine Erfassungsposition für die Erfassungseinheit (9; 9A; 9B) zum Erfassen einer Abweichung der Lage des Detektors (3) beinhaltet; und die Erfassungseinheit (9; 9A; 9B) mehrere Erfassungsabschnitte (10; 10A; 10B) beinhaltet, welche in der Erfassungsposition an Positionen vorgesehen sind, welche jeweils den mehreren rollenden Gliedern (8) entsprechen.
  6. Kodierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Detektor (3) ein erstes rollendes Glied (8a) und ein zweites rollendes Glied (8b) beinhaltet; der Maßstab (5A) eine erste Erfassungsposition (41) und eine zweite Erfassungsposition (42) beinhaltet, an denen die Erfassungseinheit (9A) eine Abweichung der Lage des Detektors (3) erfasst; und die Erfassungseinheit (9A) einen ersten Erfassungsabschnitt, welcher an einer Position vorgesehen ist, die nur dem ersten rollenden Glied (8a) entspricht, wenn der Detektor (3) an der ersten Erfassungsposition (41) positioniert ist, und einen zweiten Erfassungsabschnitt beinhaltet, welcher an einer Position vorgesehen ist, die nur dem zweiten rollenden Glied (8b) entspricht, wenn der Detektor (3) an der zweiten Erfassungsposition (42) positioniert ist.
  7. Kodierer nach Anspruch 6, wobei eine gemeinsame Spannung an den ersten Erfassungsabschnitt (41) und den zweiten Erfassungsabschnitt (42) angelegt wird.
  8. Kodierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das rollende Glied (8) über den Detektor (3) geerdet ist; die Erfassungseinheit (9; 9A; 9B) eine Leitfähigkeit aufweisende leitende Schicht (D; D2; D3) beinhaltet, welche auf dem Maßstab (5; 5A-5D) entlang der Anordnungsrichtung der Markierungen (C) gebildet ist; und der Erfassungsabschnitt (10; 10A; 10B) von der leitenden Schicht (D; D2; D3) aus in eine Richtung verlaufend gebildet ist, die sich mit der Anordnungsrichtung der Markierungen (C) auf dem Maßstab (5; 5A-5D) schneidet.
  9. Verfahren zum Messen einer Bewegungsdistanz zwischen zumindest einem Paar von Messzielteilen (W1, W2), umfassend: Vorsehen eines Maßstabs (5; 5A-5D) an einem Messzielteil (W1), wobei Markierungen (C; C2; C3) an dem Maßstab (5; 5A-5D) angeordnet sind; Vorsehen eines Detektors (3) an einem anderen Messzielteil (W2) und welcher konfiguriert ist, einen Betrag einer Relativbewegung mit dem Maßstab (5; 5A-5D) zu erfassen; und Erfassen einer Abweichung einer Lage des Detektors (3) gegenüber dem Maßstab (5; 5A-5D).
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei: wenn detektiert wird, dass zumindest ein rollendes Glied (8) des Detektors (3) in Kontakt mit dem Maßstab (5; 5A-5D) rollt, wird ermittelt, dass die Lage des Detektors (3) normal ist; und eine Abweichung der Lage des Detektors (3) gegenüber dem Maßstab (5; 5A-5D) ermittelt wird, indem erfasst wird, ob das rollende Glied (8) mit dem Maßstab (5; 5A-5D) in Kontakt steht.
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