JP2000055647A - Scale device - Google Patents

Scale device

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JP2000055647A
JP2000055647A JP10228291A JP22829198A JP2000055647A JP 2000055647 A JP2000055647 A JP 2000055647A JP 10228291 A JP10228291 A JP 10228291A JP 22829198 A JP22829198 A JP 22829198A JP 2000055647 A JP2000055647 A JP 2000055647A
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signal
scale
detector
circuit
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JP10228291A
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Japanese (ja)
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Takuyo Miyashita
卓世 宮下
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Sony Manufacturing Systems Corp
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Sony Precision Technology Inc
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/347Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
    • G01D5/34746Linear encoders
    • G01D5/34753Carriages; Driving or coupling means

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform a detection never causing a discontinuation of detection signal or detection error in the joint part of a scale by providing the other detector for outputting a signal when a detector gets into the joint section of the scale. SOLUTION: A long scale B1 is formed by connecting a plurality of short scales. The output of a first detector B4 is connected to a first detecting circuit B7, and the output of a second detector B5 to a second detecting circuit B8. An output selecting circuit B10 selects the output of the first detecting circuit B7 when it is satisfactory, and selects and outputs the output form the second detecting circuit B8 when the output of the first detecting circuit B7 is deteriorated. Namely, the selecting circuit B10 synchronously operates with the output of a third detector B6 to avoid the pulse signal formed by the signal in the joint part of the scale B1, so that a pulse signal that is not the joint part of the scale B1 is regularly outputted. When the first detector B7 detects the defective section of a scale grid, the third detector B6 outputs a signal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械、産業機
械等における、直線又は回転移動等の位置検出(相対位
置検出)に使用されるスケール装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scale device used for detecting a position (relative position detection) of a linear or rotational movement in a machine tool, an industrial machine, or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】移動体の変位量を測定するのに、長尺ス
ケールと検出ヘッドを用いたスケール装置が用いられ
る。この種の装置は、移動体と固定位置のうちの一方に
スケールを取付け他方に検出ヘッドを取付けて、移動体
が動いた時、それらの間の相対的変位量を測定するもの
である。
2. Description of the Related Art A scale device using a long scale and a detection head is used to measure the displacement of a moving body. In this type of apparatus, a scale is attached to one of a movable body and a fixed position, and a detection head is attached to the other. When the movable body moves, a relative displacement between the movable body and the fixed position is measured.

【0003】上記スケール装置は、移動体の移動範囲が
大きくなると、スケールも長くする必要があるが、長い
スケールを1本のスケールで高精度に製作することは製
造コストが高くなるばかりでなく、製作後の保管、運
搬、に広い場所を必要としたり取付に手間がかかる等の
不利な点があり好ましくない。そこで、短尺スケールを
複数本製作し、それらを一直線上に配列して1本の長い
スケールと同様に用いることが考えられた。
In the above-mentioned scale apparatus, when the moving range of the moving body becomes large, it is necessary to lengthen the scale. However, manufacturing a long scale with one scale with high accuracy not only increases the manufacturing cost but also increases the manufacturing cost. It is disadvantageous in that it requires a large space for storage and transportation after production, and requires much time for installation. Therefore, it has been considered that a plurality of short scales are manufactured, arranged in a straight line, and used like a single long scale.

【0004】短尺スケールを複数本用いて長い距離の変
位量検出を行う装置として、例えば、特許第26481
81号公報に記載されたリニアエンコーダがある。この
エンコーダは図11に示すように、テーブル3の移動方
向に沿って主スケール1a,1bを配列し、テーブル3
にスライダ2a,2bを取付けて、テーブル3が駆動軸
5によってスケール長手方向に移動する時、スライダ2
aでスケール1a,1bを読み取った出力信号S1とス
ライダ2bでスケール1a,1bを読み取った出力信号
S2を信号処理部40に送り、そこでこれらの信号S
1,S2を繋げてPOSD に出力するようになっている。
As an apparatus for detecting a displacement amount over a long distance using a plurality of short scales, for example, Japanese Patent No. 26481
There is a linear encoder described in JP-A-81. This encoder arranges main scales 1a and 1b along the moving direction of the table 3 as shown in FIG.
When the table 3 is moved in the longitudinal direction of the scale by the drive shaft 5, the sliders 2a and 2b
The output signal S1 obtained by reading the scales 1a and 1b by a and the output signal S2 obtained by reading the scales 1a and 1b by the slider 2b are sent to the signal processing section 40.
1 and S2 are connected and output to P OSD .

【0005】この装置(エンコーダ)は、読み取った信
号S1とS2を切り換えて出力するために、スライダ2
a,2bが今どの位置にあるかというスライダ位置デー
タP SLD を作りそれを信号処理部40に伝える必要があ
り、スライダ位置に応じて信号S1とS2の中の一方を
選択して出力する回路、信号S1と信号S2が連続する
ようにオフセット値を加える回路等を必要として回路及
び動作が複雑である。
[0005] The device (encoder) reads the read signal.
In order to switch and output the signals S1 and S2, the slider 2
Slider position data indicating where a and 2b are now
TA P SLDAnd transmit it to the signal processor 40.
One of the signals S1 and S2 according to the slider position.
Select and output circuit, signal S1 and signal S2 are continuous
Requires a circuit to add an offset value, etc.
And operation is complicated.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記エンコ
ーダのようにスライダ(検出器)の位置検出を行う必要
のないスケール装置を提供するもので、複数の短尺スケ
ールを繋ぎ合わせて1本の長尺スケールを形成し、これ
を複数の検出器で読み取り、1つの検出器がスケールの
繋ぎ部を通過してその出力が低下する時、繋ぎ部でない
ところを読み取っている他の検出器の出力を選択して出
力するために出力の切換を行うようにしたスケール装置
を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a scale device which does not need to detect the position of a slider (detector) as in the above-described encoder. When a long scale is formed and read by a plurality of detectors, and one detector passes through the joint of the scale and its output decreases, the output of another detector that is reading a place other than the joint is used. The present invention provides a scale device in which the output is switched in order to select and output the output.

【0007】本願出願人は、上記の考えに基くスケール
装置の発明について、先に出願した。(特願平9−46
253号、特願平9−124066号)、これらの出願
のスケール装置においては、上記出力の切換は、スケー
ル繋ぎ部で生じる読み取り信号の劣化を検出して、その
検出出力によって出力選択回路を動作させることよって
行っている。このため、出力の切換は検出器の出力劣化
が起こった後となり、出力への影響が考えられる。
[0007] The applicant of the present application has previously filed an application for an invention of a scale device based on the above idea. (Japanese Patent Application No. 9-46
253, Japanese Patent Application No. 9-124066), in the scale devices of these applications, the output switching detects a deterioration of a read signal generated at a scale connecting portion and operates an output selection circuit based on the detected output. I'm going to let you go. For this reason, the output is switched after the output of the detector has deteriorated, which may affect the output.

【0008】そこで、検出器がスケール格子を検出する
時に得られる位相変調波がどうなっているかについて下
記に説明する。 信号の乱れがない位相変調波は、下記式(1)で表せ
る。 但し、上記式において、ωは角周波数、tは時間、λは
スケール波長、xは移動量、Xは位相変化とし、T=ω
t,X=2πx/λとする。
[0008] The following describes how the phase modulated wave obtained when the detector detects the scale grating is described below. A phase modulated wave having no signal disturbance can be expressed by the following equation (1). Here, in the above equation, ω is an angular frequency, t is time, λ is a scale wavelength, x is a movement amount, X is a phase change, and T = ω
Let t, X = 2πx / λ.

【0009】信号の乱れを含む位相変調波は、下記の
式(5)で表せる。但し、式中、aは第1検出回路ch
1と第2検出回路ch2の出力の振幅差である。 ここで、SとAを、 S={a2[(1 −cos 2X) /2]+ [(1−cos 2X) /2]}1/2 ‥‥(3) A=tan -1(cos X/asin X) ‥‥(4) とすると、上記式(2)は下記のとおりになる。 f(aXT)=S・sin(T+A) ‥‥(5)
A phase-modulated wave including signal disturbance can be expressed by the following equation (5). Where a is the first detection circuit ch
1 is the difference between the amplitude of the output of the second detection circuit ch2. Here, S and A are represented by S = {a 2 [(1−cos 2X) / 2] + [(1−cos 2X) / 2]} 1/2 ‥‥ (3) A = tan −1 (cos X / asin X) ‥‥ (4), the above equation (2) becomes as follows. f (aXT) = S · sin (T + A) ‥‥ (5)

【0010】上記式(5)から明らかなとおり、2つの
検出器を使い、夫々の検出器に対して信号処理回路を設
けた2チャンネルの信号処理を行う場合には、2つのチ
ャンネル信号の間に振幅の差があるとその影響が位相変
調波の振幅部分Sと位相部分Aに現れる。2つのチャン
ネルの信号の間に振幅差がないとき位相は式(1)に示
すとおりXである。この位相Xから式(5)の位相部分
Aを引くと式(6)に示すとおりになり、Δxはチャン
ネルの振幅差により生じる量で、かつ移動量xの関数で
もありスケール格子を電気的に内挿する場合、内挿誤差
として現れる。 Δx=A−X ‥‥(6) ∵ A=X+Δx
As is apparent from the above equation (5), when two detectors are used and a signal processing circuit is provided for each of the two detectors, signal processing between the two channel signals is performed. Has an amplitude difference, the effect appears on the amplitude portion S and the phase portion A of the phase modulated wave. When there is no amplitude difference between the signals of the two channels, the phase is X as shown in equation (1). When the phase portion A of the equation (5) is subtracted from the phase X, the equation becomes as shown in the equation (6). When interpolating, it appears as an interpolation error. Δx = A−X (6) A = X + Δx

【0011】上記先の出願に係るスケール装置では、検
出した位相変調波の振幅レベルの低下を検出してその検
出出力で出力を切り換えていたために、切換前の位相変
調波と切換後の位相変調波との間で振幅差が生じるの
で、切換時に内挿誤差を含むことになる。
In the scale device according to the above-mentioned application, since the output is switched by the detected output after detecting a decrease in the amplitude level of the detected phase modulation wave, the phase modulation wave before switching and the phase modulation wave after switching are switched. Since an amplitude difference occurs with the wave, an interpolation error is included at the time of switching.

【0012】また、一般的にこの種の装置は高精度の検
出を行うために、スケール装置として複数の格子を検出
して平均化効果を増すようにしているため、検出器がス
ケールの欠落部を移動しながら検出するとき、出力が減
少するのに複数格子を必要とすることと、位相変調波は
位置の異なる2チャンネルを備えているために、1チャ
ンネルが出力低下しても、他のもう一つのチャンネルは
出力低下していない条件が成り立つ場合は、式(3)か
らも理解できるように、1格子検出毎に2回ある。
In general, this type of device detects a plurality of gratings as a scale device so as to increase the averaging effect in order to perform high-precision detection. When detecting while moving, the output requires a plurality of gratings to decrease, and the phase-modulated wave has two channels at different positions. When the condition that the output of the other channel does not decrease is satisfied, as can be understood from Expression (3), there are two times for each detection of one grid.

【0013】2チャンネルとも出力が低下するまでの区
間に於いて、第1検出回路の出力と第2検出回路の出力
の切換が複数回発生する。2チャンネルとも復帰する場
合は、前記の逆で、同様の問題が生じ、やはり第1検出
回路の出力と第2検出回路の出力の切換が複数発生す
る。そして、その部分は内挿誤差が発生して累積精度を
悪くしている。
Switching between the output of the first detection circuit and the output of the second detection circuit occurs a plurality of times until the output of both channels drops. When both channels return, the same problem occurs in reverse, and a plurality of switching between the output of the first detection circuit and the output of the second detection circuit occurs. Then, an interpolation error occurs in that part, and the accumulation accuracy is deteriorated.

【0014】本発明は、上記従来のスケール装置の欠点
を克服して、複数の短尺スケールを繋ぎ合わせて長尺ス
ケールを形成し、これを検出器で読み取る際に検出器は
スケールの繋ぎ部で検出信号の不連続や検出誤差が生じ
ないような検出ができるスケール装置を提供することを
課題とする。
The present invention overcomes the above-mentioned drawbacks of the conventional scale device and forms a long scale by connecting a plurality of short scales. When the long scale is read by the detector, the detector is connected to the connecting portion of the scale. It is an object of the present invention to provide a scale device that can perform detection without causing discontinuity of a detection signal or detection error.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のスケール装置は、所定波長で目盛が形成さ
れたスケールを複数本繋げて、該スケールを読み取って
位相変調波を出力する第1及び第2検出器と、第1及び
第2検出器の出力をクロックパルスに基いて信号処理し
て被測定物の移動方向と移動量を表すパルス信号を出力
する検出回路とを有するスケール装置において、該第1
検出器がスケールの繋ぎ部を検出すると動作する第3検
出器を備え、該第3検出器の出力を上記のクロックパル
スと同期動作する選別回路で、スケールの繋ぎ部中の信
号で作られるパルス信号を回避させ、常にスケールの繋
ぎ部でないパルス信号が出力されるようにする。
In order to solve the above-mentioned problems, a scale device of the present invention connects a plurality of scales each having a scale formed at a predetermined wavelength, reads the scales, and outputs a phase-modulated wave. A scale having first and second detectors, and a detection circuit that performs signal processing on outputs of the first and second detectors based on a clock pulse and outputs a pulse signal indicating a moving direction and a moving amount of the device under test. In the apparatus, the first
A third detector that operates when the detector detects a scale joint, and a selection circuit that operates in synchronization with the clock pulse by using the output of the third detector, and a pulse generated by a signal in the scale joint. A signal is avoided so that a pulse signal which is not always a connecting portion of the scale is output.

【0016】即ち、本発明のスケール装置は、第1検出
器と平行して第3検出器を設け、第1検出器がスケール
格子の欠如区間を検出しているとき、第3検出器が動作
し、その動作信号で、第1検出器の信号と第2検出器の
信号を切り換えることにより、検出信号の正常な部分の
みを出力するようにして、切換が複数発生したり、内挿
誤差が増大した信号を使用しないようにして上記の点を
解決した。 〔作用〕スケールの繋ぎ部で作られるアンバランス信号
に内挿誤差を含んだパルス信号が回避できるので、スケ
ール全域にわたり正常な信号を選別回路を含む検出回路
で処理されるため、高品位なパルス信号が出力される高
精度なスケール装置ができる。
That is, in the scale device of the present invention, a third detector is provided in parallel with the first detector, and the third detector operates when the first detector detects a section where the scale grid is missing. Then, by switching the signal of the first detector and the signal of the second detector with the operation signal, only the normal part of the detection signal is output, so that a plurality of switchings occur and the interpolation error is reduced. The above problem was solved by not using the increased signal. [Operation] Since a pulse signal including an interpolation error can be avoided in the unbalanced signal generated at the connecting portion of the scale, a high-quality pulse is processed because a normal signal is processed by a detection circuit including a selection circuit over the entire scale. A highly accurate scale device that outputs a signal can be obtained.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】次に、本発明のスケール装置の一
実施形態について、添付図面を参照して説明する。本ス
ケール装置は、図1に示すとおり、比較的短いスケール
を複数本繋いで長いスケールB1を形成し、このスケー
ルB1を第1検出器B4、第2検出器B5、及び第3検
出器B6を一体形成した検出器集成体を用いて読み取る
ように構成する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of a scale device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. As shown in FIG. 1, the present scale device connects a plurality of relatively short scales to form a long scale B1, and connects this scale B1 to a first detector B4, a second detector B5, and a third detector B6. It is configured to read using an integrally formed detector assembly.

【0018】第1検出器B4の出力は第1検出回路B7
に接続し、第2検出器B5の出力は第2検出回路B8に
接続する。第1検出回路B7及び第2検出回路B8へ供
給するクロックパルス信号は、これらの検出回路に共通
に設けられたクロック発振器B9から供給する。
The output of the first detector B4 is a first detection circuit B7
And the output of the second detector B5 is connected to a second detection circuit B8. The clock pulse signal supplied to the first detection circuit B7 and the second detection circuit B8 is supplied from a clock oscillator B9 provided commonly to these detection circuits.

【0019】第1検出回路B7の出力と第2検出回路B
8の出力は出力選別回路B10に接続する。出力選別回
路B10は第1検出回路B7の出力が良好な時はそれを
選択し、第1検出回路B7の出力が劣化した時には第2
検出回路B8からの出力を選択して出力する回路であ
る。
The output of the first detection circuit B7 and the second detection circuit B
The output of 8 is connected to an output selection circuit B10. The output selection circuit B10 selects the output of the first detection circuit B7 when the output is good, and selects the second output when the output of the first detection circuit B7 is deteriorated.
This circuit selects and outputs the output from the detection circuit B8.

【0020】出力選別回路B10の入力には、図1に示
すとおり、第1検出回路B7の出力のUP/DOWN信
号、及び第2検出回路B8の出力のUP/DOWN信号
が入力するとともに、第1検出回路からの信号bが入力
する。また、この出力選別回路B10の入力には第3検
出器B6の出力信号iが入力する。
As shown in FIG. 1, an UP / DOWN signal output from the first detection circuit B7 and an UP / DOWN signal output from the second detection circuit B8 are input to the input of the output selection circuit B10. Signal b from one detection circuit is input. The output signal i of the third detector B6 is input to the input of the output selection circuit B10.

【0021】第1検出器B4で検出した信号は第1検出
回路B7で処理し、第2検出器B5で検出した信号は第
2検出回路B8で処理して、夫々、移動方向と移動量を
表すアップ/ダウン・パルス信号を作る。第1検出回路
B7と第2検出回路B8はほぼ同じ回路構成となってお
り、その一例を図2に示す。また、図2の回路の各部の
動作波形図を図3に示す。
The signal detected by the first detector B4 is processed by the first detection circuit B7, and the signal detected by the second detector B5 is processed by the second detection circuit B8 to determine the moving direction and the moving amount, respectively. Create up / down pulse signals to represent. The first detection circuit B7 and the second detection circuit B8 have substantially the same circuit configuration, and an example is shown in FIG. FIG. 3 shows an operation waveform diagram of each part of the circuit of FIG.

【0022】図2は第1検出回路B7(図1参照)を示
すものであるが、第2検出回路B8は出力bが無い点が
異なるだけで他は第1検出回路と同じである。同図の回
路において、入力D1には前記第1検出器B4の出力信
号U1が入力する。本回路はこの信号U1を位相変調信
号成形器D3で位相変調信号K(X)に変換し、波形成
形器D4に送り、そこで入力D2から送られてくるクロ
ック信号mfに同期したS信号を作る。ここで、位相変
調信号K(X)は、下記の式で表される。 f(xt)=sin{ωt+2πx/λ} また、クロック信号とS信号は図3に示すとおりであ
る。
FIG. 2 shows the first detection circuit B7 (see FIG. 1). The second detection circuit B8 is the same as the first detection circuit except that it has no output b. In the circuit shown in the figure, an output signal U1 of the first detector B4 is input to an input D1. This circuit converts this signal U1 into a phase modulation signal K (X) by a phase modulation signal shaper D3 and sends it to a waveform shaper D4, where it produces an S signal synchronized with the clock signal mf sent from the input D2. . Here, the phase modulation signal K (X) is represented by the following equation. f (xt) = sin {ωt + 2πx / λ} The clock signal and the S signal are as shown in FIG.

【0023】波形成形器D4は位相変調信号K(X)を
整形して図3に示すような矩形波のS信号を作って、こ
のS信号を指令信号成形器D5に送る。この指令信号成
形器D5は、前記クロック発振器B9から入力D2に送
られてくるクロック信号mfと上記S信号から、図3に
示す信号a,b及びcを作る。信号aはカウンタD6に
対してロード指令を与え、信号bは同カウンタD6に対
してイネーブル(可能化)信号を与える。この信号bは
出力D10を通って、前述し且つ後述するとおり、出力
選別回路B10に送られる。なお、本回路(図2の回
路)が第2検出回路の場合は信号bは外部には送出され
ない。
The waveform shaper D4 shapes the phase modulation signal K (X) to produce a rectangular wave S signal as shown in FIG. 3, and sends this S signal to the command signal shaper D5. The command signal shaper D5 generates the signals a, b and c shown in FIG. 3 from the clock signal mf sent from the clock oscillator B9 to the input D2 and the S signal. The signal a gives a load command to the counter D6, and the signal b gives an enable signal to the counter D6. This signal b is sent through an output D10 to an output selection circuit B10 as described above and below. When this circuit (the circuit in FIG. 2) is the second detection circuit, the signal b is not sent to the outside.

【0024】ここで、一例として、内挿する数を10と
する。その場合、基本となる位相変調信号の1周期は、
周波数をf、周期をLとすれば、ωt=2πft,L=
1/fの関係から、10内挿する場合のクロック周波数
mfは、位相変調信号の基本周波数fの10倍になる。
Here, as an example, it is assumed that the number to be interpolated is 10. In that case, one cycle of the basic phase modulation signal is:
If the frequency is f and the period is L, ωt = 2πft, L =
From the relation of 1 / f, the clock frequency mf when interpolating by 10 is 10 times the fundamental frequency f of the phase modulation signal.

【0025】また、カウンタD6に設定する設定値のデ
ータは、次の取り決めにより決める。一般に、n桁の2
進数Xとその数(X)の2の補数を加えた数はn+1桁
になる。例えば、10進数の10を2進数で表した“1
010”と、その2の補数の“0110”とを加算する
と、 1010+0110=10000 となり、5桁の数となり下4桁が“0”になる。
The data of the set value set in the counter D6 is determined according to the following rules. In general, n digits 2
The number obtained by adding the base X and the two's complement of the number (X) is n + 1 digits. For example, "1" which represents 10 in a decimal number in a binary number
When "010" and its two's complement "0110" are added, 1010 + 0110 = 10000 is obtained, which is a 5-digit number, and the lower four digits are "0".

【0026】図2のカウンタD6の計数開始時点は、図
3に、信号bで表すイネーブル信号のローレベル“L”
期間の開始時点から分かるように信号aによるロード指
令より3カウント進んでいる。従って、カウンタD6の
計数期間の内実際に計数する期間は、10−3=7とな
る。そこで、10進数の7を2進数で表すと“011
1”であるから、その2の補数は“1001”となり、
それらの和は、 0111+1001=10000 となり、上記と同様5桁の数となり下4桁が0になる。
よって、設定値には、10進数の7を2進数で表し、そ
の2の補数である“1001”を設定する。
At the time when the counter D6 in FIG. 2 starts counting, the low level "L" of the enable signal represented by the signal b in FIG.
As can be seen from the start of the period, the count is advanced by three counts from the load command by the signal a. Therefore, the actual counting period of the counting period of the counter D6 is 10−3 = 7. Therefore, if the decimal number 7 is represented by a binary number, "011
1 ”, the two's complement is“ 1001 ”,
The sum of them is 0111 + 1001 = 10000, which is a 5-digit number like the above, and the lower 4 digits are 0.
Therefore, the decimal value 7 is represented by a binary number, and “1001” which is its two's complement is set as the set value.

【0027】図2に示すカウンタD6は、指令信号成形
器D5から送られてくる信号bでイネーブルされ、図3
に示す位相変調信号の情報を持つS信号の1周期毎にク
ロックパルスを計測し、そのデータを出力する。
The counter D6 shown in FIG. 2 is enabled by the signal b sent from the command signal shaper D5.
The clock pulse is measured for each cycle of the S signal having the information of the phase modulation signal shown in (1) and the data is output.

【0028】図2の可逆カウンタD7は、指令信号成形
器D5から図3に示す信号cを受け、そのローレベル
“L”によりロード状態になり、カウンタD6の出力が
ロードされる。この可逆カウンタD7は4ビットの可逆
バイナリ・カウンタで構成され上記ロード入力の他に、
UP/DOWN入力とイネーブル(Enable)入力
を有する。
The reversible counter D7 of FIG. 2 receives the signal c shown in FIG. 3 from the command signal shaper D5, enters a load state when the signal c is at a low level "L", and the output of the counter D6 is loaded. This reversible counter D7 is composed of a 4-bit reversible binary counter, and in addition to the above load input,
It has an UP / DOWN input and an Enable input.

【0029】Enable信号入力には可逆カウンタD
7の出力である4ビットデータの論理和(OR)出力g
が印加され、この出力のローレベル“L”で計測を停止
する。また、同可逆カウンタのUP/DOWN入力には
同可逆カウンタの出力の4ビットデータの最上位桁の否
定出力fバーが印加される。この出力fバーがローレベ
ル“L”であれば可逆カウンタD7の内容をカウントア
ップさせ、同出力fバーがハイレベル“H”ならば同可
逆カウンタD7の内容をカウントダウンさせる。
A reversible counter D is input to the Enable signal input.
OR output (OR) output of 4-bit data g
Is applied, and the measurement is stopped at the low level “L” of this output. Further, the negative output f bar of the most significant digit of the 4-bit data of the output of the reversible counter is applied to the UP / DOWN input of the reversible counter. If the output f-bar is low level "L", the content of the reversible counter D7 is counted up, and if the output f-bar is high level "H", the content of the reversible counter D7 is counted down.

【0030】図2の可逆カウンタD7から出力回路D9
へ送られる信号hは、上記信号g、信号fバー、及び信
号fを含み、図3に示す信号gと信号fとクロックの論
理積の否定出力が出力信号UPを形成し、信号gと信号
fバーとクロックの論理積の否定出力が出力信号DOW
Nを形成している。
The reversible counter D7 shown in FIG.
The signal h sent to the control circuit includes the signal g, the signal f bar, and the signal f. The NOT output of the logical product of the signal g, the signal f, and the clock shown in FIG. The NOT output of the logical product of f and the clock is the output signal DOW.
N is formed.

【0031】上記UP信号とDOWN信号は位相変調信
号に依存し、検出器のスケールの相対運動が停止してい
る場合には、出力回路D9の出力にはUP信号もDOW
N信号も現れない。しかし、スケールの相対運動で位相
変調信号の周期が長くなるように変調される場合は出力
回路D9の出力にはDOWN信号を出力し、その逆に位
相変調信号の周期が短くなるように変調される場合は、
出力回路D9の出力にはUP信号を出力する。このUP
信号とDOWN信号の数は移動量を表し、UP信号であ
るかDOWN信号であるかにより移動方向を表してい
る。
The UP signal and the DOWN signal depend on the phase modulation signal, and when the relative movement of the scale of the detector is stopped, the UP signal is also output to the output of the output circuit D9.
No N signal also appears. However, when the period of the phase modulation signal is modulated by the relative movement of the scale so as to be longer, a DOWN signal is output to the output of the output circuit D9, and conversely, the modulation is performed so that the period of the phase modulation signal is shorter. If
The output of the output circuit D9 outputs an UP signal. This UP
The number of signals and DOWN signals indicates the amount of movement, and indicates the direction of movement depending on whether the signal is an UP signal or a DOWN signal.

【0032】上記のとおり、図2の回路は図1の回路の
第1検出回路B7、第2検出回路B8の1つを表してい
る。換言すると、図1の第1検出回路B7と第2検出回
路B8は図2に示すように構成する。これら第1検出回
路及び第2検出回路の出力は出力選別回路B10に導か
れる。
As described above, the circuit of FIG. 2 represents one of the first detection circuit B7 and the second detection circuit B8 of the circuit of FIG. In other words, the first detection circuit B7 and the second detection circuit B8 in FIG. 1 are configured as shown in FIG. Outputs of the first detection circuit and the second detection circuit are guided to an output selection circuit B10.

【0033】出力選別回路B10の入力には、第1検出
回路B7で作られた出力信号UP/DOWN及び第2検
出回路B8で作られた出力信号UP/DOWNが夫々供
給されるとともに、第1検出回路B7で作られた信号b
と第3検出器で検出された信号iが印加される。この出
力選別回路B10は、第3検出器がスケールの繋ぎ部等
で信号低下を検出したとき、第1検出回路B7の出力か
ら第2検出回路B8の出力に切り換えてUP信号及びD
OWN信号出力を出力する。
The output signal UP / DOWN generated by the first detection circuit B7 and the output signal UP / DOWN generated by the second detection circuit B8 are supplied to the input of the output selection circuit B10, respectively. The signal b generated by the detection circuit B7
And the signal i detected by the third detector are applied. This output selection circuit B10 switches from the output of the first detection circuit B7 to the output of the second detection circuit B8 when the third detector detects a signal drop at a connecting portion of the scale or the like, and outputs the UP signal and the D signal.
Outputs an OWN signal output.

【0034】出力選別回路B10の詳細は、図4に示
す。同図に示すとおり、この回路は、3段接続されたフ
リップフロップ回路FF1〜FF3を有し、入力端子F
1に入力する第3検出器B6(図1参照)からの信号i
と入力端子F2に入力する第1検出回路B7からの出力
信号bに基いて、入力端子F3,F4に入力する第1検
出回路B7からのUP/DOWN信号と入力端子F5,
F6に入力する第2検出回路B8からのUP/DOWN
信号の中の一方を選別して出力する回路である。
The details of the output selection circuit B10 are shown in FIG. As shown in the figure, this circuit has flip-flop circuits FF1 to FF3 connected in three stages, and an input terminal F
1 from the third detector B6 (see FIG. 1)
Based on the output signal b from the first detection circuit B7 input to the input terminal F2 and the UP / DOWN signal from the first detection circuit B7 input to the input terminals F3 and F4, and the input terminal F5.
UP / DOWN from the second detection circuit B8 input to F6
This is a circuit that selects and outputs one of the signals.

【0035】第3検出器B6からの信号iは、初段フリ
ップフロップ(以下FF1という)のプリセット入力P
Rに印加し、第1検出回路B7からの信号bは同FF1
のクリア信号入力CLRに印加するとともに、その反転
信号をFF2とFF3のリセット入力に印加する。ここ
で、第3検出器B6からの信号iは、図5に示すように
動作時はローレベル“L”で表される信号である。
The signal i from the third detector B6 is supplied to a preset input P of a first-stage flip-flop (FF1).
R, and the signal b from the first detection circuit B7 is
And the inverted signal thereof is applied to the reset inputs of FF2 and FF3. Here, the signal i from the third detector B6 is a signal represented by a low level “L” during operation as shown in FIG.

【0036】第3検出器B6(図1参照)が作動して、
信号iとして図5に示すローレベル信号が送られてくる
と、初段FF1がオンとなりQ出力がローレベルに変わ
り、そのレベルを保持する。FF1は、その後入力端子
F2に送られてくる信号bがローレベルに変わる時にそ
のクリア端子にローレベル信号が印加するのでオフとな
って、Q出力がハイレベルに復帰する。
When the third detector B6 (see FIG. 1) operates,
When the low level signal shown in FIG. 5 is sent as the signal i, the first stage FF1 is turned on, the Q output changes to low level, and the level is maintained. When the signal b subsequently sent to the input terminal F2 changes to low level, the FF1 is turned off because a low level signal is applied to its clear terminal, and the Q output returns to high level.

【0037】この時、FF1の出力で2段目のフリップ
フロップFF2がオンして図5に示すようにQ出力にロ
ーレベル出力を出す。FF2は、その後、入力端子F2
に送られてくる信号bがローレベルに変わる時、リセッ
トし、そのQ出力はハイレベルになる。
At this time, the flip-flop FF2 of the second stage is turned on by the output of FF1, and outputs a low level output to the Q output as shown in FIG. FF2 is then connected to input terminal F2
Is reset when the signal b sent to the low level goes low, and its Q output goes high.

【0038】この時FF2の出力Qにより3段目のフリ
ップフロップFF3がオンとなり図5に示すようにQ出
力がローレベルとなる。このFF3も、次に信号bが立
ち下がる時にリセットしてQ出力がハイになる。
At this time, the flip-flop FF3 of the third stage is turned on by the output Q of FF2, and the Q output becomes low level as shown in FIG. This FF 3 is also reset when the signal b falls next, and the Q output becomes high.

【0039】FF1の出力QをインバータIV1を介し
て反転した信号をFF2のD入力に印加し、FF2で信
号b(但し、信号bは図3から明らかなとおりS信号と
同一周期の信号である)の1周期分だけ時間シフトさせ
た出力QをFF3のD入力に印加し、FF3でも信号b
の1周期分だけ時間シフトさせた出力Qを出力する。
A signal obtained by inverting the output Q of the FF1 via the inverter IV1 is applied to the D input of the FF2, and the signal b at the FF2 (where the signal b is a signal having the same period as the S signal as is clear from FIG. 3). ) Is applied to the D input of FF3, and the signal b is also applied to FF3.
An output Q that is time-shifted by one period is output.

【0040】これによって、縦続接続された3個のフリ
ップフロップFF1〜FF3が相次いでハイレベル
“H”からローレベル“L”に変わり、アンド回路A5
によりFF2の出力QとFF3の出力Qの論理積を作る
と、図5に示すとおり、FF2の出力Qがローレベルに
なってからFF3の出力Qがハイレベルになるまでの期
間、即ち、信号bの2周期にわたり、アンド回路A5の
出力にローレベル“L”が出力される。
As a result, the three cascaded flip-flops FF1 to FF3 successively change from high level "H" to low level "L", and the AND circuit A5
When the logical product of the output Q of the FF2 and the output Q of the FF3 is formed, as shown in FIG. 5, the period from when the output Q of the FF2 goes low to when the output Q of the FF3 goes high, A low level “L” is output to the output of the AND circuit A5 over two cycles of b.

【0041】アンド回路A5の出力は、アンド回路A
1,A2の一方の入力に印加され、それらのアンド回路
の他方の入力に送られてくる前記第1検出回路B7から
のUP/DOWN信号の通過か阻止かの制御に使われ
る。上記のように、アンド回路A5の出力がローレベル
の時は、アンド回路A1とA2で成るゲート回路は閉じ
て信号を通過させない。
The output of the AND circuit A5 is
1, and A2 are applied to one input of the AND circuit and used to control whether the UP / DOWN signal from the first detection circuit B7 sent to the other input of the AND circuit is passed or blocked. As described above, when the output of the AND circuit A5 is at a low level, the gate circuit composed of the AND circuits A1 and A2 is closed and does not pass a signal.

【0042】この時、アンド回路A5の出力はインバー
タIV3で反転して図5に示すようなハイレベル信号
“H”となり、アンド回路A3,A4の一方の入力に印
加される。従って、これらのアンド回路A3,A4でな
るゲート回路が開かれ、アンド回路A3,A4の他方の
入力に送られてくる前記第2検出回路B8からのUP/
DOWN信号がここを通過してオア回路OR1,OR2
に向かう。
At this time, the output of the AND circuit A5 is inverted by the inverter IV3 to become a high level signal "H" as shown in FIG. 5, and is applied to one input of the AND circuits A3 and A4. Therefore, the gate circuit composed of the AND circuits A3 and A4 is opened, and the UP / UP signal from the second detection circuit B8 sent to the other input of the AND circuits A3 and A4 is opened.
The DOWN signal passes through the OR circuit OR1, OR2
Head for.

【0043】アンド回路A1の出力とアンド回路A3の
出力はオア回路OR1を通って出力端子F7に出力さ
れ、アンド回路A2の出力とアンド回路A4の出力はオ
ア回路OR2を通って出力端子F8に出力されるように
なっているので、第1検出器B4がスケールの繋ぎ部B
3を通過して第3検出器B6が動作している場合は、第
2検出回路B8側のUP/DOWN信号が出力され、そ
れ以外の時は第1検出回路B7のUP/DOWN信号が
出力されるようになる。
The output of the AND circuit A1 and the output of the AND circuit A3 are output to the output terminal F7 through the OR circuit OR1, and the output of the AND circuit A2 and the output of the AND circuit A4 are output to the output terminal F8 through the OR circuit OR2. Output, so that the first detector B4 is connected to the connecting portion B of the scale.
3, when the third detector B6 is operating, the UP / DOWN signal of the second detection circuit B8 is output, otherwise, the UP / DOWN signal of the first detection circuit B7 is output. Will be done.

【0044】ここで、第3検出器の動作について説明す
る。図6は、スケール及びそれと相対的に移動する検出
器集成体H6の斜視図である。検出器集成体H6には、
第1検出器H7、第2検出器H8、及び第3検出器H9
が組み込まれている。
Here, the operation of the third detector will be described. FIG. 6 is a perspective view of the scale and the detector assembly H6 that moves relative to the scale. In the detector assembly H6,
First detector H7, second detector H8, and third detector H9
Is incorporated.

【0045】スケールは、スケール本体H1上にスケー
ル格子H2を形成して成り、取付ネジH5によって、相
対的に移動する2つの物体の一方に取り付けられる。各
スケールH1は短尺で構成し、図示のように、複数のス
ケールを接続して1本の長いスケールを作る。ここでス
ケールとしては磁気スケール、光学的スケール、その他
種々のスケールを用いることができる。検出器集成体H
6に搭載する第1検出器H7、第2検出器H8は、スケ
ールに合わせて磁気センサ、光学センサ等が用いられ
る。
The scale is formed by forming a scale lattice H2 on the scale main body H1 and attached to one of two relatively moving objects by an attachment screw H5. Each scale H1 is configured to be short, and as shown, a plurality of scales are connected to form one long scale. Here, as the scale, a magnetic scale, an optical scale, and various other scales can be used. Detector assembly H
As the first detector H7 and the second detector H8 mounted on 6, a magnetic sensor, an optical sensor, or the like is used according to the scale.

【0046】尚、ここで検出器とは、2チャンネルのセ
ンサ出力が平衡変調波でこれを加算して位相変調波を出
力するものや、2チャンネルのセンサ出力はスケール信
号の正弦波および余弦波でこのスケール信号を変調回路
で変調して平衡変調波を生成しこの平衡変調波を加算し
て位相変調波を出力するものも含む。又、上記では出力
信号をUP/DOWN信号として説明したが、90度位
相の異なるA/B相のパルス信号を出力するようにして
も良い。
Here, the detector is a detector in which a sensor output of two channels is a balanced modulation wave and adds this to output a phase modulated wave, and a sensor output of two channels is a sine wave and a cosine wave of a scale signal. The modulation circuit modulates this scale signal with a modulation circuit to generate a balanced modulation wave, and adds this balanced modulation wave to output a phase modulated wave. In the above description, the output signal is described as an UP / DOWN signal, but an A / B phase pulse signal having a phase difference of 90 degrees may be output.

【0047】検出器集成体H6に搭載した第3検出器H
9は、スケールの繋ぎ部分のギャップを検出するために
設けられた検出器であり、図6に図示するように、例え
ば3個の金属センサで構成し、スケール面に近接してい
る場合にこれを検出するようになっている。
The third detector H mounted on the detector assembly H6
Reference numeral 9 denotes a detector provided for detecting a gap at a connecting portion of the scale, which is constituted by, for example, three metal sensors as shown in FIG. Is to be detected.

【0048】ここで、図7〜図9を参照して、第3検出
器の構成及び動作を説明する。図8に示すように、スケ
ール格子の欠落P1はスケールの無い区間P0よりも大
きい。検出器集成体J5上には第1検出器J2と第2検
出器J3が図示のとおりに配置され、第1検出器J2と
第2検出器J3の間はスケール格子の欠落よりも長い間
隔をあけて配列される。何故ならば、スケールJ1と相
対的に検出器集成体J5が移動した時に、第1検出器J
2と第2検出器J3が同時にスケール格子の欠落部P1
内に入ることがないようにするためである。
Here, the configuration and operation of the third detector will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 8, the lack P1 of the scale grid is larger than the non-scaled section P0. On the detector assembly J5, a first detector J2 and a second detector J3 are arranged as shown, and the distance between the first detector J2 and the second detector J3 is longer than the gap of the scale grating. It is arranged by opening. This is because when the detector assembly J5 moves relative to the scale J1, the first detector J
2 and the second detector J3 are at the same time the missing portion P1 of the scale grating.
This is to prevent them from getting inside.

【0049】第1検出器J2と平行して第3検出器J4
が配置される。この第3検出器は3個の近接センサを有
する。これらの近接センサは既存のアンプ内蔵型の金属
検出近接センサである。各センサの動作領域はP6で示
す範囲である。隣接する2個の近接センサの間の間隔、
即ちピッチはP2で示す間隔である。第1近接センサと
第3近接センサの動作領域は第1検出器の検出範囲P3
より僅かに外側に出ている。
In parallel with the first detector J2, the third detector J4
Is arranged. This third detector has three proximity sensors. These proximity sensors are existing metal detection proximity sensors with a built-in amplifier. The operating area of each sensor is the range indicated by P6. The distance between two adjacent proximity sensors,
That is, the pitch is an interval indicated by P2. The operation area of the first proximity sensor and the third proximity sensor is the detection range P3 of the first detector.
It is slightly more outward.

【0050】検出器集成体J5が図8の矢印で示す方向
に移動するとき、第1検出器J2がスケールの繋ぎ部に
遭遇すると、先頭の近接センサ3がスケールの無いこと
を検出して図9の最上部に示すようにローレベル(論理
0)になる。この近接センサ3の出力は、スケール間の
ギャップ部を通り越して次のスケール上に達すると再び
ハイレベル(論理1)になる。近接センサ2も同様にス
ケールの繋ぎ部に到来するとローレベル(論理0)出力
を出し、通り過ぎるとハイレベル(論理1)になる。近
接センサ1も同様にしてスケールの繋ぎ部を通過すると
きに一時的にローレベル(論理0)になって再びハイレ
ベル(論理1)になる。近接センサ3,2,1がローレ
ベルになる時点はセンサ間のピッチP2によって決めら
れ、図9に示す波形となる。従って、これらの近接セン
サの出力信号を図7に示すアンド回路に入力すると図9
の最下段に示すような幅広い矩形波が得られ、これを第
3検出器J4の動作範囲P5とする。
When the detector assembly J5 moves in the direction indicated by the arrow in FIG. 8, when the first detector J2 encounters a connecting portion of the scale, the proximity sensor 3 at the head detects that there is no scale. 9 goes low (logic 0) as shown at the top. The output of the proximity sensor 3 goes high again (logic 1) when it passes over the gap between the scales and reaches the next scale. Similarly, the proximity sensor 2 outputs a low-level (logic 0) output when it reaches the connecting portion of the scale, and goes to a high level (logic 1) when it passes by. Similarly, when the proximity sensor 1 passes through the connecting portion of the scale, the proximity sensor 1 temporarily goes low (logic 0) and goes high again (logic 1). The point at which the proximity sensors 3, 2, 1 become low level is determined by the pitch P2 between the sensors, and has a waveform shown in FIG. Therefore, when the output signals of these proximity sensors are input to the AND circuit shown in FIG.
A wide rectangular wave is obtained as shown in the lowermost part of the above, and this is defined as the operating range P5 of the third detector J4.

【0051】本実施形態においては、第3検出器の動作
区間P5は、第1検出器J2の検出区間P3とスケール
格子の欠落区間P1を加算した区間より広くする必要が
ある。何故ならば、第3検出器J4から前記出力選別回
路B10へ送出する出力切換信号の期間は、第1検出器
J2の先端がスケール欠落部に入ってから後端がスケー
ル欠落部を脱出するまでの期間とする必要があるからで
ある。これを簡潔に表現するために式を使って表せば、
下記の式(7)のとおりである。 P5>P1+P3 ‥‥(7)
In the present embodiment, the operating section P5 of the third detector needs to be wider than the section obtained by adding the detecting section P3 of the first detector J2 and the missing section P1 of the scale grid. This is because during the period of the output switching signal sent from the third detector J4 to the output selection circuit B10, the period from when the leading end of the first detector J2 enters the scale missing portion to when the rear end escapes the scale missing portion. This is because it is necessary to set the period. To express this concisely using expressions,
Equation (7) below. P5> P1 + P3 ‥‥ (7)

【0052】ここで、スケール本体はスケール媒体と金
属(鉄)ベースで構成され、スケール媒体上にスケール
格子が作られている。よって、スケール本体の繋ぎ部は
スケール媒体の端部にスケール格子が欠落しているた
め、スケール本体の無い区間P0よりスケール格子の欠
落区間P1が長くなり下記式(8)が成立する。 P0<P1 ‥‥(8)
Here, the scale body is composed of a scale medium and a metal (iron) base, and a scale lattice is formed on the scale medium. Therefore, since the scale grid is missing at the end of the scale medium at the connecting portion of the scale body, the missing section P1 of the scale grid is longer than the section P0 where there is no scale body, and the following equation (8) is established. P0 <P1 ‥‥ (8)

【0053】近接センサは、スケール本体の金属ベース
の有無を検出し、金属があればハイレベル出力“H”を
出力し、スケールの繋ぎ部で金属が無くなればローレベ
ル出力“L”を出力する。図8において、第3検出器J
4の1つの近接センサがスケール本体の金属が無い部分
を通過するときに出す検出出力のパルス幅P4は該近接
センサの動作領域P6とスケールの無い区間の長さP0
の和で与えられるので、下記の式(9)が成立する。 P4=P0+P6 ‥‥(9)
The proximity sensor detects the presence or absence of the metal base of the scale main body, and outputs a high-level output “H” when there is metal, and outputs a low-level output “L” when there is no metal at the connecting portion of the scale. . In FIG. 8, the third detector J
The pulse width P4 of the detection output that is output when one proximity sensor of No. 4 passes through the metal-free portion of the scale body is determined by the operating area P6 of the proximity sensor and the length P0 of the section without the scale.
, The following equation (9) holds. P4 = P0 + P6 ‥‥ (9)

【0054】この近接センサの出力パルス幅P4は、図
9に示すとおり、第3検出器J4に要求される動作範囲
P5に比べて狭いパルス幅になっているので、一つの近
接センサで式(7)を満足する動作範囲P5を得ること
はできない。そこで、図8に図示するように、第3検出
器J4として小丸で示す3個の近接センサをピッチP2
で直列に並べた検出器を使い、図9に示す波形の3つの
パルスを一部重複する間隔で出力し、図7に示すよう
に、これら3つの近接センサの出力の論理積をとること
により、図9に示す幅の第3検出器J4の動作範囲P5
を得る。
As shown in FIG. 9, the output pulse width P4 of this proximity sensor is smaller than the operation range P5 required for the third detector J4. The operation range P5 satisfying the condition 7) cannot be obtained. Therefore, as shown in FIG. 8, three proximity sensors indicated by small circles as the third detector J4 are arranged at the pitch P2.
By using three detectors arranged in series in (3), three pulses having the waveform shown in FIG. 9 are output at partially overlapping intervals, and as shown in FIG. 7, the AND of the outputs of these three proximity sensors is obtained. Operating range P5 of the third detector J4 having the width shown in FIG.
Get.

【0055】図6に示すように、スケール本体H1内に
スケール格子の欠落部H3がある場合には、その部分を
上記第3検出器H9で検出して、出力選別回路に伝え、
本スケール装置の出力を第1検出回路の出力から第2検
出回路の出力に切り換えて出力するようにする。この欠
落部H3を検出するには、図示のようにスケール本体H
1上に穴H4を開けて、近接センサがこの部分で金属検
出を行わないようにする。詳細な説明は省略するが、こ
れはスケールの繋ぎ部で金属検出がされないのと同じで
ある。
As shown in FIG. 6, when there is a missing portion H3 of the scale grating in the scale main body H1, the portion is detected by the third detector H9 and transmitted to an output selection circuit.
The output of the scale device is switched from the output of the first detection circuit to the output of the second detection circuit and output. To detect the missing portion H3, as shown in the figure, the scale body H
A hole H4 is made in the upper part 1 so that the proximity sensor does not perform metal detection in this part. Although a detailed description is omitted, this is the same as the case where no metal is detected at the connecting portion of the scale.

【0056】スケールの繋ぎ部や格子欠落部を検出する
ために、上記の実施形態においては、近接センサ(金属
検出センサ)が用いられたが、他にも種々の方法が考え
られる。例えば図10を参照して下記に説明する本発明
の他の実施形態においては、第3検出器にフォト、マク
ロセンサ(フォト・インターラプタ)を使用し、動作区
間は遮蔽板を使用する。
In the above-described embodiment, a proximity sensor (metal detection sensor) is used to detect a connecting portion of the scale or a missing portion of the grid. However, various other methods can be considered. For example, in another embodiment of the present invention described below with reference to FIG. 10, a photo and a macro sensor (photo interrupter) are used as the third detector, and a shielding plate is used in the operation section.

【0057】図10に示すスケール装置において、スケ
ール本体N1、スケール格子N2、格子欠落部N3、取
付ネジN5、検出器集成体N6、第1検出器N7、第2
検出器N8、第3検出器N9は、図6に示すスケール装
置におけるH1〜H3,H5〜H9と同じであるから、
説明は省略する。
In the scale device shown in FIG. 10, a scale body N1, a scale grid N2, a grid missing portion N3, a mounting screw N5, a detector assembly N6, a first detector N7, a second detector N7.
Since the detector N8 and the third detector N9 are the same as H1 to H3 and H5 to H9 in the scale device shown in FIG.
Description is omitted.

【0058】図10において、スケールの繋ぎ部に遮蔽
板N4が置かれ、第3検出器N9として光学的検出器が
使われている点が図6に示すスケール装置と相違する。
光学的検出器の構成は任意の構成とすることができる
が、基本的には、遮蔽板N4のある区間と無い区間を区
別して出力することである。
FIG. 10 differs from the scale device shown in FIG. 6 in that a shielding plate N4 is placed at the connecting portion of the scale and an optical detector is used as the third detector N9.
The configuration of the optical detector can be any configuration, but basically, it is to output a section with and without a shield plate N4.

【0059】一例として、発光素子と受光素子を対向し
て設け、第3検出器N9がスケール本体N1と相対的に
移動してスケール繋ぎ部を通過する時に、発光素子と受
光素子の間を遮蔽板N4が通過してその間発光素子から
の光が受光素子に達しないような構成にすることができ
る。
As an example, a light-emitting element and a light-receiving element are provided to face each other, and when the third detector N9 moves relatively to the scale body N1 and passes through the scale connecting portion, the light-emitting element and the light-receiving element are shielded. It is possible to adopt a configuration in which the light from the light emitting element does not reach the light receiving element during the passage of the plate N4.

【0060】上記遮蔽板N4を位置決めするために、ス
ケールベース側(スケール本体N1)に溝を設けてその
溝の中に遮蔽板N4を植立する構成とすることができ
る。その際、遮蔽板の長さを調整して上記式(7)の条
件を満足させるようにすることができる。スケール格子
に欠落部N3がある場合には、スケールの繋ぎ部と同様
に、遮蔽板を建てて、その部分を第1検出器N7が通過
するとき、第3検出器N9によって検出して、第1検出
器N7からの出力を使わないようにし、それに代えて第
2検出器N8からの出力を使うように出力の切換を行
う。
In order to position the shielding plate N4, a groove may be provided on the scale base side (scale body N1), and the shielding plate N4 may be planted in the groove. At that time, the length of the shielding plate can be adjusted to satisfy the condition of the above equation (7). If there is a missing portion N3 in the scale grid, a shield plate is erected, as in the case of the connecting portion of the scale, and when that portion passes through the first detector N7, it is detected by the third detector N9, The output is switched so that the output from the first detector N7 is not used and the output from the second detector N8 is used instead.

【0061】[0061]

【発明の効果】本発明のスケール装置は、上記の構成を
備えていることにより、下記の効果を有する。 ・スケールを繋ぎ合わせても、精度が保証されていると
ころのみを検出するため、1本のスケールと同等にな
る。 ・長尺スケールを作る設備が不要である。 ・繋ぎ部の煩雑な加工や取付が不要になる。(無作為の
間隙をあけて取り付ければよい)。 ・目的の長さのスケールを短いスケールを繋ぎ合わせて
できるため、物流、在庫、製造上の管理が容易になる。 ・スケール繋ぎ部の経年変化や温度変化に対して、その
影響を受けず精度を維持できる。
The scale device of the present invention has the following effects due to the provision of the above configuration. Even if the scales are connected, only the places where the accuracy is guaranteed are detected, so that they are equivalent to one scale.・ Equipment for making a long scale is unnecessary. -Eliminates the need for complicated processing and mounting of the connecting portion. (Attach it with a random gap).・ Because the scale of the target length can be connected to the short scale, management in logistics, inventory and manufacturing becomes easy. -Accuracy can be maintained without being affected by aging and temperature changes of the scale joint.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のスケール装置の全体の構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a scale device of the present invention.

【図2】第1及び第2検出回路の詳細を示すブロック図
である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating details of first and second detection circuits;

【図3】図2の回路の動作信号波形を示す波形図であ
る。
FIG. 3 is a waveform chart showing operation signal waveforms of the circuit of FIG. 2;

【図4】出力選別回路の詳細を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing details of an output selection circuit.

【図5】図4の回路の動作信号波形図である。5 is an operation signal waveform diagram of the circuit of FIG.

【図6】本発明の一実施形態のスケール装置の外観斜視
図である。
FIG. 6 is an external perspective view of a scale device according to an embodiment of the present invention.

【図7】図6のスケール装置に用いる第3検出器の一例
を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram illustrating an example of a third detector used in the scale device of FIG. 6;

【図8】第3検出器の動作説明に用いる説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram used for describing the operation of the third detector.

【図9】第3検出器の出力波形を示す波形図である。FIG. 9 is a waveform diagram showing an output waveform of a third detector.

【図10】本発明の他の実施形態のスケール装置の外観
斜視図である。
FIG. 10 is an external perspective view of a scale device according to another embodiment of the present invention.

【図11】従来のスケール装置の模式図である。FIG. 11 is a schematic view of a conventional scale device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

B1‥‥スケール、B2‥‥スケールの格子、B3‥‥
スケールの繋ぎ部、B4‥‥第1検出器、B5‥‥第2
検出器、B6‥‥第3検出器、B7‥‥第1検出回路、
B8‥‥第2検出回路、B9‥‥クロック発振器、B1
0‥‥出力選別回路、B11,B12‥‥出力(端子)
B1 ‥‥ scale, B2 ‥‥ scale grid, B3 ‥‥
Scale connection, B4 ‥‥ first detector, B5 ‥‥ second
Detector, B6Bthird detector, B7 ‥‥ first detection circuit,
B8 {second detection circuit, B9} clock oscillator, B1
0 ‥‥ output selection circuit, B11, B12 ‥‥ output (terminal)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定格子を有するスケールを複数本繋げ
たスケールと、該スケールを読み取って位相変調波を出
力する第1及び第2検出器と、該検出器からの出力をク
ロックパルスに基いて信号処理して被測定物の移動方向
と移動量を表す信号を出力する検出回路とを有するスケ
ール装置において、 第1検出器がスケールの繋ぎ区間又はスケール格子欠落
部に入ると信号を出力する第3検出器を設け、 第3検出器の信号が無出力の場合は、第1検出器からの
信号を処理した信号を出力し、第3検出器の信号がある
場合は、第2検出器からの信号を処理した信号を出力す
る選別回路を設け、 第1及び第2検出器の何れか一つの検出器がスケールの
繋ぎ部又はスケール格子欠落部でない位置を確保してい
るようにしたスケール装置。
1. A scale in which a plurality of scales each having a predetermined grating are connected, first and second detectors that read the scales and output phase-modulated waves, and output from the detectors based on clock pulses. A scale device having a detection circuit that outputs a signal indicating a moving direction and a moving amount of a device under test by performing signal processing, wherein a signal is output when the first detector enters a scale connecting section or a scale grid lacking portion. When the third detector has no signal, a signal obtained by processing the signal from the first detector is output, and when there is a signal from the third detector, the signal is output from the second detector. A scaler provided with a selection circuit that outputs a signal obtained by processing the signal of (1), wherein one of the first and second detectors secures a position that is not a joint of scales or a scale grid missing portion. .
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