JP2002337037A - 移動体の位置検出制御装置 - Google Patents
移動体の位置検出制御装置Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING 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
- G01D5/00—Mechanical 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
- G01D5/26—Mechanical 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
- G01D5/32—Mechanical 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
- G01D5/34—Mechanical 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
- G01D5/347—Mechanical 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
- G01D5/34746—Linear encoders
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低コストで、高分解能，高精度の絶対位置検
出が行える移動体の位置検出制御装置を提供する。 【解決手段】 移動体１をサーボモータ２の駆動により
所定の移動経路Ｒに沿って移動させる駆動機構３を備え
た機械に適用される。それぞれ、アブソリュート式のリ
ニアスケールからなる複数の部分スケール７を上記移動
経路Ｒに沿って直列に連続配置した全体リニアスケール
６を設ける。電源オン時に、サーボモータ２のエンコー
ダ４より得られる絶対位置情報によって、部分スケール
７の何れであるかを判別する位置演算手段を設ける。こ
の位置演算手段１０は、上記判別結果を用い、以後、任
意の部分スケール７の出力から、全体リニアスケール６
の全ストロークにおける絶対位置を認識する。
出が行える移動体の位置検出制御装置を提供する。 【解決手段】 移動体１をサーボモータ２の駆動により
所定の移動経路Ｒに沿って移動させる駆動機構３を備え
た機械に適用される。それぞれ、アブソリュート式のリ
ニアスケールからなる複数の部分スケール７を上記移動
経路Ｒに沿って直列に連続配置した全体リニアスケール
６を設ける。電源オン時に、サーボモータ２のエンコー
ダ４より得られる絶対位置情報によって、部分スケール
７の何れであるかを判別する位置演算手段を設ける。こ
の位置演算手段１０は、上記判別結果を用い、以後、任
意の部分スケール７の出力から、全体リニアスケール６
の全ストロークにおける絶対位置を認識する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、工作機械等にお
ける移動体の位置を検出して制御する移動体の位置検出
制御装置に関する。
ける移動体の位置を検出して制御する移動体の位置検出
制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】工作機械における刃物台やその他の送り
台は、ボールねじ等の駆動機構を介してサーボモータの
駆動により移動させる。このような移動体の位置を検出
してフィードバック制御する手法として、サーボモータ
の有するエンコーダの回転数検出値で制御するセミクロ
ーズド方式と、移動体の位置を直接にリニアスケールで
検出して制御するフルクローズド方式とがある。
台は、ボールねじ等の駆動機構を介してサーボモータの
駆動により移動させる。このような移動体の位置を検出
してフィードバック制御する手法として、サーボモータ
の有するエンコーダの回転数検出値で制御するセミクロ
ーズド方式と、移動体の位置を直接にリニアスケールで
検出して制御するフルクローズド方式とがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】セミクローズド方式
は、サーボモータの有するエンコーダを用いるため、構
成が簡単であり、一般に多く採用されているが、工作機
械では切削熱等によるボールねじやベッドの熱伸縮等が
あって、精度の良い制御が難しい。フルクローズド方式
は、移動体の位置を直接に検出するため、精度の良い制
御が可能であるが、位置検出のためのリニアスケールが
高価なものとなる。近年、工作機械における加工の高精
度化に伴い、リニアスケールにおいても、絶対位置検出
が可能でかつ、より分解能の高いものが求められる。し
かし、絶対位置検出を行う分解能の高い高精度のリニア
スケールにおいて、検出可能なストローク範囲の長いも
のを製作すると、高価なものとなる。そのため、精度が
高くてストローク範囲の長いリニアスケールを用いる
と、工作機械自体の原価が高くなる大きな要因となる。
は、サーボモータの有するエンコーダを用いるため、構
成が簡単であり、一般に多く採用されているが、工作機
械では切削熱等によるボールねじやベッドの熱伸縮等が
あって、精度の良い制御が難しい。フルクローズド方式
は、移動体の位置を直接に検出するため、精度の良い制
御が可能であるが、位置検出のためのリニアスケールが
高価なものとなる。近年、工作機械における加工の高精
度化に伴い、リニアスケールにおいても、絶対位置検出
が可能でかつ、より分解能の高いものが求められる。し
かし、絶対位置検出を行う分解能の高い高精度のリニア
スケールにおいて、検出可能なストローク範囲の長いも
のを製作すると、高価なものとなる。そのため、精度が
高くてストローク範囲の長いリニアスケールを用いる
と、工作機械自体の原価が高くなる大きな要因となる。
【０００４】この発明の目的は、低コストで、高分解
能，高精度の絶対位置検出が行える移動体の位置検出制
御装置を提供することである。この発明の他の目的は、
より一層の原価低減と、制御の容易とを図ることであ
る。この発明のさらに他の目的は、検出手段を余分に設
けることなく、高精度な位置検出が、安価なリニアスケ
ールで行えるようにすることである。
能，高精度の絶対位置検出が行える移動体の位置検出制
御装置を提供することである。この発明の他の目的は、
より一層の原価低減と、制御の容易とを図ることであ
る。この発明のさらに他の目的は、検出手段を余分に設
けることなく、高精度な位置検出が、安価なリニアスケ
ールで行えるようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明を実施形態に対
応する図１と共に説明する。この移動体の位置検出制御
装置は、移動体（１）をサーボモータ（２）の駆動によ
り所定の移動経路（Ｒ）に沿って移動させる駆動機構
（３）と、上記サーボモータ（２）の回転数を検出する
エンコーダ（４）と、アブソリュート式のリニアスケー
ルからなる複数の部分スケール（７）を上記移動経路
（Ｒ）に沿って直列に連続配置してなり、上記移動体
（１）の位置を検出する全体リニアスケール（６）と、
所定の制御開始時に、上記エンコーダ（４）より得られ
る絶対位置情報によって、上記部分スケール（７）の出
力が、全体リニアスケール（６）におけるどの部分スケ
ール（７）の出力であるかを判別し、この判別結果を用
い、以後、任意の部分スケール（６）の出力から、全体
リニアスケール（６）の全ストロークにおける絶対位置
を認識する位置演算手段（１０）とを備えたものであ
る。なおこの明細書で言う「リニアスケール」は、直線
型の位置検出器であって、スケールとそのスケールを読
み取る検出ヘッドとを有するものである。この構成によ
ると、全体リニアスケール（６）は、部分スケール
（７）を直列に並べたものであるため、初期状態では、
全ストロークに渡って移動体（１）を移動させたときの
検出値は、各部分スケール（７）毎の零からストローク
端までの位置情報が繰り返して出力されることになる。
そこで、位置演算手段（１０）により、所定の制御開始
時、例えば電源オン時に、エンコーダ（４）より得られ
る絶対位置情報によって、部分スケール（７）の出力
が、全体リニアスケール（６）におけるどの部分スケー
ル（７）の出力であるかを判別し、この判別結果を用い
て、部分スケール（７）の出力から、全体リニアスケー
ル（６）の全ストロークにおける絶対位置を認識するも
のとしている。つまり、位置演算手段（１０）は、所定
の制御開始時に部分スケール（７）の判別を行うことに
よって、部分スケール（７）の出力を全体リニアスケー
ル（６）における全ストロークに対応付け、この対応関
係を記憶しておいて、以後、任意の部分スケール（７）
の出力から、全体リニアスケール（６）の全ストローク
における絶対位置の認識を可能としている。このよう
に、全ストロークにわたる一体のリニアスケールを用い
ることなく、複数の部分スケール（６）の配列によって
全ストロークの絶対位置検出を可能にしている。リニア
スケールは、アブソリュート式で高分解能，高精度のも
のであっても、検出ストロークが短いものは比較的製作
が容易で、検出ストロークの長さに対する単価に換算し
て安価に製作できる。そのため、短ストロークの部分ス
ケール（７）を直列に並べて全体リニアスケール（６）
とすると、その全体リニアスケール（６）の検出ストロ
ークの全体に対応する単独のリニアスケールに比べて、
安価なものとなる。
応する図１と共に説明する。この移動体の位置検出制御
装置は、移動体（１）をサーボモータ（２）の駆動によ
り所定の移動経路（Ｒ）に沿って移動させる駆動機構
（３）と、上記サーボモータ（２）の回転数を検出する
エンコーダ（４）と、アブソリュート式のリニアスケー
ルからなる複数の部分スケール（７）を上記移動経路
（Ｒ）に沿って直列に連続配置してなり、上記移動体
（１）の位置を検出する全体リニアスケール（６）と、
所定の制御開始時に、上記エンコーダ（４）より得られ
る絶対位置情報によって、上記部分スケール（７）の出
力が、全体リニアスケール（６）におけるどの部分スケ
ール（７）の出力であるかを判別し、この判別結果を用
い、以後、任意の部分スケール（６）の出力から、全体
リニアスケール（６）の全ストロークにおける絶対位置
を認識する位置演算手段（１０）とを備えたものであ
る。なおこの明細書で言う「リニアスケール」は、直線
型の位置検出器であって、スケールとそのスケールを読
み取る検出ヘッドとを有するものである。この構成によ
ると、全体リニアスケール（６）は、部分スケール
（７）を直列に並べたものであるため、初期状態では、
全ストロークに渡って移動体（１）を移動させたときの
検出値は、各部分スケール（７）毎の零からストローク
端までの位置情報が繰り返して出力されることになる。
そこで、位置演算手段（１０）により、所定の制御開始
時、例えば電源オン時に、エンコーダ（４）より得られ
る絶対位置情報によって、部分スケール（７）の出力
が、全体リニアスケール（６）におけるどの部分スケー
ル（７）の出力であるかを判別し、この判別結果を用い
て、部分スケール（７）の出力から、全体リニアスケー
ル（６）の全ストロークにおける絶対位置を認識するも
のとしている。つまり、位置演算手段（１０）は、所定
の制御開始時に部分スケール（７）の判別を行うことに
よって、部分スケール（７）の出力を全体リニアスケー
ル（６）における全ストロークに対応付け、この対応関
係を記憶しておいて、以後、任意の部分スケール（７）
の出力から、全体リニアスケール（６）の全ストローク
における絶対位置の認識を可能としている。このよう
に、全ストロークにわたる一体のリニアスケールを用い
ることなく、複数の部分スケール（６）の配列によって
全ストロークの絶対位置検出を可能にしている。リニア
スケールは、アブソリュート式で高分解能，高精度のも
のであっても、検出ストロークが短いものは比較的製作
が容易で、検出ストロークの長さに対する単価に換算し
て安価に製作できる。そのため、短ストロークの部分ス
ケール（７）を直列に並べて全体リニアスケール（６）
とすると、その全体リニアスケール（６）の検出ストロ
ークの全体に対応する単独のリニアスケールに比べて、
安価なものとなる。
【０００６】この発明において、前記全体リニアスケー
ル（６）は、これを構成する全ての部分スケール
（７）、または一部を除く他の複数の部分スケール
（７）が、互いに同じ分解能および長さのものであるこ
とが好ましい。同じ構成の部分スケール（７）を複数使
用することにより、量産化によるコスト低下が図れ、ま
た位置演算手段（１０）による演算が簡単となる。
ル（６）は、これを構成する全ての部分スケール
（７）、または一部を除く他の複数の部分スケール
（７）が、互いに同じ分解能および長さのものであるこ
とが好ましい。同じ構成の部分スケール（７）を複数使
用することにより、量産化によるコスト低下が図れ、ま
た位置演算手段（１０）による演算が簡単となる。
【０００７】この発明において、前記エンコーダ（４）
の出力によって移動体（１）の速度を制御する機能を有
する制御手段（８）を設けても良い。この構成の場合、
速度フィードバックに用いられるエンコーダ（４）の出
力を利用して部分スケール（７）の識別を行うため、部
分スケール（７）の識別のための専用の検出器を設ける
必要がなく、要求される機能に対して、より一層安価な
ものとなる。
の出力によって移動体（１）の速度を制御する機能を有
する制御手段（８）を設けても良い。この構成の場合、
速度フィードバックに用いられるエンコーダ（４）の出
力を利用して部分スケール（７）の識別を行うため、部
分スケール（７）の識別のための専用の検出器を設ける
必要がなく、要求される機能に対して、より一層安価な
ものとなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図面と共
に説明する。この移動体の位置検出制御装置は、移動体
１をサーボモータ２の駆動により所定の移動経路Ｒに沿
って移動させる駆動機構３を備えた移動体進退装置おい
て、サーボモータ２の回転数を検出するエンコーダ４
と、全体リニアスケール６と、サーボコントローラとな
る制御手段８とを設けたものである。移動体１は、例え
ば工作機械における刃物台または送り台となるものであ
る。駆動機構３は、移動体１を上記移動経路Ｒに沿って
進退自在に案内する案内手段５と、サーボモータ２の駆
動力を移動体１に伝えるボールねじ等の駆動伝達部３ａ
とで構成される。移動経路Ｒは、例えば直線経路とさ
れ、案内手段５は直動軸受または滑り案内等からなる。
に説明する。この移動体の位置検出制御装置は、移動体
１をサーボモータ２の駆動により所定の移動経路Ｒに沿
って移動させる駆動機構３を備えた移動体進退装置おい
て、サーボモータ２の回転数を検出するエンコーダ４
と、全体リニアスケール６と、サーボコントローラとな
る制御手段８とを設けたものである。移動体１は、例え
ば工作機械における刃物台または送り台となるものであ
る。駆動機構３は、移動体１を上記移動経路Ｒに沿って
進退自在に案内する案内手段５と、サーボモータ２の駆
動力を移動体１に伝えるボールねじ等の駆動伝達部３ａ
とで構成される。移動経路Ｒは、例えば直線経路とさ
れ、案内手段５は直動軸受または滑り案内等からなる。
【０００９】全体リニアスケール６は、それぞれアブソ
リュート式のリニアスケールからなる複数の部分スケー
ル７を、上記移動経路Ｒに沿って直列に配列したもので
ある。部分スケール７はサーボモータ２のエンコーダ４
よりも分解能の高いものであり、移動体１を目的の停止
位置に停止させることができる分解能を有するものであ
る。部分スケール７の配列個数は任意であり、各部分ス
ケール７は隣の部分スケール７との間に検出可能なスト
ローク範囲が開かないように連続して配置される。全体
リニアスケール６は、各部分スケール７の配列からなる
スケール部に対して、共通の１つの検出ヘッド６ａを有
し、検出ヘッド６ａは移動体１に取付けられる。全体リ
ニアスケール６のスケール部は、移動体１の案内手段５
を設けたベッドやその他のフレーム（図示せず）等に取
付けられる。
リュート式のリニアスケールからなる複数の部分スケー
ル７を、上記移動経路Ｒに沿って直列に配列したもので
ある。部分スケール７はサーボモータ２のエンコーダ４
よりも分解能の高いものであり、移動体１を目的の停止
位置に停止させることができる分解能を有するものであ
る。部分スケール７の配列個数は任意であり、各部分ス
ケール７は隣の部分スケール７との間に検出可能なスト
ローク範囲が開かないように連続して配置される。全体
リニアスケール６は、各部分スケール７の配列からなる
スケール部に対して、共通の１つの検出ヘッド６ａを有
し、検出ヘッド６ａは移動体１に取付けられる。全体リ
ニアスケール６のスケール部は、移動体１の案内手段５
を設けたベッドやその他のフレーム（図示せず）等に取
付けられる。
【００１０】部分スケール７は、リニアスケールからな
るものであるが、光学式のものであっても、磁気式のも
のや、電磁式のものであっても良い。例えば、部分スケ
ール７は、光学式の直線型のエンコーダであるリニアエ
ンコーダや、磁気スケール、インダクトシン等が採用で
きる。各部分スケール７は、必ずしも個別に製作された
ものでなくても良く、例えば、全体リニアスケール６の
全ストロークを複数の区間に区切り、全ストロークに続
く共通の基材に、各区間毎の絶対位置検出が可能なリニ
アスケールとして構成したものであっても良い。
るものであるが、光学式のものであっても、磁気式のも
のや、電磁式のものであっても良い。例えば、部分スケ
ール７は、光学式の直線型のエンコーダであるリニアエ
ンコーダや、磁気スケール、インダクトシン等が採用で
きる。各部分スケール７は、必ずしも個別に製作された
ものでなくても良く、例えば、全体リニアスケール６の
全ストロークを複数の区間に区切り、全ストロークに続
く共通の基材に、各区間毎の絶対位置検出が可能なリニ
アスケールとして構成したものであっても良い。
【００１１】サーボモータ２の回転数を検出するエンコ
ーダ４は、サーボモータ２に備えられたものであって
も、サーボモータ２とは別に設けられたものであっても
良い。このエンコーダ４は、アブソリュート式のものを
用いる。
ーダ４は、サーボモータ２に備えられたものであって
も、サーボモータ２とは別に設けられたものであっても
良い。このエンコーダ４は、アブソリュート式のものを
用いる。
【００１２】制御手段８は、その上位制御手段となる移
動指令値出力手段９に指令に従ってサーボモータ２を制
御する手段である。移動指令値出力手段９は、この移動
体の位置検出制御装置を備えた工作機械等の機械の全体
を数値制御するＮＣ装置等からなる。制御手段８は、全
体リニアスケール６の出力により移動体１の絶対位置を
認識する位置演算手段１０を有し、その認識された位置
検出値によって位置フィードバック制御を行う位置制御
部１１を有する。また、制御手段８は、エンコーダ４の
出力によってサーボモータ２の速度フィードバック制御
を行う速度制御部１２を有している。速度制御部１２
は、トルク制御または電流制御をフィードバック制御で
行う機能を有するものであっても良い。
動指令値出力手段９に指令に従ってサーボモータ２を制
御する手段である。移動指令値出力手段９は、この移動
体の位置検出制御装置を備えた工作機械等の機械の全体
を数値制御するＮＣ装置等からなる。制御手段８は、全
体リニアスケール６の出力により移動体１の絶対位置を
認識する位置演算手段１０を有し、その認識された位置
検出値によって位置フィードバック制御を行う位置制御
部１１を有する。また、制御手段８は、エンコーダ４の
出力によってサーボモータ２の速度フィードバック制御
を行う速度制御部１２を有している。速度制御部１２
は、トルク制御または電流制御をフィードバック制御で
行う機能を有するものであっても良い。
【００１３】位置演算手段１０は、所定の制御開始時
に、エンコーダ４より得られる絶対位置情報によって、
部分スケール７の出力が、全体リニアスケール６におけ
るどの部分スケール７の出力であるかを判別し、この判
別結果を用い、以後、任意の部分スケール７の出力か
ら、全体リニアスケール６の全ストロークにおける絶対
位置を認識する手段である。所定の制御開始時は、例え
ばこの位置検出制御装置の電源オン時とされる。
に、エンコーダ４より得られる絶対位置情報によって、
部分スケール７の出力が、全体リニアスケール６におけ
るどの部分スケール７の出力であるかを判別し、この判
別結果を用い、以後、任意の部分スケール７の出力か
ら、全体リニアスケール６の全ストロークにおける絶対
位置を認識する手段である。所定の制御開始時は、例え
ばこの位置検出制御装置の電源オン時とされる。
【００１４】上記構成の動作を説明する。制御手段８
は、全体リニアスケール６の出力により、移動体１の絶
対位置を位置演算手段１０により演算して認識し、その
認識した位置検出値に応じて、位置制御部１１により、
サーボモータ２に対する出力を行い、移動体１の位置フ
ィードバック制御を行う。また制御手段８は、エンコー
ダ４の出力に応じて、速度制御部１２によりサーボモー
タ２への出力を調整し、速度フィードバック制御を行
う。
は、全体リニアスケール６の出力により、移動体１の絶
対位置を位置演算手段１０により演算して認識し、その
認識した位置検出値に応じて、位置制御部１１により、
サーボモータ２に対する出力を行い、移動体１の位置フ
ィードバック制御を行う。また制御手段８は、エンコー
ダ４の出力に応じて、速度制御部１２によりサーボモー
タ２への出力を調整し、速度フィードバック制御を行
う。
【００１５】位置演算手段１０による位置演算の具体例
を図２と共に説明する。この例は、全体リニアスケール
６における各部分スケール７が、互いに同じ分解能およ
び長さのものである場合の例である。全体リニアスケー
ル６から位置演算手段１０に出力される位置検出値は、
図２に各曲線ａで示すように、零から各部分スケール７
の区間に対応する区間最大値（Ｌ0 ）までであり、移動
体１が移動すると、零からＬ0 まで上昇して零に戻り、
再度Ｌ0 まで上昇する出力を繰り返す。このため、電源
オフ状態から電源オン状態に切り換わったときは、どの
部分スケール７から出力された位置検出値かが判別でき
ない。そこで、位置演算手段１０は、所定の制御開始
時、例えば電源オン時に、エンコーダ４より得られる絶
対位置情報によって、部分スケール７の出力が、全体リ
ニアスケール６におけるどの部分スケール７の出力であ
るか、つまり何番目の部分スケール７の出力であるかを
判別する。位置演算手段１０は、何番目の部分スケール
７に対応する位置であるかを判別すると、上記曲線ａの
ように繰り返し出力される全体リニアスケール６の検出
値を積算する。そのため、位置演算手段１０から出力さ
れる検出位置は、曲線Ａで示すように、あたかも一つの
長ストロークのリニアスケールであるように取り扱い可
能な値となる。例えば、電源オン時に、図２に点Ｐで示
すように、部分スケール７の検出値がＬ1 であって、エ
ンコーダ４の絶対位置情報によって第３番目の部分スケ
ール７であることが判別された場合、位置演算手段１０
から出力される絶対位置の認識値である演算値Ｌは、２
×Ｌ0 ＋Ｌ1 となる。
を図２と共に説明する。この例は、全体リニアスケール
６における各部分スケール７が、互いに同じ分解能およ
び長さのものである場合の例である。全体リニアスケー
ル６から位置演算手段１０に出力される位置検出値は、
図２に各曲線ａで示すように、零から各部分スケール７
の区間に対応する区間最大値（Ｌ0 ）までであり、移動
体１が移動すると、零からＬ0 まで上昇して零に戻り、
再度Ｌ0 まで上昇する出力を繰り返す。このため、電源
オフ状態から電源オン状態に切り換わったときは、どの
部分スケール７から出力された位置検出値かが判別でき
ない。そこで、位置演算手段１０は、所定の制御開始
時、例えば電源オン時に、エンコーダ４より得られる絶
対位置情報によって、部分スケール７の出力が、全体リ
ニアスケール６におけるどの部分スケール７の出力であ
るか、つまり何番目の部分スケール７の出力であるかを
判別する。位置演算手段１０は、何番目の部分スケール
７に対応する位置であるかを判別すると、上記曲線ａの
ように繰り返し出力される全体リニアスケール６の検出
値を積算する。そのため、位置演算手段１０から出力さ
れる検出位置は、曲線Ａで示すように、あたかも一つの
長ストロークのリニアスケールであるように取り扱い可
能な値となる。例えば、電源オン時に、図２に点Ｐで示
すように、部分スケール７の検出値がＬ1 であって、エ
ンコーダ４の絶対位置情報によって第３番目の部分スケ
ール７であることが判別された場合、位置演算手段１０
から出力される絶対位置の認識値である演算値Ｌは、２
×Ｌ0 ＋Ｌ1 となる。
【００１６】このようにして、一度、部分スケール７の
判別情報が設定され、全体リニアスケール６の絶対位置
データが設定されると、それ以降は、エンコーダ４の検
出値を用いることなく、全体リニアスケール６の出力に
よって絶対位置が検出される。この場合に、位置演算手
段１０は、全体リニアスケール６の出力と、図２の曲線
Ａのように積算される絶対位置データとの関係を記憶す
るものとしても良く、また上記の電源オン時の部分スケ
ール７の判別結果を、そのまま判別結果として記憶して
おいて、以後の全体リニアスケール６の出力から絶対位
置を認識するものとしても良い。
判別情報が設定され、全体リニアスケール６の絶対位置
データが設定されると、それ以降は、エンコーダ４の検
出値を用いることなく、全体リニアスケール６の出力に
よって絶対位置が検出される。この場合に、位置演算手
段１０は、全体リニアスケール６の出力と、図２の曲線
Ａのように積算される絶対位置データとの関係を記憶す
るものとしても良く、また上記の電源オン時の部分スケ
ール７の判別結果を、そのまま判別結果として記憶して
おいて、以後の全体リニアスケール６の出力から絶対位
置を認識するものとしても良い。
【００１７】電源オン時等の位置演算手段１０の処理
は、次のように行っても良い。すなわち、電源オン時等
の所定の制御開始時に、エンコーダ４の出力から得られ
る何番目の部分スケール７であるかの値を、位置検出値
の上位桁の値とし、部分スケール７の出力を位置検出値
の下位桁の値として演算する。具体例を説明する。移動
体１の移動量を１０００とし、全体リニアスケール６
は、その１／１０の長さの部分スケール７を１０個並べ
て配置したとする。移動体１が移動することより、１〜
１００、１〜１００という出力が全体リニアスケール６
から出力される。位置演算手段１０は、何個目の部分ス
ケール７の出力であるかをサーボモータ２のエンコーダ
４の出力により検出する。５個目の部分スケール７であ
れば、位置検出値は３桁の「５××」で示され、下位桁
の値「××」は部分スケール７の値をそのまま採用す
る。
は、次のように行っても良い。すなわち、電源オン時等
の所定の制御開始時に、エンコーダ４の出力から得られ
る何番目の部分スケール７であるかの値を、位置検出値
の上位桁の値とし、部分スケール７の出力を位置検出値
の下位桁の値として演算する。具体例を説明する。移動
体１の移動量を１０００とし、全体リニアスケール６
は、その１／１０の長さの部分スケール７を１０個並べ
て配置したとする。移動体１が移動することより、１〜
１００、１〜１００という出力が全体リニアスケール６
から出力される。位置演算手段１０は、何個目の部分ス
ケール７の出力であるかをサーボモータ２のエンコーダ
４の出力により検出する。５個目の部分スケール７であ
れば、位置検出値は３桁の「５××」で示され、下位桁
の値「××」は部分スケール７の値をそのまま採用す
る。
【００１８】この移動体の位置検出制御装置は、このよ
うに複数の部分スケール７を直列に配置し、電源オン時
にサーボモータ２のエンコーダ４の出力により部分スケ
ール７を判別して、その後は全体リニアスケール６の出
力によって絶対位置を認識する位置演算手段１０を設け
たため、リニアスケールとして短い安価な部分スケール
７を用いて精度の良い絶対位置の検出を行い、高精度の
位置決め制御が行える。また、サーボモータ２のエンコ
ーダ４は速度検出に用い、この速度検出用のエンコーダ
４を部分スケール７の識別に利用するため、部分スケー
ル７の識別専用の検出器を設ける必要がなく、要求され
る機能に対して、より一層安価なものとなる。
うに複数の部分スケール７を直列に配置し、電源オン時
にサーボモータ２のエンコーダ４の出力により部分スケ
ール７を判別して、その後は全体リニアスケール６の出
力によって絶対位置を認識する位置演算手段１０を設け
たため、リニアスケールとして短い安価な部分スケール
７を用いて精度の良い絶対位置の検出を行い、高精度の
位置決め制御が行える。また、サーボモータ２のエンコ
ーダ４は速度検出に用い、この速度検出用のエンコーダ
４を部分スケール７の識別に利用するため、部分スケー
ル７の識別専用の検出器を設ける必要がなく、要求され
る機能に対して、より一層安価なものとなる。
【００１９】図３は、この移動体の位置検出制御装置を
応用した工作機械の一例を示す。この工作機械は、ベッ
ド２１に案内２２を介して進退自在に移動体である送り
台２３を設置し、送り台２３にタレットからなる刃物台
２４を、送り台２３の進退方向と直交する方向に進退自
在で、かつ割出回転自在に搭載したものである。送り台
２３は、サーボモータ２５により、ボールねじからなる
駆動機構２６を介して進退駆動される。この送り台２３
の位置決め制御に、上記実施形態の移動体の位置検出制
御装置が採用される。部分スケール７を連ねた全体リニ
アスケール６は、ベッド２７に設けられ、その検出ヘッ
ド６ａが送り台２３に設けられる。
応用した工作機械の一例を示す。この工作機械は、ベッ
ド２１に案内２２を介して進退自在に移動体である送り
台２３を設置し、送り台２３にタレットからなる刃物台
２４を、送り台２３の進退方向と直交する方向に進退自
在で、かつ割出回転自在に搭載したものである。送り台
２３は、サーボモータ２５により、ボールねじからなる
駆動機構２６を介して進退駆動される。この送り台２３
の位置決め制御に、上記実施形態の移動体の位置検出制
御装置が採用される。部分スケール７を連ねた全体リニ
アスケール６は、ベッド２７に設けられ、その検出ヘッ
ド６ａが送り台２３に設けられる。
【００２０】
【発明の効果】この発明の移動体の位置検出制御装置
は、移動体をサーボモータの駆動により所定の移動経路
に沿って移動させる駆動機構と、上記サーボモータの回
転数を検出するエンコーダと、アブソリュート式のリニ
アスケールからなる複数の部分スケールを上記移動経路
に沿って直列に連続配置してなり、上記移動体の位置を
検出する全体リニアスケールと、所定の制御開始時に、
上記エンコーダより得られる絶対位置情報によって、上
記部分スケールの出力が、全体リニアスケールにおける
どの部分スケールの出力であるかを判別し、この判別結
果を用い、以後、任意の部分スケールの出力から、全体
リニアスケールの全ストロークにおける絶対位置を認識
する位置演算手段とを備えたものであるため、低コスト
で、高分解能、高精度の絶対検出を行い、位置決めする
ことができる。前記全体リニアスケールにおける、全て
の部分スケール、または一部を除く他の複数の部分スケ
ールが、互いに同じ分解能および長さのものである場合
は、位置決め演算手段の演算が容易で、かつ同一部分ス
ケールの複数使用によるコスト低下が図れる。前記エン
コーダの出力によって移動体の速度を制御する機能を備
えた制御手段を設けた場合は、速度検出用のエンコーダ
を部分スケールの識別に利用できて、識別専用の検出器
を設ける必要がなく、要求される機能に対して、より一
層安価なものとなる。
は、移動体をサーボモータの駆動により所定の移動経路
に沿って移動させる駆動機構と、上記サーボモータの回
転数を検出するエンコーダと、アブソリュート式のリニ
アスケールからなる複数の部分スケールを上記移動経路
に沿って直列に連続配置してなり、上記移動体の位置を
検出する全体リニアスケールと、所定の制御開始時に、
上記エンコーダより得られる絶対位置情報によって、上
記部分スケールの出力が、全体リニアスケールにおける
どの部分スケールの出力であるかを判別し、この判別結
果を用い、以後、任意の部分スケールの出力から、全体
リニアスケールの全ストロークにおける絶対位置を認識
する位置演算手段とを備えたものであるため、低コスト
で、高分解能、高精度の絶対検出を行い、位置決めする
ことができる。前記全体リニアスケールにおける、全て
の部分スケール、または一部を除く他の複数の部分スケ
ールが、互いに同じ分解能および長さのものである場合
は、位置決め演算手段の演算が容易で、かつ同一部分ス
ケールの複数使用によるコスト低下が図れる。前記エン
コーダの出力によって移動体の速度を制御する機能を備
えた制御手段を設けた場合は、速度検出用のエンコーダ
を部分スケールの識別に利用できて、識別専用の検出器
を設ける必要がなく、要求される機能に対して、より一
層安価なものとなる。
【図１】この発明の一実施形態にかかる移動体の位置検
出制御装置の概念構成を示すブロック図である。
出制御装置の概念構成を示すブロック図である。
【図２】その位置演算手段による演算例を示すグラフで
ある。
ある。
【図３】同移動体の位置検出制御装置を応用した工作機
械の一例を示す正面図である。
械の一例を示す正面図である。
１…移動体 ２…サーボモータ ３…駆動機構 ４…エンコーダ ５…案内手段 ６…全体リニアスケール ６ａ…検出ヘッド ７…部分スケール ８…制御手段 １０…位置演算手段 １１…位置制御部 １２…速度制御部 Ｒ…移動経路
Claims (3)
- 【請求項１】 移動体をサーボモータの駆動により所定
の移動経路に沿って移動させる駆動機構と、上記サーボ
モータの回転数を検出するエンコーダと、アブソリュー
ト式のリニアスケールからなる複数の部分スケールを上
記移動経路に沿って直列に連続配置してなり、上記移動
体の位置を検出する全体リニアスケールと、所定の制御
開始時に、上記エンコーダより得られる絶対位置情報に
よって、上記部分スケールの出力が、全体リニアスケー
ルにおけるどの部分スケールの出力であるかを判別し、
この判別結果を用い、以後、任意の部分スケールの出力
から、全体リニアスケールの全ストロークにおける絶対
位置を認識する位置演算手段とを備えた移動体の位置検
出制御装置。 - 【請求項２】 前記全体リニアスケールは、全ての部分
スケール、または一部を除く他の複数の部分スケール
が、互いに同じ分解能および長さのものである請求項１
記載の移動体の位置検出制御装置。 - 【請求項３】 前記エンコーダの出力によって移動体の
速度を制御する機能を有する制御手段を設けた請求項１
または請求項２記載の移動体の位置検出制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001141385A JP4984351B2 (ja) | 2001-05-11 | 2001-05-11 | 移動体の位置検出制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001141385A JP4984351B2 (ja) | 2001-05-11 | 2001-05-11 | 移動体の位置検出制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002337037A true JP2002337037A (ja) | 2002-11-26 |
| JP4984351B2 JP4984351B2 (ja) | 2012-07-25 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001141385A Expired - Fee Related JP4984351B2 (ja) | 2001-05-11 | 2001-05-11 | 移動体の位置検出制御装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4984351B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1770374A2 (en) | 2005-09-29 | 2007-04-04 | Mitutoyo Corporation | Absolute liner encoder |
| EP2088026A2 (en) | 2008-02-06 | 2009-08-12 | Murata Machinery, Ltd. | Movable body system having linear motor |
| DE102009020183A1 (de) | 2008-05-12 | 2009-11-26 | Murata Machinery, Ltd. | Bewegungsfahrzeugsystem und Verfahren zum Erfassen der Position eines Bewegungsfahrzeugs |
| CN101872025A (zh) * | 2009-04-24 | 2010-10-27 | 村田机械株式会社 | 移动体系统及移动体的位置检测方法 |
| KR101562472B1 (ko) | 2014-07-31 | 2015-10-22 | 현대위아 주식회사 | 공작 기계의 공구대 위치 보정 장치 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS63237848A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-04 | Yamazaki Mazak Corp | ボ−ルネジの駆動量検出装置 |
| JPH01135447A (ja) * | 1987-11-20 | 1989-05-29 | Fanuc Ltd | 絶対位置検出装置 |
| JPH01183336A (ja) * | 1988-01-12 | 1989-07-21 | Hoden Seimitsu Kako Kenkyusho Ltd | 加工テーブル基準位置検出方法 |
| JPH03224013A (ja) * | 1990-01-30 | 1991-10-03 | Sodick Co Ltd | モータ制御用ドライバ |
-
2001
- 2001-05-11 JP JP2001141385A patent/JP4984351B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US7945357B2 (en) | 2008-02-06 | 2011-05-17 | Murata Machinery, Ltd. | Movable body system having linear motor |
| DE102009020183A1 (de) | 2008-05-12 | 2009-11-26 | Murata Machinery, Ltd. | Bewegungsfahrzeugsystem und Verfahren zum Erfassen der Position eines Bewegungsfahrzeugs |
| CN101581796B (zh) * | 2008-05-12 | 2013-04-10 | 村田机械株式会社 | 移动体系统及移动体的位置检测方法 |
| US8188892B2 (en) | 2008-05-12 | 2012-05-29 | Murata Machinery, Ltd. | Moving vehicle system and method of detecting position of moving vehicle |
| JP2010256171A (ja) * | 2009-04-24 | 2010-11-11 | Murata Machinery Ltd | 移動体システム |
| US8264217B2 (en) | 2009-04-24 | 2012-09-11 | Murata Machinery, Ltd. | Moving vehicle system and method of detecting position of moving vehicle |
| DE102010028017A1 (de) | 2009-04-24 | 2010-11-11 | Murata Machinery, Ltd., Kyoto-shi | Bewegtfahrzeugsystem und Verfahren zum Erfassen einer Position eines sich bewegenden Fahrzeugs |
| CN101872025A (zh) * | 2009-04-24 | 2010-10-27 | 村田机械株式会社 | 移动体系统及移动体的位置检测方法 |
| CN101872025B (zh) * | 2009-04-24 | 2013-10-16 | 村田机械株式会社 | 移动体系统及移动体的位置检测方法 |
| DE102010028017B4 (de) * | 2009-04-24 | 2014-05-22 | Murata Machinery, Ltd. | Bewegtfahrzeugsystem und Verfahren zum Erfassen einer Position eines sich bewegenden Fahrzeugs |
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| KR101562472B1 (ko) | 2014-07-31 | 2015-10-22 | 현대위아 주식회사 | 공작 기계의 공구대 위치 보정 장치 |
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|---|---|
| JP4984351B2 (ja) | 2012-07-25 |
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