JP2005181171A - インクリメンタルリニアスケールの位置情報カウント方式 - Google Patents

インクリメンタルリニアスケールの位置情報カウント方式 Download PDF

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Abstract

【課題】インクリメンタルリニアスケールで、通信により位置情報を伝達する通信方式においてＺ相情報を含め伝達する事により、リニアスケールを接続する機器に対してＺ相情報を利用可能な環境を提供する。
【解決手段】リニアスケール１の位置情報において位置カウンタ４では位置トラック２で位置信号を検出するごとに数値をアップ／ダウンさせる。またＺ相トラック３によりＺ相信号を検出するとその位置の位置カウンタ４の数値をＺ相カウンタ５にコピーする。上記の位置カウンタ４とＺ相カウンタ５の情報を通信により送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、フォーマットインクリメンタルリニアスケールにおけるＺ相情報のカウント方法と通信方法に関する。
ロータリーエンコーダやリニアスケールから他の機器への位置情報伝達方法として以下に挙げる方式がある。
パルス波方式Ａ相、Ｂ相、Ｚ相信号をそれぞれ矩形波で送る。
ｓｉｎ波方式Ａ相、Ｂ相信号の代わりにｓｉｎ波、ｃｏｓ波をアナログ信号として送る、通信方式位置情報を数値に変換してシリアル通信により送信する。
この中でパルス波方式とｓｉｎ波方式はＡ相、Ｂ相、Ｚ相の信号それぞれに配線が必要となるが通信方式の場合は省配線で情報を伝達する事ができる。
通信方式の位置情報は通信方式に位置情報のカウンタを持たせてあり、エンコーダやリニアスケールの位置が変化して１つのパルスをカウントするとカウンタの数値を１つ変化させる。（例えば、特許文献１参照。）
特開平０９−５１１４号公報
ロータリーエンコーダの場合は回転盤上に設定したＺ相のパルスを読むため１回転あたりＺ相を１回検出するので位置情報のカウンタ値の上限を１周の分解能に設定して、Ｚ相が通過するごとにカウント値をリセットし０にする。この場合にロータリーエンコーダのＺ相の位置もカウンタの数値を見れば判断がつくのでカウンタは一つでよい。
またアブソリュートリニアスケールの場合はリニアスケールの絶対位置情報を感知するため、位置情報のカウンタも１つでよい。
しかしながら、インクリメンタルリニアスケールの場合はＺ相の位置が任意の位置、設定間隔、個数で設定されるので、位置情報のカウンタ１つではＺ相情報まで網羅する事ができないという課題があった。
インクリメンタルリニアスケールの通信方式において位置カウンタ以外にＺ相情報を含むＺ相カウンタを設定し通信フォーマットに反映しインクリメンタルリニアスケールを接続する機器にＺ相情報も伝達する。
インクリメンタルリニアスケールの位置情報通信方式によれば、インクリメンタルリニアスケールのＺ相情報を伝達する事により、リニアスケールを使用する機器においてＺ相信号を利用した制御である原点復帰やＺ相通過タイミングのカウントやＺ相間の位置カウント数値のチェック機能に利用する事が可能となる。
Ｚ相のカウント方法において、直前に通過したＺ相での位置カウント値を保持しておいて現在の位置カウント値と併せて伝達する事により、各Ｚ相間の位置カウント数を確認することが可能となり、Ｚ相間の距離およびカウント数が既知である場合に検出したＺ相間のカウント数と既知の距離が適合するかを比較する事で、位置カウンタの誤検出を判断する事が可能となる。
またＺ相の位置情報を通過するごとにＺ相カウンタをリセットする方法では各Ｚ相を基点としてＺ相からの一定距離ごとに処理を変化させる処理に利用する事ができる。
インクリメンタルリニアスケールにおいて電源を投入してから最初のＺ相を検知したか否かを確認して通信により送信する事により、通信の受信先においてＺ相カウント値がＺ相を指し示す値であるかの判別をつける事ができる。これによりＺ相カウント値を使用の可否の判断が可能となり、Ｚ相カウント値の誤使用を防止する。
Ｚ相の通過をカウントする方法において、移動方向によりカウントアップや逆方向に動いた場合にカウントダウンするＺ相検出回数カウンタを設けることにより、現在の位置がリニアスケールのどの部分にあるかを判断する事を可能としている。またＺ相間の距離と位置カウント値との関係が既知である場合には数個先のＺ相地点までの距離を算出することが可能となる。
インクリメンタルリニアスケールでは起動時に位置カウンタ、Ｚ相カウンタ、Ｚ相検出回数カウンタの値が０となり、Ｚ相検出フラグも未検出となる。インクリメンタルリニアスケールを設置した機器では機械的な原点（以下機械原点と表す）とリニアスケールを起動した場所が異なった場合は位置カウント値と機械原点からのカウント数に整合が取れなくなる。このカウンタリセットの機能により任意の位置で前述の位置カウンタ、Ｚ相カウンタ、Ｚ相検出回数カウンタを０とする事が可能となり、このカウンタリセットを機械原点で実施する事により、原点からの距離とインクリメンタルリニアスケールのカウント値の整合性が取れるようになる。
本願発明は、インクリメンタルリニアスケールで位置トラックとＺ相トラックを有しＺ相の位置を検出する機能を持ち、通信による位置情報伝達においては、位置カウント値の他にＺ相の位置情報であるＺ相カウント値を伝達する機能を有している。
図１においてリニアスケール１は位置信号の検出を行う位置トラック２の他にＺ相信号を検出するＺ相トラック３を有し、検出した位置信号をカウントする位置カウンタ４とＺ相信号発生時に位置カウンタの値を保持するＺ相カウンタ５によりリニアスケール１の位置情報を保持する。リニアスケール１は通信機能により位置カウンタ４とＺ相カウンタ５の情報を他の機器に送信する。図２に示すようにＺ相カウンタ５ではＺ相信号が通過した際のＺ相検出タイミング７に同期して位置カウンタ４の位置カウント値を転送して次のＺ相信号を検出するまで値を保持する。また図３および図４に示すように逆方向に動作して位置をカウントした際にも同様に次のＺ相信号を検出するまでＺ相カウンタ５はＺ相カウント値を保持する。
ここで、電源投入直後には位置管理ができないためにＺ相信号が発生する位置を通過する前では、Ｚ相カウンタ５の値が正しくＺ相の位置を示さない。このため、図２および図４に示すように、Ｚ相を一度通過したか否かを確認する判断を行い、最初のＺ相検出タイミング７でＺ相検出フラグ８に反映させる。これを通信により他の機器に伝達する事で通信を受けた機器はＺ相の通過完了もしくは未完了を判断する。
Ｚ相トラック３に複数個のＺ相を有する場合について次に示す。この場合に図２、および図４に示すようにＺ相信号をカウントするＺ相カウンタ５の値が何処のＺ相信号を検出した際の情報かを判断するために、Ｚ相検出回数カウンタ９でＺ相検出タイミング７ごとにカウントを行う。
また絶対位置を管理しないため、電源投入直後には位置カウンタ４の値を０としてカウントを行って位置情報を作成するが、取り付ける機器によっては機器の原点（機械原点）があり、機械原点でリニアスケールの位置カウント値が０となることが好ましい場合がある。このため図２および図４に示すように、起動後に位置カウント値のカウンタリセット１０を行う機能を有し、スイッチやセンサーなどの入力により停止時にカウンタリセット１０を行い位置カウンタ４、Ｚ相カウンタ５、Ｚ相検出フラグ８、Ｚ相検出回数カウンタ９の状態を初期値に戻す。
以下、実施例２について、実施例１と異なる内容についてのみ述べる。
図５に示すように位置信号のカウントを行う位置カウンタ４とＺ相カウンタ５を有し、Ｚ相カウンタ５は、位置信号を検出する毎にカウントを行いＺ相カウンタ５に保持するとともに図６に示すようにＺ相検出タイミング７に同期してＺ相カウンタ５をリセットする。位置カウンタ４とＺ相カウンタ５の各カウント値は通信により他の機器に伝達する。
図７にリニアスケール１から送信する通信データ１１の実施例を示す。Ｚ相検出フラグ８およびＺ相検出回数カウンタ９の各情報はステータスフィールド１２に格納し、位置カウンタ４およびＺ相カウンタ５はデータフィールド１３の中に格納し、一度に他の機器に対してシリアル送信する。
本発明のインクリメンタルリニアスケールの位置情報カウント方式は、インクリメンタルリニアスケールを使用する機器においてＺ相情報を使用した制御などに有用である。
本発明の実施例１におけるＺ相とＺ相の位置と位置カウンタとの相関関係を示す説明図（進行方向＋） 本発明の実施例１におけるＺ相位置カウンタの時系列にそったカウント値の推移の説明図（進行方向＋） 本発明の実施例１におけるＺ相とＺ相の位置と位置カウンタとの相関関係を示す説明図（進行方向−） 本発明の実施例１におけるＺ相位置カウンタの時系列にそったカウント値の推移の説明図（進行方向−） 本発明の実施例２におけるＺ相の位置とＺ相位置カウンタとの相関関係を示す説明図 本発明の実施例２におけるＺ相位置カウンタの時系列にそったカウント値の推移の説明図 本発明の実施例３におけるＺ相位置情報を含むリニアスケール通信データにおけるフォーマットの説明図
符号の説明
１ リニアスケール
２ 位置トラック
３ Ｚ相トラック
４ 位置カウンタ
５ Ｚ相カウンタ
６ 位置カウント上限値
７ Ｚ相検出タイミング
８ Ｚ相検出フラグ
９ Ｚ相検出回数カウンタ
１０ カウンタリセット
１１ 通信データ
１２ ステータスフィールド
１３ データフィールド

Claims (6)

  1. 通信による位置情報伝達を行うインクリメンタルリニアスケールにおいて、位置カウント情報の他にＺ相の位置情報を伝達する機能を有する事を特徴とするインクリメンタルリニアスケールの位置情報通信方式。
  2. インクリメンタルリニアスケールにおいてＺ相を検知するごとにＺ相の位置情報に位置カウンタの値を保持しておく事によりＺ相の位置情報を伝達する機能を有する請求項１に記載のインクリメンタルリニアスケールの位置情報通信方式。
  3. インクリメンタルリニアスケールにおいてＺ相を検知するごとにＺ相の位置情報のカウント値をリセットし、リニアスケールのパルスを検出するたびに数値のカウントをしていくことによる現在の位置とＺ相の位置の相関を検知する事でＺ相の位置情報を伝達するようにした請求項１に記載のインクリメンタルリニアスケールの位置情報通信方式。
  4. インクリメンタルリニアスケールにおいて電源投入してから最初のＺ相を検知したかどうかの情報を伝達するようにした請求項２または請求項３に記載のインクリメンタルリニアスケールの位置情報通信方式。
  5. インクリメンタルリニアスケールにおいてＺ相を検知した回数をカウントして通信により伝達するようにした請求項２または請求項３に記載のインクリメンタルリニアスケールの位置情報通信方式。
  6. リニアスケールの位置カウント情報を任意の場所でリセット可能にした請求項２または請求項３記載のインクリメンタルリニアスケールの位置情報通信方式。

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