JP2010025879A - アブソリュート型リニアエンコーダ、及び、その位置調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】当初（例えば工場出荷時等）の位置関係と異なる位置関係でスケールと検出ヘッドが組付けられた場合でも、迅速に位置信号の補正を行い、所望の位置精度に基づき、絶対位置を求める。
【解決手段】スケール１１０の特定箇所（基準マーク１１０Ａ）と前記検出ヘッド１２０の特定箇所（基準マーク１２０Ａ）とを該検出ヘッド１２０の移動方向Ｘで一致させた位置を基準位置Ｏとして、該基準位置Ｏを設定した際に該基準位置Ｏで求められる下位トラック１１４の周期Ｔｄｔの数番号データＭｏと、機械装置に組付けた際に該基準位置Ｏで求められる該下位トラック１１４の周期Ｔｄｔの数番号データＭｏ１と、の差である差分データΔＭｏを記憶する記憶回路１２８と、前記差分データΔＭｏを前記記憶回路１２８より読み出して、該差分データΔＭｏにより該検出ヘッド１２０で求められる位置データＸｐｒｔを補正する処理回路１２６と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、適用対象となる機械装置に組付けの際に互いの位置関係が調整可能な、複数のトラックを有するスケールと、該スケールから自身の位置を検出する検出ヘッドとを有する、いわゆるセパレートタイプのアブリュート型リニアエンコーダに係り、特に、当初（例えば工場出荷時等）の位置精度を容易に再現可能とするアブソリュート型リニアエンコーダ、及び、その位置調整方法に関する。

工作機械等で使用されるフィードバック用リニアエンコーダとしては、電源投入時に絶対位置の検出が可能なアブソリュート型リニアエンコーダが一般的に用いられている。

アブソリュート型リニアエンコーダには、スケールと検出ヘッドの位置関係が保持されているユニットタイプ（アッセンブリタイプとも呼ばれている）がある。これは、工作機械等の機械装置に組付ける際でも、スケールと検出ヘッドとの位置関係が保持されているため、組付け後にアブソリュート型リニアエンコーダの位置調整が不要である。

又、アブソリュート型リニアエンコーダとして、上記ユニットタイプとは異なる、スケールと検出ヘッドとが分離した構造のセパレートタイプがある。これは、工作機械等の機械装置に組付ける際にスケールと検出ヘッドとの位置関係を調整し、その後に電気的なデータを調整することにより位置補正を行う。

セパレートタイプは、スケールと検出ヘッドとが分離されているから、工作機械等の機械装置への組付けに自由度が大きく、機械装置の小型化やデザインを損なわないという利点を有する。しかし、検出ヘッド１２０で正確な位置を求めるには、図１６に示すスケール１１０と検出ヘッド１２０との位置関係を定める５つの誤差（ラテラルＬａｔ、ヨーイングＹａｗ、ローリングＲｏｌ、ギャップＧａｐ、ピッチングＰｉｔ）等を小さくする必要がある（図１６（Ａ）は正面図、図１６（Ｂ）は側面図、図１６（Ｃ）は上面図、をそれぞれ示す）。ここで、従来の相対位置を出力するインクリメンタル型リニアエンコーダであればスケールのトラックは１つ（１組）で良いのに対し、アブソリュート型リニアエンコーダでは、２トラック（２組）以上を組み合わせる必要がある。即ち、複数のトラックに対して高精度の位置調整を行って、当初の位置関係（例えば、精度確認のための工場出荷時等の仮組の際の位置関係）を再現する必要がある。つまり、セパレートタイプでは上記誤差を小さな値としなければならないため、調整に制約が多くなり、当初（例えば工場出荷時等）の位置精度を確保するのが困難であった。

そこで、検出ヘッドの調整について、特許文献１に示す組付位置の補正とデータ調整方法が発明者によって提案されている。特許文献１は、検出ヘッドの組付け時に、検出ヘッドからの十分な出力が得られるように機械的に調整した後に、得られた位置データに対して検出ヘッドの内部メモリに保持した補正データにより調整を行い、位置補正を行い、当初（例えば工場出荷時等）の位置精度を確保しようとするものである。

特開２００６−３３０７号公報

しかしながら、特許文献１では、位置データの調整のために、スケールの全長に亘って走査が行われることとしている。つまり、これは、所望の位置精度に無関係に行われるこことなる。このため、当初から粗い位置精度でよい場合などに対しては信号調整の迅速性が確保されないおそれがある。

又、スケールの全長に亘って走査を行い、必要であれば機械的な調整をすることとしているので、位置精度との兼ね合いから調整行為が容易に収束せずに、位置の調整に手間取るおそれもある。

本発明は、前記の問題点を解決するべくなされたもので、アブソリュート型リニアエンコーダを機械装置に組付けた際、当初（例えば工場出荷時等）の位置関係と異なる位置関係でスケールと検出ヘッドが組付けられた場合でも、迅速に位置データの補正を行い、所望の位置精度に基づき、絶対位置を求めることが可能なアブソリュート型リニアエンコーダ及びその位置調整方法を提供することを課題とする。

本願の請求項１に係る発明は、適用対象となる機械装置に組付けの際に互いの位置関係が調整可能な、複数のトラックを有するスケールと、該スケールから自身の位置を検出する検出ヘッドとを有して、該複数のトラックのうちの１つ以上が該スケールの全長に対して複数回の周期で該検出ヘッドに同一の出力をさせる下位トラックであるアブソリュート型リニアエンコーダにおいて、前記スケールの特定箇所と前記検出ヘッドの特定箇所とを該検出ヘッドの移動方向で一致させた位置を基準位置として、該基準位置を設定した際に該基準位置で求められるいずれか１つの下位トラックの周期の数番号データと、前記機械装置に組付けた際に該基準位置で求められる該下位トラックの周期の数番号データと、の差である差分データを記憶する記憶回路と、前記差分データを前記記憶回路より読み出して、該差分データにより該検出ヘッドで求められる位置データを補正する処理回路と、を備えたことにより、前記課題を解決したものである。

本願の請求項２に係る発明は、適用対象となる機械装置に組付けの際に互いの位置関係が調整可能な、複数のトラックを有するスケールと該スケールから自身の位置を検出する検出ヘッドとを有するアブソリュート型リニアエンコーダにおいて、前記スケールの特定箇所と前記検出ヘッドの特定箇所とを該検出ヘッドの移動方向で一致させた位置を基準位置として、該基準位置を設定した際に該基準位置で求められる位置データと、前記機械装置に組付けた際に該基準位置で求められる位置データと、の差である差分データを記憶する記憶回路と、前記差分データを前記記憶回路より読み出して、該差分データにより該検出ヘッドで求められる位置データを補正する処理回路と、を備えたものである。

本願の請求項３に係る発明は、又、適用対象となる機械装置に組付けの際に互いの位置関係が調整可能な、複数のトラックを有するスケールと、該スケールから自身の位置を検出する検出ヘッドとを有して、該複数のトラックのうちの１つ以上が該スケールの全長に対して複数回の周期で該検出ヘッドに同一の出力をさせる下位トラックであるアブソリュート型リニアエンコーダの位置調整方法において、前記スケールの特定箇所と前記検出ヘッドの特定箇所とを該検出ヘッドの移動方向で一致させた位置を基準位置として、該基準位置を設定した際に該基準位置でいずれか１つの下位トラックの周期の数番号データを求め、前記機械装置に組付けた際に該下位トラックの周期の数番号データを求め、該基準位置での両数番号データの差である差分データを求めて、該差分データにより該検出ヘッドで求められる位置データを補正することを特徴とするアブソリュート型エンコーダの位置調整方法を提供するものである。

又、本願の請求項４に係る発明は、適用対象となる機械装置に組付けの際に互いの位置関係が調整可能な、複数のトラックを有するスケールと、該スケールから自身の位置を検出する検出ヘッドとを有するアブソリュート型リニアエンコーダの位置調整方法において、前記スケールの特定箇所と前記検出ヘッドの特定箇所とを該検出ヘッドの移動方向で一致させた位置を基準位置として、該基準位置を設定した際に該基準位置で位置データを求め、前記機械装置に組付けた際に該基準位置で位置データを求め、該基準位置での両位置データの差である差分データを求めて、該差分データにより該検出ヘッドで求められる位置データを補正したものである。

本発明によれば、スケールの特定箇所と検出ヘッドの特定箇所とを検出ヘッドの移動方向で一致させた位置を基準位置として設定し、その際（例えば工場出荷時等）に基準位置で下位トラックの周期の数番号データ、若しくは位置データ（以下、単に位置データ等と称する）を求める。そして、機械装置に組付けた際にも基準位置で位置データ等を求める。求められた両位置データ等から差分データを求めて、その差分データで位置データを補正する。このため、アブソリュート型リニアエンコーダを機械装置に組付けた際、当初（例えば工場出荷時等）の位置関係と異なる位置関係でスケールと検出ヘッドが組付けられた場合でも、迅速に位置データの補正を行い、例えば工場出荷時を基準とした所望の位置精度に基づき、絶対位置を求めることが可能となる。

このとき、１つのスケールに検出ヘッドが複数設けられていても、スケールの特定箇所を共通にして位置補正をすることができるので、同一の座標系で、複数の検出ヘッドすべてについて、所望の位置精度に基づき、絶対位置を求めることが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

本発明に係る第１実施形態について、図１から図１０を用いて説明する。図１は本実施形態に係るアブソリュート型リニアエンコーダの概略斜視図、図２は同じくスケールと検出ヘッドの摸式図、図３は同じく検出ヘッドの概略ブロック図を示す図、図４は同じく２つのトラック（上位トラックと下位トラック）を有するスケールを走査したときの検出ヘッドで検出される位相量を示す図、図５は同じく上位トラックと下位トラックを用いての位置データ算出を示すフロー図を示す図、図６は同じく基準位置を設定した際の基準位置と下位トラックとの関係を示す図、図７は同じく基準位置を設定した際の基準位置での位置データ算出を示すフロー図を示す図、図８は同じく機械装置に組付けた際の基準位置と下位トラックとの関係を示す図、図９は同じく機械装置に組付けた際の基準位置での位置データ算出と差分データを求めるフロー図を示す図、図１０は同じく求めた差分データを用いて位置補正を行うフロー図を示す図、である。

最初に、本実施形態の全体構成を、主に図１を用いて、概略的に説明する。

アブソリュート型リニアエンコーダ１００は、適用対象となる図示しない機械装置に組付けの際に互いの位置関係が調整可能な、２つのトラック（上位トラック１１２、下位トラック１１４）を有するスケール１１０とスケール１１０から自身の位置を検出する検出ヘッド１２０とを有するセパレートタイプである。ここで、アブソリュート型リニアエンコーダ１００は、スケール１１０の特定箇所（基準マーク１１０Ａ）と検出ヘッド１２０の特定箇所（基準マーク１２０Ａ）とを検出ヘッド１２０の移動方向Ｘで一致させた位置を基準位置Ｏとして、基準位置Ｏを設定した際（例えば工場出荷時等）に基準位置Ｏで求められる下位トラック１１４の周期Ｔｄｔの数番号データＭｏと、機械装置に組付けた際に基準位置Ｏで求められる下位トラック１１４の周期Ｔｄｔの数番号データＭｏ１と、の差である差分データΔＭｏを記憶する記憶回路１２８と、差分データΔＭｏを記憶回路１２８より読み出して、差分データΔＭｏにより検出ヘッド１２０で求められる位置データＸｐｒｔを補正する処理回路１２６と、を備える。

以下、各構成要素について詳細に説明する。

スケール１１０は、図１、図２に示す如く、上位トラック１１２と下位トラック１１４とを有する。上位トラック１１２と下位トラック１１４とは、並列して、検出ヘッド１２０の移動方向Ｘに設けられている。上位トラック１１２には、スケール１１０の全長に対して１周期Ｔｕｔ（図４参照）で検出ヘッド１２０からの出力が変化するようにコイルが敷設してある。下位トラック１１４には、スケール１１０の全長に対して複数回（本実施形態では４回）の周期Ｔｄｔ（図４参照）で検出ヘッド１２０からの出力が変化するようにコイルが敷設してある（なお、上位トラック１１２による出力の１周期Ｔｕｔ変化に対して下位トラック１１４による出力が変化する周期Ｔｄｔの回数をトラック比ＴＲと称する）。スケール１１０は、その中心ＳＣに基準マーク１１０Ａを有する。即ち、基準マーク１１０Ａがスケール１１０の特定箇所となる。なお、基準マーク１１０Ａは必ずしもスケール１１０の中心に設ける必要は無い。

検出ヘッド１２０は、図１に示す如く、スケール１１０と非接触で近接・対峙して配置される。検出ヘッド１２０は、その中心ＤＣに基準マーク１２０Ａを有する。即ち、基準マーク１２０Ａが検出ヘッド１２０の特定箇所となる。なお、基準マーク１２０Ａは検出ヘッド１２０の中心に設けられている必要は無い。基準マーク１１０Ａと基準マーク１２０Ａとが図１に示す如く、移動方向Ｘで一致する位置を基準位置Ｏとする。又、検出ヘッド１２０は、図３に示す如く、センサ１２２、１２４の他に、処理回路１２６と記憶回路１２８と表示器１３０とを備える。

センサ１２２、１２４は、スケール１１０の上位トラック１１２と下位トラック１１４と対向して設けられている。そして、センサ１２２、１２４は上位トラック１１２、下位トラック１１４の移動方向Ｘの位置に従って、異なるレベルの位相量を出力する。

処理回路１２６は、センサ１２２、１２４からの出力を処理して、最大値１の規格化された位相量から、後述する手順に従って、位置等（周期Ｔｄｔの数番号Ｎ、絶対位置、位置データ等）を算出することができる。又、処理回路１２６は、記憶回路１２８に記憶した位置データを呼び出して、センサ１２２、１２４から求められた位置データとの差である差分データを求めることもできる。

記憶回路１２８は、処理回路１２６の指示に従い各種値を記憶することができる。又、処理回路１２６で求められた位置データや差分データ等を記憶することもできる。

表示器１３０には、例えばＬＥＤを用いて、処理回路１２６の指示に従い、位置データの表示や位置データが異常であることの表示を行う。なお、出力器はＬＥＤでの表示だけでなくて、表示した内容の出力を行うようにしてもよい。

アブソリュート型リニアエンコーダ１００は、セパレートタイプなので、工作機械等の機械装置への組付けに自由度が大きく、機械装置の小型化やデザインを損なわないという利点を有する。さらに、スケール１１０と検出ヘッド１２０とは非接触なので、検出ヘッド１２０が取付られる機械装置の可動する部分は高速移動が可能である。又、アブソリュート型リニアエンコーダ１００は、前述の如く、コイルを備える電磁誘導型であり、上位トラック１１２からスケール１１０全体における大まかな絶対位置が求められ、下位トラック１１４で分解能の高い位置が求められる。このため、上位トラック１１２からの出力と下位トラック１１４からの出力とを組み合わせることにより、分解能の高い絶対位置を求めることができる。なお、アブソリュート型リニアエンコーダ１００に、リニアモータが組み合わされた場合には、リニアモータの磁極の位置を判定する特別な素子（ホール素子等）を別に設けることなく、リニアモータの磁極の位置を判定することができる。即ち、リニアモータとアブソリュート型リニアエンコーダ１００とを組付けた機械装置は複雑化を避けることができると共に、コストアップを防止することができる。

次に、アブソリュート型リニアエンコーダ１００による位置データを求める動作について、図４、図５を用いて説明する。

最初に、センサ１２２で上位トラック１１２との位置関係から位相量Ｐ１、及びセンサ１２４で下位トラック１１４との位置関係から位相量Ｐ２、のそれぞれの検出を行う（ステップＳ２）。

次に、処理回路１２６で、下位トラック１１４の周期Ｔｄｔの数番号データＮの算出を行う（ステップＳ４）。これは、位相量Ｐ１、Ｐ２とトラック比ＴＲとを用いて、式（１）で求めることができる。なお、トラック比ＴＲは、事前に記憶回路１２８に記憶され、処理回路１２６に読み出される。

Ｎ＝Ｒｏｕｎｄ(Ｐ１×ＴＲ−Ｐ２) （１）

ここで、Ｒｏｕｎｄは四捨五入を処理を行うことを示している。得られた数番号データＮは記憶回路１２８に記憶される。

次に、周期Ｔｄｔが記憶回路１２８から読み出され、処理回路１２６で、下位トラック１１４の周期Ｔｄｔ内の位置Ｘｄｔが決定される（ステップＳ６）。位置Ｘｄｔは、式（２）で求めることができる。

Ｘｄｔ＝Ｔｄｔ×Ｐ２ （２）

そして、処理回路１２６で、移動方向Ｘにおける位置データＸｐｒｔの算出をする（ステップＳ８）。位置データＸｐｒｔは式（３）で求めることができる。

Ｘｐｒｔ＝Ｔｄｔ×Ｎ＋Ｘｄｔ （３）

求められた位置データＸｐｒｔは、記憶回路１２８に記憶される。

具体的な計算例を以下に示す。

例えば、位相量Ｐ１が０．８７で、位相量Ｐ２が０．４３で、トラック比ＴＲが４で、周期Ｔｄｔが１ｍｍである場合について求める。このとき、数番号データＮは以下のようになる。

Ｎ＝Ｒｏｕｎｄ(０．８７×４−０．４３)＝３ （４）

従って、位置データＸｐｒｔは、以下のようになる。

Ｘｐｒｔ＝１×３＋１×０．４３＝３．４３（ｍｍ） （５）

次に、アブソリュート型リニアエンコーダ１００を用いた位置調整方法について、図６〜図１０を用いて説明する。

最初に、スケール１１０と検出ヘッド１２０との基準位置を設定した際、例えば工場出荷時等における工程について、図６、図７を用いて説明する。

当初（例えば工場出荷時等）においては、図６に示す如く、基準マーク１１０Ａ、１２０Ａを移動方向Ｘで理想的に一致させることができる。その際の、位置Ｘｏにおける位相量Ｐ１，Ｐ２から、数番号データＭｏを求める。

最初に、出荷調整後にスケール１１０の基準マーク１１０Ａと検出ヘッド１２０の基準マーク１２０Ａとを移動方向Ｘで一致させて、基準位置Ｏに位置合せを行う（ステップＳ１２）。

次に、基準位置Ｏでの周期Ｔｄｔの数番号データＭｏを算出する（ステップＳ１４）。この数番号データＭｏの算出には、式（１）を用いる。

そして、数番号データＭｏの記憶回路１２８への格納（記憶）を行う（ステップＳ１６）。

次に、アブソリュート型リニアエンコーダ１００を、機械装置に組付けた際の工程について、図８、図９を用いて説明する。

図８に示す如く、アブソリュート型リニアエンコーダ１００を機械装置に組付けた際には、検出ヘッド１２０がスケール１１０に対して平行ではなく何らかのずれ（位置や角度θ）を有すると考えられる。このため、見かけ上基準マーク１１０Ａ、１２０Ａ同士を移動方向Ｘで一致させて基準位置Ｏとしても、下位トラック１１４からの出力は、当初（例えば工場出荷時等）の基準位置Ｏである位置Ｘｏにおいてではなく、位置Ｘｏ１における出力となる可能性がある。

最初に、スケール１１０と検出ヘッド１２０を機械装置へ組付け、スケール１１０と検出ヘッド１２０との機械的な調整を行う（ステップＳ２２）。

次に、基準マーク１１０Ａ、１２０Ａを移動方向Ｘで一致させて、基準位置Ｏに位置合せする。そして、下位トラック１１４の周期Ｔｄｔの数番号データＭｏ１を算出する（ステップＳ２４）。数番号データＭｏ１の算出には式（１）を用いる。このとき、専用のモード（組付け確認モードと称する）を設けて、組付け確認モードに切替て、位置補正を行うことで、実際の位置計測時と位置補正時とを明確に分離することができる。つまり、実際の位置計測時に基準とする位置（任意に設定可能）との混乱を防止することができ、確実に位置補正を行うことができる。

次に、数番号データＭｏの処理回路１２６への読み込みを行う（ステップＳ２６）。

次に、数番号データＭｏと数番号データＭｏ１との比較を行う。そして数番号データＭｏと数番号データＭｏ１とが等しければ（ステップＳ２８でＹｅｓの場合）、補正がなされず、位置ずれが生じていないとして補正をしない旨の通知を表示器１３０により行い（ステップＳ３０）、そのまま終了する。

数番号データＭｏと数番号データＭｏ１とが等しくないならば、（ステップＳ２８でＮｏの場合）、処理回路１２６は、差分データΔＭｏを求める（ステップＳ３２）。

次に、差分データΔＭｏは記憶回路１２８に記憶（格納）される（ステップＳ３４）。

そして、処理回路１２６は、位置が異なることを通知するように表示器１３０に指示する。そして、表示器１３０は位置が異なることを表示する（ステップＳ３６）。

次に、数番号データＭｏ、Ｍｏ１が異なる場合についての、実際の位置計測時の位置の補正について、図１０を用いて説明する。なお、数番号データＭｏ、Ｍｏ１が異ならない場合には、補正が不要となるので図５に示す手順で、絶対位置Ｘａｂｓ（＝Ｘｐｒｔ）が求められる。

最初に、差分データΔＭｏを記憶回路１２８より処理回路１２６に読み出す（ステップＳ４２）。

次に、位置データＸｐｒｔを式（１）〜（３）を用いて算出する（ステップＳ４４）。

次に、位置データＸｐｒｔの補正を行う（ステップＳ４６）。具体的には、次の式で補正がなされる。

Ｘａｂｓ＝Ｘｐｒｔ＋ΔＭｏ×Ｔｄｔ （６）

そして、補正された位置データ（絶対位置）Ｘａｂｓを検出ヘッド１２０より出力する（ステップＳ４８）。

このように、本実施形態のアブソリュート型リニアエンコーダ１００は、アブソリュート型リニアエンコーダ一般の特色である基準位置Ｏを設けないといった従来の概念に捕らわれず、基準位置Ｏを設けることによって、基準となる補正位置の明確化を図り、迅速な補正を実施でき、その補正によって当初（例えば工場設定時）の位置に基づいた所望の位置精度（下位トラック１１４の周期Ｔｄｔ単位での位置精度）を確保することを可能としている（なお、ユニットタイプのリニアエンコーダで、スケールと検出ヘッドとにマークを付したものが存在するが、その目的は、リニアモータの磁極検出のためのものであり、本発明とは課題・目的が異なるものである）。

具体的には、スケール１１０の特定箇所である基準マーク１１０Ａと検出ヘッド１２０の特定箇所である基準マーク１２０Ａとを検出ヘッド１２０の移動方向Ｘで一致させた位置を基準位置Ｏとして設定し、その際（例えば工場出荷時等）に基準位置Ｏで位置データの一部をなす周期Ｔｄｔの数番号データＭｏを求める。そして、機械装置に組付けた際にも基準位置Ｏで数番号データＭｏ１を求める。求められた数番号データＭｏ、Ｍｏ１から差分データΔＭｏを求めて、その差分データΔＭｏで位置データＸｐｒｔを補正する。このため、アブソリュート型リニアエンコーダ１００を機械装置に組付けた際、当初（例えば工場出荷時等）の位置関係と異なる位置関係でスケール１１０と検出ヘッド１２０が事実上組付けられた場合でも、迅速に位置データＸｐｒｔの補正を行い、当初（例えば工場出荷時等）の位置に基づき、大きな位置ずれの生じない下位トラック１１４の周期Ｔｄｔ単位での位置精度で、絶対位置Ｘａｂｓを求めることが可能となる。なお、補正に用いる差分データΔＭｏは、下位トラック１１４の周期Ｔｄｔの数番号データＭｏ、Ｍｏ１から求められているので、位置補正にかかる処理時間は短くて済むので、極めて迅速に位置補正（下位トラック１１４の周期Ｔｄｔ内に絶対位置を追い込んで、大きな位置ずれを防止すること）を実行することができる。

なお、本発明に用いる基準位置Ｏはあくまでも位置補正のための基準位置であって、アブソリュート型リニアエンコーダ１００で実際に位置計測する際には、基準となる位置を任意に設定することができる。

次に、本発明に係わる第２実施形態について、図１１〜図１３までを用いて説明する。第１実施形態では、周期Ｔｄｔの数番号データＭｏ、Ｍｏ１を用いて差分データΔＭｏを求めて位置の補正を行っていたが、第２実施形態は、上位トラック１１２及び下位トラック１１４の位相量Ｐ１、Ｐ２から求められる位置データＸｏ、Ｘｏ１を用いて補正を行う点で、第１実施形態とは異なるものである。このため、数番号データＭｏ、Ｍｏ１より高い分解能の情報を有する位置データＸｏ、Ｘｏ１を用いて位置補正を行うので、第２実施形態は第１実施形態に比べてより高分解能に位置を補正することができる。なお、図１１は当初（例えば工場出荷時等）の基準位置Ｏでの位置データＸｏを保存し、図１２は位置データＸｏ、Ｘｏ１を用いて差分データΔＸｏを求め、図１３は差分データΔＸｏを用いて位置データＸｐｒｔを補正するフロー図、をそれぞれ示したものである。

本発明について上記実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち本発明の要旨を逸脱しない範囲においての改良並びに設計の変更が可能なことは言うまでもない。

例えば、第１実施形態においては、下位トラック１１４の周期Ｔｄｔ単位での補正であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、下位トラック１の周期単位での補正の後に、その周期内の補正を組み合わせてもよい。

又、上記実施形態においては、スケール１１０は、上位トラック１１２と下位トラック１１４とを有していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１４に示す第３実施形態の如く、アブソリュート型リニアエンコーダ１０１が、上位トラック１１２Ａと、下位トラックに分類されるトラック（中位トラックと称する）１１３Ａと、下位トラック１１４Ａとを有するスケール１１１を有する場合であっても構わない。この場合には検出ヘッド１２１は３つのトラックに対応したセンサ１２２Ａ、１２３Ａ、１２４Ａを有するものとなる。このため、上位トラック１１２Ａと下位トラック１１４Ａとのトラック比ＴＲを大きくとったとしても、中位トラック１１３Ａがその間に存在するため、スケール１１１における絶対位置検出範囲を拡大できると共に、位置精度を高分解能に維持することができる。

又、上記実施形態においては、トラック比は４であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１５の第３実施形態に示す如く、上位トラック１１２Ａと中位トラック１１３Ａのトラック比、中位トラック１１３Ａと下位トラック１１４Ａのトラック比をそれぞれ、８としてもよいし、２つのトラック比を同一としなくてもよい。又、下位トラックが第３実施形態のように複数（中位トラック１１３Ａと下位トラック１１４Ａ）存在するときには、本発明を必ずしも下位トラック１１４Ａに適用する必要もなく、中位トラック１１３Ａに適宜に適用することもできる。

又、上記実施形態においては、アブソリュート型リニアエンコーダ１００、１０１は電磁誘導方式を用いていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、光電式を用いても構わない。

又、上記実施形態においては、検出ヘッド１２０、１２１は１つであったが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、検出ヘッドがスケールに対して複数設けられていても構わない。この場合には、スケール１１０、１１１の特定箇所を共通にして位置補正をすることができるで、同一の座標系で、複数の検出ヘッドすべてについて、当初（例えば工場出荷時等）の位置精度基づき、絶対位置を求めることが可能となる。

本発明の第１実施形態に係るアブソリュート型リニアエンコーダの概略斜視図 同じく検出ヘッドのスケールと検出ヘッドの摸式図 同じく概略ブロック図を示す図 同じく２つのトラック（上位トラックと下位トラック）を有するスケールを走査したときの検出ヘッドで検出される位相量を示す図 同じく上位トラックと下位トラックを用いての位置データ算出を示すフロー図を示す図 同じく基準位置を設定した際の基準位置と下位トラックとの関係を示す図 同じく基準位置を設定した際の基準位置での位置データ算出を示すフロー図を示す図 同じく機械装置に組付けた際の基準位置と下位トラックとの関係を示す図 同じく機械装置に組付けた際の基準位置での位置データ算出と差分データを求めるフロー図を示す図 同じく求めた差分データを用いて位置補正を行うフロー図を示す図 本発明の第２実施形態に係るアブソリュート型リニアエンコーダの基準位置を設定した際の基準位置での位置データ算出を示すフロー図を示す図 同じく機械装置に組付けた際の基準位置での位置データ算出と差分データを求めるフロー図を示す図 同じく求めた差分データを用いて位置補正を行うフロー図を示す図 本発明の第３実施形態に関るスケールと検出ヘッドの摸式図 同じく３つのトラック（上位トラックと中位トラックと下位トラック）を有するスケールを走査したときの検出ヘッドで検出される位相量を示す図 セパレートタイプのアブソリュート型リニアエンコーダに存在する組付け誤差要因を示す摸式図

符号の説明

１００、１０１…アブソリュート型リニアエンコーダ
１１０、１１１…スケール
１１０Ａ、１２０Ａ…基準マーク
１１２、１１２Ａ…上位トラック
１１３Ａ…中位トラック
１１４、１１４Ａ…下位トラック
１２０、１２１…検出ヘッド
１２２、１２２Ａ、１２３Ａ、１２４、１２４Ａ…センサ
１２６…処理回路
１２８…記憶回路
１３０…表示器

Claims (4)

1. 適用対象となる機械装置に組付けの際に互いの位置関係が調整可能な、複数のトラックを有するスケールと、該スケールから自身の位置を検出する検出ヘッドとを有して、該複数のトラックのうちの１つ以上が該スケールの全長に対して複数回の周期で該検出ヘッドに同一の出力をさせる下位トラックであるアブソリュート型リニアエンコーダにおいて、
   前記スケールの特定箇所と前記検出ヘッドの特定箇所とを該検出ヘッドの移動方向で一致させた位置を基準位置として、該基準位置を設定した際に該基準位置で求められるいずれか１つの下位トラックの周期の数番号データと、前記機械装置に組付けた際に該基準位置で求められる該下位トラックの周期の数番号データと、の差である差分データを記憶する記憶回路と、
   前記差分データを前記記憶回路より読み出して、該差分データにより該検出ヘッドで求められる位置データを補正する処理回路と、
   を備えることを特徴とするアブソリュート型リニアエンコーダ。
2. 適用対象となる機械装置に組付けの際に互いの位置関係が調整可能な、複数のトラックを有するスケールと、該スケールから自身の位置を検出する検出ヘッドとを有するアブソリュート型リニアエンコーダにおいて、
   前記スケールの特定箇所と前記検出ヘッドの特定箇所とを該検出ヘッドの移動方向で一致させた位置を基準位置として、該基準位置を設定した際に該基準位置で求められる位置データと、前記機械装置に組付けた際に該基準位置で求められる位置データと、の差である差分データを記憶する記憶回路と、
   前記差分データを前記記憶回路より読み出して、該差分データにより該検出ヘッドで求められる位置データを補正する処理回路と、
   を備えることを特徴とするアブソリュート型リニアエンコーダ。
3. 適用対象となる機械装置に組付けの際に互いの位置関係が調整可能な、複数のトラックを有するスケールと、該スケールから自身の位置を検出する検出ヘッドとを有して、該複数のトラックのうちの１つ以上が該スケールの全長に対して複数回の周期で該検出ヘッドに同一の出力をさせる下位トラックであるアブソリュート型リニアエンコーダの位置調整方法において、
   前記スケールの特定箇所と前記検出ヘッドの特定箇所とを該検出ヘッドの移動方向で一致させた位置を基準位置として、該基準位置を設定した際に該基準位置でいずれか１つの下位トラックの周期の数番号データを求め、
   前記機械装置に組付けた際に該下位トラックの周期の数番号データを求め、
   該基準位置での両数番号データの差である差分データを求めて、
   該差分データにより該検出ヘッドで求められる位置データを補正する
   ことを特徴とするアブソリュート型リニアエンコーダの位置調整方法。
4. 適用対象となる機械装置に組付けの際に互いの位置関係が調整可能な、複数のトラックを有するスケールと、該スケールから自身の位置を検出する検出ヘッドとを有するアブソリュート型リニアエンコーダの位置調整方法において、
   前記スケールの特定箇所と前記検出ヘッドの特定箇所とを該検出ヘッドの移動方向で一致させた位置を基準位置として、該基準位置を設定した際に該基準位置で位置データを求め、
   前記機械装置に組付けた際に該基準位置で位置データを求め、
   該基準位置での両位置データの差である差分データを求めて、
   該差分データにより該検出ヘッドで求められる位置データを補正する
   ことを特徴とするアブソリュート型リニアエンコーダの位置調整方法。

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