JP2635913B2 - 測長あるいは測角装置の方法 - Google Patents
測長あるいは測角装置の方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、測定目盛板が異なる
目盛周期の測定目盛を有する多数のトラックを有し、こ
れ等のトラックが測定目盛板に対して移動する走査板に
よって同じ移動速度で順次読取される、測長装置あるい
は測角装置の測定目盛板を読み取る方法に関する。
目盛周期の測定目盛を有する多数のトラックを有し、こ
れ等のトラックが測定目盛板に対して移動する走査板に
よって同じ移動速度で順次読取される、測長装置あるい
は測角装置の測定目盛板を読み取る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の方法は、特に工作機械の場合、
加工すべき加工品に対して工具の相対位置を測定するた
め、および座標測定機械の場合、試験物体の位置や寸法
を測定するために使用される。
加工すべき加工品に対して工具の相対位置を測定するた
め、および座標測定機械の場合、試験物体の位置や寸法
を測定するために使用される。
【０００３】そのような測定に使用する測定装置では、
増分測長装置あるいは増分測角装置と絶対測長装置ある
いは絶対測角装置の間の区別がなされている。増分測長
装置には、増分目盛を備えた目盛ホルダーがある。この
増分目盛は周期的な走査信号を発生する走査装置によっ
て走査される。評価装置の中で前記走査信号から各目盛
増分に対する計数パルスあるいは一つの目盛増分の分割
数に対する電子補間により計数パルスが求まる。これ等
の計数パルスを計数器中で計数すると、その時の位置の
測定値が求まり、この計数は増分目盛の自由に選択でき
る測定基準位置から始めて実行される。これ等の測定基
準位置は符号化された基準マークを相互に区別するため
にあり、マークの位置にはそれぞれ一定の位置が対応し
ている。
増分測長装置あるいは増分測角装置と絶対測長装置ある
いは絶対測角装置の間の区別がなされている。増分測長
装置には、増分目盛を備えた目盛ホルダーがある。この
増分目盛は周期的な走査信号を発生する走査装置によっ
て走査される。評価装置の中で前記走査信号から各目盛
増分に対する計数パルスあるいは一つの目盛増分の分割
数に対する電子補間により計数パルスが求まる。これ等
の計数パルスを計数器中で計数すると、その時の位置の
測定値が求まり、この計数は増分目盛の自由に選択でき
る測定基準位置から始めて実行される。これ等の測定基
準位置は符号化された基準マークを相互に区別するため
にあり、マークの位置にはそれぞれ一定の位置が対応し
ている。
【０００４】この種の位置測定装置および測定値を求め
る方法は、WO 89/11080 号明細書により公知である。こ
の明細書には下記のことが記載されている。位置測定装
置で実際に何時でも位置符号化された信号を発生するに
は、二つのトラックを二つのセンサで走査する。これ等
のセンサは各一つの正弦波信号対（cosα； sinα； co
sβ； sinβ）あるいは何時も一定の位相角を有する同
じような周期信号を発生する。この信号の周期長さは n
/n+1のように振る舞う。その時、求める相対間隔は両方
の位相位置の差として与えられる。
る方法は、WO 89/11080 号明細書により公知である。こ
の明細書には下記のことが記載されている。位置測定装
置で実際に何時でも位置符号化された信号を発生するに
は、二つのトラックを二つのセンサで走査する。これ等
のセンサは各一つの正弦波信号対（cosα； sinα； co
sβ； sinβ）あるいは何時も一定の位相角を有する同
じような周期信号を発生する。この信号の周期長さは n
/n+1のように振る舞う。その時、求める相対間隔は両方
の位相位置の差として与えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、多
重トラックの測定装置で増分測定信号を順次求め、修正
し、測定装置を動的に絶対位置測定するために駆動でき
る方法を提供することにある。
重トラックの測定装置で増分測定信号を順次求め、修正
し、測定装置を動的に絶対位置測定するために駆動でき
る方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、測定目盛板３が異なる目盛周期の測定目盛を有
する多数のトラック３１，３２，３３，３４，３５を備
え、これ等のトラックが測定目盛板３に対して相対移動
する走査板（８）により同じ移動速度で順次走査され
る、測長装置あるいは測角装置の測定目盛板３を読み取
る方法にあって、基準トラックである最小目盛周期のト
ラック３１から始めて、他のトラック３２〜３５の各々
の測定値を順次求め、その数値を保管し、前記他のトラ
ック３２〜３５を読み取った後、基準トラック３１をも
う一度読み取り、最初の読取に対する距離の差を異なっ
た読取時点に基づき求め、前記距離の差から順次読み取
ったトラック３１〜３５の個数を計算に入れて、個々の
トラック３２〜３５の測定値に対する修正値を算出し、
これ等の修正値が基準トラック３１の読取時点を推定し
て個々のトラック３２〜３５の読取時点を修正すること
によって解決されている。
により、測定目盛板３が異なる目盛周期の測定目盛を有
する多数のトラック３１，３２，３３，３４，３５を備
え、これ等のトラックが測定目盛板３に対して相対移動
する走査板（８）により同じ移動速度で順次走査され
る、測長装置あるいは測角装置の測定目盛板３を読み取
る方法にあって、基準トラックである最小目盛周期のト
ラック３１から始めて、他のトラック３２〜３５の各々
の測定値を順次求め、その数値を保管し、前記他のトラ
ック３２〜３５を読み取った後、基準トラック３１をも
う一度読み取り、最初の読取に対する距離の差を異なっ
た読取時点に基づき求め、前記距離の差から順次読み取
ったトラック３１〜３５の個数を計算に入れて、個々の
トラック３２〜３５の測定値に対する修正値を算出し、
これ等の修正値が基準トラック３１の読取時点を推定し
て個々のトラック３２〜３５の読取時点を修正すること
によって解決されている。
【０００７】更に、上記の課題は、この発明により、測
定目盛板３が異なる目盛周期の測定目盛を有する多数の
トラック３１，３２，３３，３４，３５を備え、これ等
のトラックが測定目盛板３に対して相対移動する走査板
８により同じ移動速度で順次走査される、測長装置ある
いは測角装置の測定目盛板３を読み取る方法にあって、
前記トラック３１，３２，３３，３４，３５を時間的に
連続して既知の時間間隔ｔ２−ｔ１，ｔ３−ｔ２，ｔ４
−ｔ３，ｔ５−ｔ４，ｔ６−ｔ５で読み取り、これ等の
トラック３１〜３５の測定値を保管し、更に測定目盛板
３と走査板８の間の相対速度を求め、個々の読取の間の
時間間隔と前記相対速度から距離の差を求め、走査板８
が目盛板３に対して個々の読取の間にこの距離の差ほど
進み、この距離の差が個々のトラック３１〜３５の測定
値に対する修正値として使用されることによって解決さ
れている。
定目盛板３が異なる目盛周期の測定目盛を有する多数の
トラック３１，３２，３３，３４，３５を備え、これ等
のトラックが測定目盛板３に対して相対移動する走査板
８により同じ移動速度で順次走査される、測長装置ある
いは測角装置の測定目盛板３を読み取る方法にあって、
前記トラック３１，３２，３３，３４，３５を時間的に
連続して既知の時間間隔ｔ２−ｔ１，ｔ３−ｔ２，ｔ４
−ｔ３，ｔ５−ｔ４，ｔ６−ｔ５で読み取り、これ等の
トラック３１〜３５の測定値を保管し、更に測定目盛板
３と走査板８の間の相対速度を求め、個々の読取の間の
時間間隔と前記相対速度から距離の差を求め、走査板８
が目盛板３に対して個々の読取の間にこの距離の差ほど
進み、この距離の差が個々のトラック３１〜３５の測定
値に対する修正値として使用されることによって解決さ
れている。
【０００８】
【実施例】実施例の助けにより模式図面に基づきこの発
明の内容をより詳しく説明する。図１に示す測長装置に
は、光源１と集光レンズ２がある。このレンズは平行な
光を測定目盛３に指向させる。測定目盛３には測定目盛
４，５，６と７を有する４つのトラックがある。これ等
の測定目盛の目盛周期は互いに異なっている。
明の内容をより詳しく説明する。図１に示す測長装置に
は、光源１と集光レンズ２がある。このレンズは平行な
光を測定目盛３に指向させる。測定目盛３には測定目盛
４，５，６と７を有する４つのトラックがある。これ等
の測定目盛の目盛周期は互いに異なっている。
【０００９】更に、走査板８と検出器ユニット９も使用
される。これ等の走査視野および検出器視野は測定目盛
に合わせて付属させてある。評価装置は基準表示部１０
を有する。
される。これ等の走査視野および検出器視野は測定目盛
に合わせて付属させてある。評価装置は基準表示部１０
を有する。
【００１０】測定目盛４，５，６と７の各トラックは、
周知のように、目盛周期の 1/4ほど互いにずらした４つ
の走査視野によって走査される。こうして、周知のよう
に、各測定目盛４，５，６と７の各トラックは目盛周期
の 1/4ほど互いにずれた二つの正弦波信号を発生する。
これ等の正弦波信号は所定のステップで補間できる。
周知のように、目盛周期の 1/4ほど互いにずらした４つ
の走査視野によって走査される。こうして、周知のよう
に、各測定目盛４，５，６と７の各トラックは目盛周期
の 1/4ほど互いにずれた二つの正弦波信号を発生する。
これ等の正弦波信号は所定のステップで補間できる。
【００１１】目盛周期を互いに適当に区切れば、求める
絶対位置の値を特に簡単にしかも確実に復号化できる。
目盛の配分の数学的な関係は適当な方法で選択できる。
図２は目盛板３を示す。この目盛板の測定目盛３１，３
２，３３，３４と３５は、未公開のドイツ特許出願第 4
1 25 865.7号明細書に記載されている方式で目盛ってあ
る。図示上の理由から、もちろんこの原理はかなり誇張
して示してある。
絶対位置の値を特に簡単にしかも確実に復号化できる。
目盛の配分の数学的な関係は適当な方法で選択できる。
図２は目盛板３を示す。この目盛板の測定目盛３１，３
２，３３，３４と３５は、未公開のドイツ特許出願第 4
1 25 865.7号明細書に記載されている方式で目盛ってあ
る。図示上の理由から、もちろんこの原理はかなり誇張
して示してある。
【００１２】動的走査を説明するため、異なった読取線
ｔが点線で記入してある。測定方向の読取線ｔの間隔
は、走査板８と目盛板３が相対運動する場合の運動速度
から生じ、異なった読取時点を意味する。
ｔが点線で記入してある。測定方向の読取線ｔの間隔
は、走査板８と目盛板３が相対運動する場合の運動速度
から生じ、異なった読取時点を意味する。
【００１３】第一読取時点では、図１に示す走査板８が
第一トラック３１を走査するため読取線ｔがｔ1 にあ
る。走査板８と目盛板３の間の相対運動により、第二ト
ラック３２を走査する時、走査板８は読取線ｔ2 の上に
来る。等々。
第一トラック３１を走査するため読取線ｔがｔ1 にあ
る。走査板８と目盛板３の間の相対運動により、第二ト
ラック３２を走査する時、走査板８は読取線ｔ2 の上に
来る。等々。
【００１４】全てのトラックを順次走査した後には、個
々のトラック３１，３２，３３，３４と３５に対してそ
れぞれ測定値が生じる。これ等の測定値は最初に読み取
ったトラックの測定値からの移動値ほど異なっている。
々のトラック３１，３２，３３，３４と３５に対してそ
れぞれ測定値が生じる。これ等の測定値は最初に読み取
ったトラックの測定値からの移動値ほど異なっている。
【００１５】全てのトラックを走査した後、更に第一ト
ラック３１が二回目の走査を受け、このトラックに対す
る第二測定値が生じる。この第二測定値は、走査板８が
読取線ｔ6 に来る時点に生じ、ｔ1 での第一走査の第一
測定値で減算される。この距離差は保管される。
ラック３１が二回目の走査を受け、このトラックに対す
る第二測定値が生じる。この第二測定値は、走査板８が
読取線ｔ6 に来る時点に生じ、ｔ1 での第一走査の第一
測定値で減算される。この距離差は保管される。
【００１６】十分一様な処理速度の場合には、つまり個
々のトラック３１，３２，３３，３４と３５の測定の間
の時間間隔が一定の場合には、第一トラック３１の二回
の測定の距離差から、および第一トラックと他のトラッ
クの測定の時間の比率から全てのトラックの測定値の補
正値が求まる。従って、全ての測定値を第一トラック３
１の読取線ｔ1 の第一測定時点に還元することができ
る。この処置により、これ等の測定値は実際の読取時点
に無関係になる。何故なら、目盛板３と走査板８の間の
相対運動に無関係に、同じ読取時点（つまり、読取線ｔ
1 の読取時点）がどのトラックにも当てはまるからであ
る。
々のトラック３１，３２，３３，３４と３５の測定の間
の時間間隔が一定の場合には、第一トラック３１の二回
の測定の距離差から、および第一トラックと他のトラッ
クの測定の時間の比率から全てのトラックの測定値の補
正値が求まる。従って、全ての測定値を第一トラック３
１の読取線ｔ1 の第一測定時点に還元することができ
る。この処置により、これ等の測定値は実際の読取時点
に無関係になる。何故なら、目盛板３と走査板８の間の
相対運動に無関係に、同じ読取時点（つまり、読取線ｔ
1 の読取時点）がどのトラックにも当てはまるからであ
る。
【００１７】読取線ｔ1 〜ｔ6 の異なった読取時点での
個々のトラック３１，３２，３３，３４と３５に関する
上記方法で修正された測定値から、第一トラック３１の
読取線ｔ1 での第一読取時点で符号化された位置の値が
算出される。
個々のトラック３１，３２，３３，３４と３５に関する
上記方法で修正された測定値から、第一トラック３１の
読取線ｔ1 での第一読取時点で符号化された位置の値が
算出される。
【００１８】個々のトラックの読取の間の時間差が既知
であれば、相対速度によって、基準トラックと他のトラ
ック間の時間から直接これ等の読取の間の距離が求ま
り、これ等の読取の修正値を求めることができる。
であれば、相対速度によって、基準トラックと他のトラ
ック間の時間から直接これ等の読取の間の距離が求ま
り、これ等の読取の修正値を求めることができる。
【００１９】
【発明の効果】この発明による方法の利点は、少ない増
分トラックを使用して、絶対符号化された位置を、長い
測定距離の場合、高い分解能で求めることができ、各増
分トラックの信号は補間に適し、各トラックの補間値は
動的に走査時に修正される点にある。各トラックの高価
なサンプル・ホールド回路を省略できる。
分トラックを使用して、絶対符号化された位置を、長い
測定距離の場合、高い分解能で求めることができ、各増
分トラックの信号は補間に適し、各トラックの補間値は
動的に走査時に修正される点にある。各トラックの高価
なサンプル・ホールド回路を省略できる。
【図１】測長装置の主要部を示す斜視図である。
【図２】基準トラックを有する目盛板の平面図である。
１ 光源 ２ 集光レンズ ３ 測定目盛板 ４〜７ 測定目盛 ８ 走査板 ９ 検出器ユニット １０ 表示部 ３１〜３５ トラック ｔ1 〜ｔ6 読取線（時点）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジークベルト・ホルシュタイン ドイツ連邦共和国、シュタイン／トラウ ン、ホッホフェルンシュトラーセ、５ (56)参考文献 特開 平５−18783（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−169318（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−86521（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−73004（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−158302（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】 測定目盛板（３）が異なる目盛周期の測
定目盛を有する多数のトラック（３１，３２，３３，３
４，３５）を備え、これ等のトラックが測定目盛板
（３）に対して相対移動する走査板（８）により同じ移
動速度で順次走査される、測長装置あるいは測角装置の
測定目盛板（３）を読み取る方法において、基準トラッ
クである最小目盛周期のトラック（３１）から始めて、
他のトラック（３２〜３５）の各々の測定値を順次求
め、その数値を保管し、前記他のトラック（３２〜３
５）を読み取った後、基準トラック（３１）をもう一度
読み取り、最初の読取に対する距離の差を異なった読取
時点に基づき求め、前記距離の差から順次読み取ったト
ラック（３１〜３５）の個数を計算に入れて、個々のト
ラック（３２〜３５）の測定値に対する修正値を算出
し、これ等の修正値が基準トラック（３１）の読取時点
を推定して個々のトラック（３２〜３５）の読取時点を
修正することを特徴とする方法。 - 【請求項２】 測定目盛板（３）が異なる目盛周期の測
定目盛を有する多数のトラック（３１，３２，３３，３
４，３５）を備え、これ等のトラックが測定目盛板
（３）に対して相対移動する走査板（８）により同じ移
動速度で順次走査される、測長装置あるいは測角装置の
測定目盛板（３）を読み取る方法において、前記トラッ
ク（３１，３２，３３，３４，３５）を時間的に連続し
て既知の時間間隔（ｔ２−ｔ１，ｔ３−ｔ２，ｔ４−ｔ
３，ｔ５−ｔ４，ｔ６−ｔ５）で読み取り、これ等のト
ラック（３１〜３５）の測定値を保管し、更に測定目盛
板（３）と走査板（８）の間の相対速度を求め、個々の
読取の間の時間間隔と前記相対速度から距離の差を求
め、走査板（８）が目盛板（３）に対して個々の読取の
間にこの距離の差ほど進み、この距離の差が個々のトラ
ック（３１〜３５）の測定値に対する修正値として使用
されることを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4229575A DE4229575C1 (de) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | Verfahren bei Längen- oder Winkelmeßeinrichtungen |
| DE4229575:0 | 1992-09-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06174421A JPH06174421A (ja) | 1994-06-24 |
| JP2635913B2 true JP2635913B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=6467235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5194897A Expired - Fee Related JP2635913B2 (ja) | 1992-09-04 | 1993-08-05 | 測長あるいは測角装置の方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5456021A (ja) |
| EP (1) | EP0585622B1 (ja) |
| JP (1) | JP2635913B2 (ja) |
| AT (1) | ATE144829T1 (ja) |
| DE (2) | DE4229575C1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19507613C2 (de) * | 1995-03-04 | 1997-01-23 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Längen- oder Winkelmeßeinrichtung |
| ATE302404T1 (de) † | 1997-04-16 | 2005-09-15 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Positionsmesseinrichtung und verfahren zu deren betrieb |
| DE10028136B4 (de) * | 1999-06-04 | 2011-01-27 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Positionsmeßsystem |
| DE102007061287A1 (de) * | 2007-12-19 | 2009-06-25 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Positionsmesseinrichtung und Verfahren zur absoluten Positionsbestimmung |
| JP6150462B2 (ja) | 2012-05-02 | 2017-06-21 | キヤノン株式会社 | 位置検出エンコーダおよびこれを用いた装置 |
| JP6422201B2 (ja) * | 2013-03-28 | 2018-11-14 | キヤノン株式会社 | 位置検出手段 |
| JP6315548B2 (ja) * | 2013-12-25 | 2018-04-25 | 株式会社ミツトヨ | 光学式エンコーダ |
| JP6359340B2 (ja) * | 2014-05-27 | 2018-07-18 | 株式会社ミツトヨ | スケール及び光学式エンコーダ |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2729697A1 (de) * | 1977-07-01 | 1979-01-04 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Verfahren zur interpolation |
| DE2742186A1 (de) * | 1977-07-09 | 1979-01-18 | Gruenzweig Hartmann Glasfaser | Verfahren und vorrichtung zum herstellen von mineralfaserbahnen mit etwa senkrecht zu den grossen oberflaechen verlaufenden fasern |
| DD141712A1 (de) * | 1979-03-26 | 1980-05-14 | Thomas Marold | Detektoranordnung fuer laengen-und winkelmesssysteme |
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