JP3009554B2 - リニアエンコーダ - Google Patents
リニアエンコーダInfo
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- JP3009554B2 JP3009554B2 JP4356912A JP35691292A JP3009554B2 JP 3009554 B2 JP3009554 B2 JP 3009554B2 JP 4356912 A JP4356912 A JP 4356912A JP 35691292 A JP35691292 A JP 35691292A JP 3009554 B2 JP3009554 B2 JP 3009554B2
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は工作機械等のテーブル等
が直線運動したときの位置を検出して位置データとして
出力するリニアエンコーダに関する。
が直線運動したときの位置を検出して位置データとして
出力するリニアエンコーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】直線位置の検出に利用されるリニアエン
コーダには一般的に光学式と磁気式がある。図４は、こ
れらの方式に共通する従来のリニアエンコーダの一例を
示す概略構造図であり、駆動軸５の駆動によって図示矢
印方向に移動するテーブル３と、長手方向がテーブル３
の移動方向と平行になる様に配設され、位置の基準とな
る情報が目盛られている主スケール１と、テーブル３に
固定され、テーブル３と共に移動して主スケール１の情
報を読取り、電気信号Ｓに変換して出力するスライダ２
と、このスライダ２からの電気信号Ｓをテーブル３の位
置データＰosd に変換して出力する信号処理部４とで構
成されている。
コーダには一般的に光学式と磁気式がある。図４は、こ
れらの方式に共通する従来のリニアエンコーダの一例を
示す概略構造図であり、駆動軸５の駆動によって図示矢
印方向に移動するテーブル３と、長手方向がテーブル３
の移動方向と平行になる様に配設され、位置の基準とな
る情報が目盛られている主スケール１と、テーブル３に
固定され、テーブル３と共に移動して主スケール１の情
報を読取り、電気信号Ｓに変換して出力するスライダ２
と、このスライダ２からの電気信号Ｓをテーブル３の位
置データＰosd に変換して出力する信号処理部４とで構
成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述したリニアエンコ
ーダでは、テーブルの移動ストロークが長くなると主ス
ケールもその移動ストロークに合わせて長くする必要が
ある。しかしながら、長い主スケールを１本物で高精度
に製作するには非常に大規模な製造装置を必要とし、さ
らにその製造装置は非常に高価である。また，その製造
装置の大きさには限界があるため製造可能な主スケール
の長さにも限界がある。
ーダでは、テーブルの移動ストロークが長くなると主ス
ケールもその移動ストロークに合わせて長くする必要が
ある。しかしながら、長い主スケールを１本物で高精度
に製作するには非常に大規模な製造装置を必要とし、さ
らにその製造装置は非常に高価である。また，その製造
装置の大きさには限界があるため製造可能な主スケール
の長さにも限界がある。
【０００４】そこで、限界を越えた長さの主スケールを
必要とする場合は図５に示すように、所定の間隔で変位
方向に配置された２箇所の読取り部2a、2b及び制御用ス
イッチ2c、2dを備えたスライダ20で長手方向に並設され
た複数の主スケール１０の情報を読み取るリニアエンコ
ーダが使用されている。ここで主スケール10は、インク
リメンタルトラック11及び制御用トラック12を備えてい
る。制御用トラック12は，磁気式では０Ｎ部とＯＦＦ
部，光学式では透過部と遮光部とからなる。スライダ20
の制御用スイッチ2c，2dは，主スケール10の制御用トラ
ック12のＯＮ／ＯＦＦ情報を読み取る。スライダ20の読
取り部2a，2bのうちいずれかの情報を図６に示す論理例
に示すように，制御用スイッチ2c，2dの読取り情報に応
じて選択する。
必要とする場合は図５に示すように、所定の間隔で変位
方向に配置された２箇所の読取り部2a、2b及び制御用ス
イッチ2c、2dを備えたスライダ20で長手方向に並設され
た複数の主スケール１０の情報を読み取るリニアエンコ
ーダが使用されている。ここで主スケール10は、インク
リメンタルトラック11及び制御用トラック12を備えてい
る。制御用トラック12は，磁気式では０Ｎ部とＯＦＦ
部，光学式では透過部と遮光部とからなる。スライダ20
の制御用スイッチ2c，2dは，主スケール10の制御用トラ
ック12のＯＮ／ＯＦＦ情報を読み取る。スライダ20の読
取り部2a，2bのうちいずれかの情報を図６に示す論理例
に示すように，制御用スイッチ2c，2dの読取り情報に応
じて選択する。
【０００５】例えば，スライダ20が主スケール10のつな
ぎ付近に来て制御用スイッチ2c，2dの読み取り情報がＯ
ＦＦ，ＯＮの場合，読取り部2aの情報を選択する。ここ
でテーブル3 が更に移動して，制御用スイッチ2c，2dの
読取り情報がＯＮ，ＯＮに変化すると，読取り部2bの情
報を選択する。このように制御用スイッチ2c，2dの読取
り情報に応して読取り部2a,2b を選択していく。しかし
ながらこのリニアエンコーダでは，読取り部の選択を制
御用スイッチのＯＮ／ＯＦＦによって決定する為，主ス
ケールの膨張やスライダ特性の違い等により誤差が発生
した場合に，読取り部の情報が不連続に飛んでしまうと
いう問題があった。本発明は上述した事情から成された
ものであり，本発明の目的は，長ストロークの位置検出
を精度良く行なうことができるリニアエンコーダを提供
することにある。
ぎ付近に来て制御用スイッチ2c，2dの読み取り情報がＯ
ＦＦ，ＯＮの場合，読取り部2aの情報を選択する。ここ
でテーブル3 が更に移動して，制御用スイッチ2c，2dの
読取り情報がＯＮ，ＯＮに変化すると，読取り部2bの情
報を選択する。このように制御用スイッチ2c，2dの読取
り情報に応して読取り部2a,2b を選択していく。しかし
ながらこのリニアエンコーダでは，読取り部の選択を制
御用スイッチのＯＮ／ＯＦＦによって決定する為，主ス
ケールの膨張やスライダ特性の違い等により誤差が発生
した場合に，読取り部の情報が不連続に飛んでしまうと
いう問題があった。本発明は上述した事情から成された
ものであり，本発明の目的は，長ストロークの位置検出
を精度良く行なうことができるリニアエンコーダを提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は工作機械等のテ
ーブル等が直線運動したときの位置を検出して位置デー
タとして出力するリニアエンコーダに関するものであ
り、本発明の上記目的は、主スケールに前記スライダの
重み情報が記録されたスライダ重みトラックを備え、前
記スライダに前記スライダ重みトラックの重み情報を読
み取る重み検出素子を備え、前記信号処理部に前記スラ
イダの各位置情報から求めた位置データを前記重み情報
を基に合成演算する重み付け演算部を備えることによっ
て達成される。
ーブル等が直線運動したときの位置を検出して位置デー
タとして出力するリニアエンコーダに関するものであ
り、本発明の上記目的は、主スケールに前記スライダの
重み情報が記録されたスライダ重みトラックを備え、前
記スライダに前記スライダ重みトラックの重み情報を読
み取る重み検出素子を備え、前記信号処理部に前記スラ
イダの各位置情報から求めた位置データを前記重み情報
を基に合成演算する重み付け演算部を備えることによっ
て達成される。
【０００７】
【作用】本発明にあっては，スライダによって得られる
位置情報を，主スケールのスライダ重みトラックから読
み取ったスライダの重み情報を基に合成演算して移動体
の位置データを求めるようにしているので，移動ストロ
ークが長い為に複数の主スケールをつなぎ合わせたよう
な場合でも，精度の良い測定が，容易にかつ低コストで
行なうことができる。
位置情報を，主スケールのスライダ重みトラックから読
み取ったスライダの重み情報を基に合成演算して移動体
の位置データを求めるようにしているので，移動ストロ
ークが長い為に複数の主スケールをつなぎ合わせたよう
な場合でも，精度の良い測定が，容易にかつ低コストで
行なうことができる。
【０００８】
【実施例】本発明の実施例について図１，図２，図３を
参照して説明する。図１は本発明のリニアエンコーダの
一例を図５に対応させて示す概略構造図であり，同一構
成箇所は同符号を付して説明を省略する。主スケール10
0 は，インクリメンタルトラック11及びスライダ200 の
重み情報が記録されているスライダ重みトラック13とを
備えている。スライダ200 は，インクリメンタルトラッ
ク11の位置情報を読み取る位置検出素子21a 及び21b
と、 スライダ重みトラック13の重み情報を読み取る重み
検出素子22a 及び22b とを有し，各々読取り情報Ｓ1a及
びＳ1bとＷ2a及びＷ2bを得て重み付け信号処理部40に入
力する。
参照して説明する。図１は本発明のリニアエンコーダの
一例を図５に対応させて示す概略構造図であり，同一構
成箇所は同符号を付して説明を省略する。主スケール10
0 は，インクリメンタルトラック11及びスライダ200 の
重み情報が記録されているスライダ重みトラック13とを
備えている。スライダ200 は，インクリメンタルトラッ
ク11の位置情報を読み取る位置検出素子21a 及び21b
と、 スライダ重みトラック13の重み情報を読み取る重み
検出素子22a 及び22b とを有し，各々読取り情報Ｓ1a及
びＳ1bとＷ2a及びＷ2bを得て重み付け信号処理部40に入
力する。
【０００９】図２は重み付け信号処理部40の詳細例を示
すブロック図である。インクリメンタルトラック11の位
置情報Ｓ1a，Ｓ1bを入力した位置演算部41ａ，41ｂは，
各々の位置データＰosa ，Ｐosb を求めて重み付け演算
部42に入力する。重み付け演算部42は各々の位置データ
Ｐosa ，Ｐosb 及びスライダ重みトラック13の重み情報
Ｗ2a，Ｗ2bを入力して数１の演算を行なう。
すブロック図である。インクリメンタルトラック11の位
置情報Ｓ1a，Ｓ1bを入力した位置演算部41ａ，41ｂは，
各々の位置データＰosa ，Ｐosb を求めて重み付け演算
部42に入力する。重み付け演算部42は各々の位置データ
Ｐosa ，Ｐosb 及びスライダ重みトラック13の重み情報
Ｗ2a，Ｗ2bを入力して数１の演算を行なう。
【数１】Ｐosd ＝Ｐosa ×Ｗ2a＋Ｐosb ×Ｗ2b スライダ重みトラック12には図３(a) に示す様な重み関
数Ｗが記録されており，これを重み検出素子22a ，22b
で読み取った場合，図３(b) に示す様な重み関数W2a,W2
b が位置に応じて出力される。これらの関数W2a,W2b は
重み検出素子22a ，22b で読み取った重み情報の比の和
が１になるようにしたものである。例えば主スケール10
0 のつなぎ部分とは関係の無い場合にはW2a:W2b=0.5:0.
5 である。また重み検出素子22a が，主スケール100 の
つなぎ部分と対面する場合には，重み検出素子22a の情
報は使用できないので，W2a:W2b=０:1.0である。そし
て，主スケール100 の中間の領域では，W2a ，W2b の値
が０から１の間で連続的に変化する。
数Ｗが記録されており，これを重み検出素子22a ，22b
で読み取った場合，図３(b) に示す様な重み関数W2a,W2
b が位置に応じて出力される。これらの関数W2a,W2b は
重み検出素子22a ，22b で読み取った重み情報の比の和
が１になるようにしたものである。例えば主スケール10
0 のつなぎ部分とは関係の無い場合にはW2a:W2b=0.5:0.
5 である。また重み検出素子22a が，主スケール100 の
つなぎ部分と対面する場合には，重み検出素子22a の情
報は使用できないので，W2a:W2b=０:1.0である。そし
て，主スケール100 の中間の領域では，W2a ，W2b の値
が０から１の間で連続的に変化する。
【００１０】このような構成において，その動作例を図
３(b) で説明すると，例えばテーブル３の中心がA0にあ
る場合，重み付け信号処理部40で得る重み係数は，W2a:
W2b=0.5:0.5 となっている。また，読取り情報Ｓ1a，Ｓ
1bは重み付け信号処理部40内の位置演算部41a ，41b で
位置データＰosa ，Ｐosb に変換される。これらの重み
係数並びに位置データをもとにスライダ３の位置データ
を求めると数式１より，Ｐosd ＝Ｐosa ×0.5 ＋Ｐosb
×0.5 となる。テーブル３の中心がA1にある場合，重み
係数は，W2a:W2b=0.2:0.8 となっているので，この際の
位置演算部41a ，41b での位置データＰosa ，Ｐosb と
共にスライダ３の位置データを求めると，数式１より，
Ｐosd ＝Ｐosa ×0.2 ＋Ｐosb×0.8 となる。テーブル
３の中心がA2にある場合，重み係数は，W2a:W2b=0:1.0
となっているので，この際の位置演算部41a ，41b での
位置データＰosa ，Ｐosb と共に求めるスライダ３の位
置データは，数式１より，Ｐosd ＝Ｐosa ×0 ＋Ｐosb
×1.0 ＝Ｐosb となる。このような構成と数式１を用い
た重み付け演算部42での演算とによって，２つの位置検
出素子21a 及び21b で得られる位置データＰosa,Ｐosb
のどちらに片寄ることもなく，精度の高い位置データＰ
osd を得ることができる。
３(b) で説明すると，例えばテーブル３の中心がA0にあ
る場合，重み付け信号処理部40で得る重み係数は，W2a:
W2b=0.5:0.5 となっている。また，読取り情報Ｓ1a，Ｓ
1bは重み付け信号処理部40内の位置演算部41a ，41b で
位置データＰosa ，Ｐosb に変換される。これらの重み
係数並びに位置データをもとにスライダ３の位置データ
を求めると数式１より，Ｐosd ＝Ｐosa ×0.5 ＋Ｐosb
×0.5 となる。テーブル３の中心がA1にある場合，重み
係数は，W2a:W2b=0.2:0.8 となっているので，この際の
位置演算部41a ，41b での位置データＰosa ，Ｐosb と
共にスライダ３の位置データを求めると，数式１より，
Ｐosd ＝Ｐosa ×0.2 ＋Ｐosb×0.8 となる。テーブル
３の中心がA2にある場合，重み係数は，W2a:W2b=0:1.0
となっているので，この際の位置演算部41a ，41b での
位置データＰosa ，Ｐosb と共に求めるスライダ３の位
置データは，数式１より，Ｐosd ＝Ｐosa ×0 ＋Ｐosb
×1.0 ＝Ｐosb となる。このような構成と数式１を用い
た重み付け演算部42での演算とによって，２つの位置検
出素子21a 及び21b で得られる位置データＰosa,Ｐosb
のどちらに片寄ることもなく，精度の高い位置データＰ
osd を得ることができる。
【００１１】
【発明の効果】以上のように本発明のリニアエンコーダ
によれば，移動ストロークの長い場合でも長尺の主スケ
ールを必要とせずに高精度な位置検出を行なうことがで
きる。
によれば，移動ストロークの長い場合でも長尺の主スケ
ールを必要とせずに高精度な位置検出を行なうことがで
きる。
【図１】本発明のリニアエンコーダの一例を示す概略構
造図である。
造図である。
【図２】本発明の主要部の詳細例を示すブロック図であ
る。
る。
【図３】本発明のリニアエンコーダに用いるデータ例を
示す図である。
示す図である。
【図４】従来のリニアエンコーダの一例を示す概略構造
図である。
図である。
【図５】従来のリニアエンコーダの別の一例を示す概略
構造図である。
構造図である。
【図６】従来のリニアエンコーダに用いる論理例を示す
図である。
図である。
１，１０，１００ 主スケール ２，２０，２００ スライダ ２ａ，２ｂ 位置検出素子 ２ｃ，２ｄ 制御用スイッチ ３ テーブル ５ 駆動軸 １１ インクリメンタルトラック １２ 制御用トラック １３ スライダ重みトラック ２１ａ，２１ｂ 位置検出素子 ２２ａ，２２ｂ 重み検出素子 ４０ 重み付け信号処理部 ４１ａ，４１ｂ 位置演算部 ４２ 重み付け演算
Claims (1)
- 【請求項１】 長手方向に並設された複数の主スケール
と、前記主スケールの長手方向に沿って相対移動し前記
主スケールの位置情報を２箇所で読み取るスライダと、
前記スライダの各位置情報から求めた位置データを合成
して直線的に移動する移動体の位置データを求めて出力
する信号処理部とを有するリニアエンコーダにおいて、
前記主スケールに前記スライダの重み情報が記録された
スライダ重みトラックを備え、前記スライダに前記スラ
イダ重みトラックの重み情報を読み取る重み検出素子を
備え、前記信号処理部に前記スライダの各位置情報から
求めた位置データを前記重み情報を基に合成演算する重
み付け演算部を備えるようにしたことを特徴とするリニ
アエンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4356912A JP3009554B2 (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | リニアエンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4356912A JP3009554B2 (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | リニアエンコーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06194186A JPH06194186A (ja) | 1994-07-15 |
| JP3009554B2 true JP3009554B2 (ja) | 2000-02-14 |
Family
ID=18451391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4356912A Expired - Fee Related JP3009554B2 (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | リニアエンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3009554B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4525081B2 (ja) * | 2004-01-16 | 2010-08-18 | 三菱電機株式会社 | リニアエンコーダを用いたタンデム装置 |
| DE102004056726B4 (de) * | 2004-11-19 | 2014-12-24 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der räumlichen Lage eines ersten Objektes bezüglich eines zweiten Objektes |
| US7432497B2 (en) | 2005-09-29 | 2008-10-07 | Mitutoyo Corporation | Absolute linear encoder |
-
1992
- 1992-12-22 JP JP4356912A patent/JP3009554B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06194186A (ja) | 1994-07-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |