JP3659790B2 - 位置検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧シリンダのロッドなどアクチュエータのストローク位置を高精度で検出する装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧シリンダのピストンロッドなどのストローク位置を検出する装置として、ピストンロッドの表面に軸方向の一定の間隔で弱磁性部を配設した磁気スケールを構成し、シリンダ側に取り付けた磁気センサの検出信号がピストンロッドの変位によって正弦波で変化することを利用して、変位の増分値から分解能の高い位置検出を行うものがある。
【０００３】
このものでは、電源遮断中に各基準点の絶対位置がずれることがあるので、電源の再立ち上げ時に各基準点（ｈ１〜ｈ７）の絶対位置を再設定するには、ピストンロッドを最縮位置まで変位させ、このときのストローク位置データをゼロにセットした後、ピストンロッドを伸長させて基準点を通過する毎に基準点間隔を計測し、その基準点間隔に応じたアドレスの指示するメモリに基準点で得られたストローク位置データを格納することにより自動的に基準点絶対位置を再設定しているが、ピストンロッドを全ストロークにわたって伸縮させなければ基準点絶対位置を再設定できない。
【０００４】
そこで、電源の再立ち上げ時に、隣接する２つの基準点を通過させるだけで、電源遮断中の基準点絶対位置のずれを解消するものとして、計測開始位置よりのストローク位置を演算しつつ、隣接する２つの基準点が検出された時点で、２つの基準点のストローク位置データＸ1、Ｘ2の差を基準点間隔Ｌとして計測し、その基準点間隔Ｌに応じたアドレスＡＤを演算し、そのアドレスＡＤが指し示すメモリに格納されている基準点絶対位置を、２つ目の基準点に対するストローク位置データＸ2で置き換えるようにしたものが提案されている（特開平６−１９４１１０号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ピストンロッドに機器を組み付けた状態ではピストンロッド（アクチュエータ）を最縮位置まで戻すことができず、常にピストンロッドが所定値伸び出した状態を稼働開始状態としてアクチュエータを稼働（伸縮）することがある。
【０００６】
この場合にも、アクチュエータの絶対位置をリアルタイムで表示する装置により、アクチュエータが現在どの位置にあるかを確かめながら伸縮させるのであるが、各基準点の絶対位置が、アクチュエータの最縮位置を原点（たとえばゼロ）とするスケールであったのでは、表示装置上もアクチュエータの最縮位置を原点として測った値になるので、アクチュエータの扱いが容易でない。上記の稼働開始位置から望みのストロークだけピストンロッドを伸ばすには、稼働開始位置で表示装置に表示されている絶対位置に、望みのストローク長さを加える計算を行い、その加算値と一致するまでピストンロッドを伸ばす必要があることから、計算違いが起こることがあり得るからである。
【０００７】
そこで本発明は、アクチュエータの予め設定した任意の位置（たとえば稼働開始位置）において表示装置に原点である値が表示されるように、基準点絶対位置を、アクチュエータの稼働開始位置を原点として測った値に設定することにより、アクチュエータが伸び出した状態を稼働開始位置としてアクチュエータを伸縮させる場合においても、アクチュエータを扱いやすくすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、図１に示すように、弱磁性部をアクチュエータのストローク方向に所定のピッチで配設するとともに、これら弱磁性部のうち所定の不等間隔で選んだ位置の弱磁性部を基準点として第１の深さＭ２で、また残りの位置の弱磁性部を第２の深さＭ１でそれぞれ形成した磁気スケール１１と、この磁気スケール１１のピッチに対応して９０度の位相差をもった正弦波を出力する一対の磁気センサ１２と、これら磁気センサ１２の出力からストローク位置を演算する手段１３と、前記基準点の絶対位置を格納する手段１４と、この各基準点絶対位置と前記ストローク位置の演算値を用いて前記アクチュエータの現在の絶対位置を表示する装置１５と、電源の再立ち上げ時に前記格納手段１４に格納されている全ての基準点絶対位置を、電源再立ち上げ時の前記アクチュエータ位置（計測開始位置）を原点として測った値に再設定する手段１６とを備える位置検出装置において、前記全ての基準点絶対位置を前記アクチュエータの最縮位置を原点として測った値をマスタ絶対位置として格納している手段１７と、このマスタ絶対位置を用いて前記基準点絶対位置の再設定後に前記格納手段１４に格納されている全ての基準点絶対位置を、前記アクチュエータ最縮位置を原点として測った値に書き換える第１の手段１８と、この書き換え完了後に前記格納手段１４に格納されている全ての基準点絶対位置を、前記アクチュエータの稼働開始位置を原点として測った値にさらに書き換える第２の手段１９とを設けた。
【０００９】
第２の発明では、第１の発明において前記基準点絶対位置第１書き換え手段１８が、所定の基準点に対する電源再立ち上げ時のアクチュエータ位置を原点として測った値の基準点絶対位置と、同じ基準点に対するアクチュエータ最縮位置を原点として測った値の基準点絶対位置との差分値を計算する手段と、この差分値を電源再立ち上げ時のアクチュエータ位置を原点として測った値の基準点絶対位置に加算した値を、アクチュエータ最縮位置を原点として測った値の基準点絶対位置として設定する手段とからなる。
【００１０】
第３の発明では、第１の発明において前記基準点絶対位置第２書き換え手段１９が、前記アクチュエータの稼働開始位置とアクチュエータ最縮位置とのストローク差を格納する手段と、前記アクチュエータ最縮位置を原点として測った値の基準点絶対位置からこのストローク差だけ差し引いた値を前記アクチュエータの稼働開始位置を原点として測った値として設定する手段とからなる。
【００１１】
第４の発明では、第３の発明において前記基準点を間隔が同一のものがないように前記磁気スケール上に配設するとともに、前記基準点絶対位置格納手段１４が基準点絶対位置を基準点間隔に応じたアドレスに指示されるメモリに格納している場合に、前記設定手段が、第１の基準点の通過を検出する手段と、この第１の基準点検出時に第１の基準点でのストローク位置データを格納する手段と、前記第１の基準点とは異なる第２の基準点の通過を検出する手段と、この第２の基準点検出時に第２の基準点でのストローク位置データを格納する手段と、前記２つのストローク位置データの差を基準点間隔として算出する手段と、この基準点間隔に応じてアドレスを演算する手段と、このアドレスの指示するメモリから前記第２の基準点に対する絶対位置を読み出し、その読み出した値から前記アクチュエータの稼働開始位置とアクチュエータ最縮位置とのストローク差を差し引いた値で上書きする手段と、この第２の基準点に対する絶対位置の上書きに基づいて残りの基準点に対する絶対位置を読み出し、その読み出した値から前記アクチュエータの稼働開始位置とアクチュエータ最縮位置とのストローク差を差し引いた値で上書きする手段とからなる。
【００１２】
【発明の効果】
第１、第２、第３の各発明では、アクチュエータの稼働開始位置において現在のストロークの絶対位置の表示手段に原点である値が表示されるように、全ての基準点の絶対位置を、アクチュエータの稼働開始位置を原点として測った値に書き換えるので、表示手段に表示される値がそのまま稼働開始位置からのストローク量を意味することになり、これによって、アクチュエータが伸び出した状態を稼働開始位置としてアクチュエータを伸縮させる場合においても、アクチュエータの扱いが容易になる。
【００１３】
第４の発明では、２つの基準点を検出するだけで、全ての基準点の絶対位置を、最縮位置を原点として測った値からアクチュエータの稼働開始位置を原点として測った値へと上書きできることから、ストローク規制によりアクチュエータがフルストロークできない場合であっても、全ての基準点絶対位置の、稼働開始位置を原点として測った値への設定を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図２、図３に本発明の第１実施形態を示すと、これらの構成は、特開平６−１９４１１０号公報により公知である。
【００１５】
図２において、１は図示しない油圧シリンダを構成する磁性材料（強磁性部４）で形成されたピストンロッドで、このピストンロッド１の表面には軸方向に所定のピッチＰを備えて深さＭ1、Ｍ2の弱磁性部３を形成して磁気スケール２を構成する。
【００１６】
この弱磁性部３の幅はピッチＰの半分であるＰ／２を備え、磁気スケール２の弱磁性部３と強磁性部４はともにＰ／２の幅を備えてピッチＰで交互に配設される。
【００１７】
磁気スケール２の弱磁性部３のうち、所定の不等間隔に設定された磁気スケール２の基準点ｈ1〜ｈ7に対応する弱磁性部３は深さＭ2に形成され、基準点ｈ1、ｈ2、ｈ3、ｈ4、ｈ5、ｈ6、ｈ7の間隔はそれぞれ６Ｐ、４Ｐ、２Ｐ、Ｐ、３Ｐ、５Ｐの間隔を備えて同一の間隔が存在しないよう不等間隔に設定される。なお、これら弱磁性部３の深さはＭ1＜Ｍ2の関係を満たしている。また、基準点間隔の並び方は、この例に限る必要はなく、同一間隔が存在しなければよい。
【００１８】
図示しない油圧シリンダの一端にはピストンロッド１の変位に伴って磁気スケール２の１ピッチを１周期とし、互いに９０゜の位相差を備えた２相の正弦波を出力する一対の磁気センサ５が備えられる。この磁気センサ５の出力信号は図４に示すように、９０度の位相差を備えた出力信号sigＡ、sigＢとして出力される。
【００１９】
磁気センサ５からの２相の出力信号はsigＡ、sigＢは、図３に示すようにマイクロコンピュータなどで構成されるコントローラ７に入力されて、これに基づいてピストンロッド１のストローク位置が演算される。
【００２０】
このストローク位置の演算は、例えば、特開平４−１３６７１３号公報にも開示されるように、磁気センサ５の出力信号sigＡ、sigＢのそれぞれのピーク値に基づいて求めた正規化係数に基づいて１／２Ｐ単位の位置（粗位置）と、１／２Ｐ間を所定数に分割した位置（精位置）を求め、これらを合算することでストローク位置が求められる。
【００２１】
磁気センサ５の出力信号sigＡ、sigＢはサンプルホールド回路ＳＨＡ、ＳＨＢ、及びアナログ・デジタルコンバータＡＤＣを介してコントローラ７の中央演算処理部ＣＰＵに入力される。
【００２２】
コンパレータＣＡ、ＣＢはＣＰＵにおいて演算された磁気センサ５の出力信号sigＡ、sigＢの各ピッチにおける最大値と最小値との中央値である振央レベルを基準値として出力信号sigＡ、sigＢと比較して、振央レベルよりも大きいときにＨレベル、小さいときにＬレベルの信号を出力する。なお、ＤＡＣＡ、ＤＡＣＢはＣＰＵで演算された各振央レベルをアナログ変換するデジタル・アナログコンバータである。
【００２３】
コンパレータＣＺは磁気センサ５の出力信号sigＢから基準点ｈ1〜ｈ7を判定するもので、デジタル・アナログコンバータＤＡＣＺから与えられる基準点判定レベルbasＺと出力信号sigＢとを比較して、出力信号sigＢが基準点判定レベルbasＺより大きいときにＨレベル、小さいときにＬレベルの信号を出力する。
【００２４】
この基準点の判定はコンパレータＣＡの出力が変化したとき、すなわち出力信号sigＡが振央レベルを通過したときに割り込み処理が発生し、後述するソフトウェアにより基準点の判定が行われる。
【００２５】
メモリＲＡＭには磁気センサ５の出力信号sigＡ、sigＢの各ピッチごとのピーク値が格納されるとともに、各基準点における絶対位置情報が格納される。なお、このメモリＲＡＭはバッテリなどでバックアップされており、装置の電源が遮断されても記憶内容が保持される。
【００２６】
ここで、図４を参照して基準点の判定方法について説明する。
【００２７】
ピストンロッド１が変位すると磁気センサ５の出力信号sigＡ、sigＢはそれぞれ９０゜の位相差をもつ正弦波として出力される。出力信号sigＡ、sigＢは深さＭ1の弱磁性部３を通過する際には振幅レベル１を、基準点である深さＭ2の弱磁性部３を通過する際には振幅レベル２をそれぞれ出力する。したがって、基準点ｈ1〜ｈ7における振幅レベルは２となり、その他の弱磁性部３では振幅レベルは１となる。
【００２８】
各基準点は出力信号sigＡが振央レベルcenＡとなる基準点において、出力信号sigＢは最小ピーク値である振幅レベル２を発生するが、弱磁性部３の深さＭ2の誤差などにより変動することがあるため、出力信号sigＢが予め設定した基準点判定レベルbasＺ以下であることを条件として基準点を判定する一方、基準点以外の弱磁性部３を通過する際の振央レベルcenＡを除外する。
【００２９】
この基準点判定レベルbasＺは、出力信号sigＢの振央レベルcenＢと前記出力信号sigＢの振幅レベルから次式のように設定することができる。
【００３０】
ｂａｓＺ＝ｃｅｎＢ−（レベル１＋レベル２）／２
したがって、出力信号sigＡが振央レベルcenＡとなったときに出力信号Ｂが基準点判定レベルbasＺ以下であれば基準点であることが容易に判定される。
【００３１】
次に、コントローラ７における基準点を判定してから基準点絶対位置を再設定するまでの処理を図５のフローチャートを参照しながら説明する。なお、図５は装置の電源を再投入してから基準点絶対位置がセットされるまでの流れを示す。
【００３２】
まず、Ｓ１０においてストローク位置データをリセットした後に図示しない駆動手段によってピストンロッド１を任意の方向に駆動させ、Ｓ１１で出力信号sigＡが振央レベルcenＡかつ出力信号sigＢが基準点判定レベルbasＺ以下であるかどうかの判定により第１の基準点の判定を行う。
【００３３】
第１の基準点が検出されると、Ｓ１２ではそのときのストローク位置データ（計測開始点を基準とするストローク位置データ）をＸ1に保持する。
【００３４】
さらにピストンロッド１を駆動させて、Ｓ１３ではＳ１１と同様にして第２の基準点を判定する。第２の基準点が判定されると、Ｓ１４ではＳ１２と同様にして、そのときのストローク位置データをＸ2に保持し、これらＸ1、Ｘ2の差をＳ１５において基準点間隔Ｌとして計算する。
【００３５】
Ｓ１６ではこの基準点間隔Ｌの絶対値と弱磁性部３のピッチＰとを比較し、Ｌの絶対値がＰ未満であればＳ１７の処理を経由して再び第２の基準点の検出を行う。ＬがＰ未満となる場合は、ピストンロッド１の伸縮によって磁気センサ５が第１の基準点を２回通過した状態であり、正確に基準点絶対位置を再設定できないため、Ｓ１７においてＸ2の値をＸ1に転送するとともに、Ｓ１３の処理に戻る。
【００３６】
一方、Ｓ１６の判定で基準点間隔ＬがピッチＰ以上のときは、Ｌの正負よりストロークの方向を判定して、Ｌが正であればＳ２０に、負であるときはＳ１９の処理にそれぞれ進む。
【００３７】
Ｓ１９、２０では、基準点間隔Ｌに所定値ｍを乗じたものを、ピストンロッド１の変位方向に応じた所定値base１、base２に加算した値をアドレスＡＤとして計算する。このＡＤは、第２の基準点の絶対位置を格納するメモリＲＡＭを指示するためのアドレスである。
【００３８】
Ｓ２１ではこのアドレスＡＤに指示されたメモリにＸ2の値を格納することにより、第２の基準点の絶対位置を再設定し、図５のフローを終了する。なお、図５において説明しなかったＳ２２以降は後述する。
【００３９】
このようにして第２の基準点の絶対位置の再設定を行った後には、図示しないフローにおいて残りの基準点（第２の基準点以外の基準点）に対する絶対位置についても再設定を行う。
【００４０】
この結果、基準点絶対位置の格納されるメモリＲＡＭには、図６のように、ストロークの方向、所定値base１、２、基準点間隔（Ｐ〜５Ｐ）に応じて基準点ｈ1〜ｈ7の絶対位置が格納される。
【００４１】
なお、このメモリマップにおいて同一の基準点の絶対位置が異なるアドレスに重複して格納されるが、これは、ピストンロッド１の変位方向によって基準点の検出位置（出力信号sigＡが振央レベルcenＡと等しくなる位置）が微妙にずれるためで、ピストンロッド１の変位方向ごとにアドレスを変えて各基準点ｈ1〜ｈ7の絶対位置を格納しているわけである。
【００４２】
したがって、装置の休止中にピストンロッド１が油漏れなどにより変位しても、任意の基準点を２カ所通過しさえすれば自動的に全ての基準点の絶対位置を再設定することが可能となり、起動時のストローク量を低減して稼働までの時間を短縮することができることになる。
【００４３】
これで公知例（特開平６−１９４１１０号公報）の説明を終了する。
【００４４】
さて、ピストンロッド１に機器を組み付けた状態ではピストンロッド１を最縮位置まで戻すことができず、常にピストンロッド１が所定値伸び出した状態を稼働開始状態としてピストンロッド１を伸縮することがある。
【００４５】
この場合にも、ピストンロッド１の現在の絶対位置をリアルタイムで表示する装置により、ピストンロッド１が現在どの位置にあるかを確かめながら伸縮させるのであるが、各基準点の絶対位置が、ピストンロッド１の最縮位置をゼロ点（原点）とするスケールであったのでは、表示装置上もピストンロッド１の最縮位置をゼロ点として測った値になるので、アクチュエータの扱いが容易でない。上記の稼働開始位置から望みのストロークだけピストンロッド１を伸ばすには、稼働開始位置で表示装置に表示されている絶対位置に、望みのストローク長さを加える計算を行い、その加算値と一致するまでピストンロッド１を伸ば必要があり、計算違いが起こることがあり得るからである。
【００４６】
これに対処するため本発明の第１実施形態では、アクチュエータの稼働開始位置で表示装置にゼロが表示されるように、全ての基準点の絶対位置を、アクチュエータの稼働開始位置をゼロ点として測った値に設定する。
【００４７】
コントローラ７で実行されるこの制御の内容を以下に説明すると、本発明では図５のＳ２２〜Ｓ３４のステップと図８、図９のフローチャートを新たに追加している。
【００４８】
まず図５から述べると、Ｓ２２、Ｓ２３ではＳ１９、Ｓ２０と同様にして、基準点間隔Ｌに所定値ｍを乗じたものを、ピストンロッド１の変位方向に応じた所定値base３、base４に加算した値をアドレスＡＤ2として計算する。このＡＤ2は、第２の基準点のマスタ絶対位置を格納するメモリＲＡＭを指示するためのアドレスである。
【００４９】
ここで、マスタ絶対位置は、ピストンロッド１の最縮位置をゼロ点として測った位置のことで、具体的には、図７に示したように、アドレスＡＤ2の指示するメモリ（ＲＯＭまたはバックアップ可能なＲＡＭ）に予め格納されている。
【００５０】
Ｓ２４ではアドレスＡＤの指示するメモリに格納されている絶対位置データとアドレスＡＤ2の指示するメモリに格納されているマスタ絶対位置データの差分値Ｙを計算する。なお、図５においてはアドレスＡＤ、ＡＤ2に格納されているデータのことを括弧付きの値である（ＡＤ）、（ＡＤ2）で表わしている。
【００５１】
ここで、差分値Ｙはピストンロッド１の最縮位置から計測開始位置までのズレ分を表す。例えば、図１０において、電源の再投入時に下段に示すようにピストンロッド１が最縮位置よりも少し飛び出していた状態で、基準点絶対位置の再設定が行われると、各基準点絶対位置は計測開始位置をゼロ点として測った値となる。これに対して、マスタ絶対位置はあくまでピストンロッド１の最縮位置をゼロ点として測った値である。したがって、同じ第２の基準点に対するマスタ絶対位置とマスタのつかない絶対位置の差をとることで、ピストンロッド１の最縮位置から計測開始位置までのズレ分を計算できるのである。
【００５２】
Ｓ２５〜Ｓ３３までは、電源の再投入時における計測開始位置が最縮位置からずれている場合にも、全ての基準点絶対位置を最縮位置をゼロ点として測った値に書き換える部分である。
【００５３】
Ｓ２５ではまず基準点間隔Ｌを１とし、このときのアドレスＡＤ、ＡＤ2をＳ２６、Ｓ２７において計算し、一方のアドレスＡＤ2の指示するメモリに格納されているマスタ絶対位置に上記の差分値Ｙを加えた値を、他方のアドレスＡＤの指示するメモリに格納されているデータに上書きする。Ｓ２９、Ｓ３０、Ｓ３１の処理は、Ｓ２６、Ｓ２７、Ｓ２８の処理とアドレスＡＤ、ＡＤ2の値が異なるだけで、処理そのものは同様である。
【００５４】
Ｓ３２ではＬを１だけインクリメントした後、これをＳ３３において最大の基準点間隔Ｌmax（＝６）と比較する。Ｌ≠Ｌmaxであれば、Ｓ２６に戻ってＳ２６〜Ｓ３２の処理を繰り返す。
【００５５】
この結果、電源の再投入時における計測開始位置が最縮位置からずれている場合に、全ての基準点絶対位置が最縮位置をゼロ点として測った値に書き換えられる。これを図１０の場合でさらに説明すると、第２の基準点に対する絶対位置について、計測開始位置をゼロ点として測った値から最縮位置をゼロ点として測った値へと変更されるわけである。
【００５６】
このようにして、最縮位置をゼロ点として測った値の基準点絶対位置の書き換えを終了したら、Ｓ３３よりＳ３４に進み、再設定完了通知を出した後、図５のフローを終了する。
【００５７】
図８のフローチャートはゼロリセットの準備をするためのもので、図５とは独立に実行する。
【００５８】
Ｓ４０では再設定完了通知がきたかどうかをみる。再設定完了通知がきたときは、Ｓ４１、Ｓ４２でゼロとしたいところのアドレスをＡＤ3とし、このアドレスＡＤ3の指示するメモリに所定値Ｚを入れて、図８のフローを終了する。
【００５９】
ここで、Ｚは最縮位置から稼働開始位置までのストローク量のことである。たとえば、図１１に示したように、ピストンロッド先端にアタッチメントなどの部品を連結した場合に、機構的にピストンロッドを最縮位置まで戻すことができない場合など、ピストンロッドが最縮位置よりもＺだけ飛び出した位置を稼働開始位置としてピストンロッドを伸縮させたいことがある。
【００６０】
このとき、ピストンロッドの現在の絶対位置を表示する表示装置に、最縮位置（あるいは計測開始位置）をゼロ点として測った値が表示されるのでは、稼働開始位置からのストローク量を計算するのに、稼働開始位置と最縮位置の間のストロークを考慮しなればならないので、計算違いが生じる可能性がある。また、いちいち最縮位置から稼働開始位置までのストロークを考慮するのは煩わしい。
【００６１】
そこで、最縮位置から稼働開始位置までのストロークが予めわかっているときは、このストロークをＺとして、このＺを格納するためのメモリと、このメモリを指示するアドレスＡＤ3とを与えておくのである。
【００６２】
図５のフローチャートでは、全ての基準点絶対位置を、最縮位置をゼロ点として測った値に書き換えたが、図９のフローチャートは、この最縮位置をゼロ点として測った値の基準点絶対位置を、さらに稼働開始位置をゼロ点として測った値に書き換えるためのもので、図８に続けて実行する。
【００６３】
図９においてＳ５０〜Ｓ６０は図５のＳ１０〜Ｓ２０の処理と同様である。つまり、スロトーク位置データをリセットした後にピストンロッド１を任意の方向に駆動し（Ｓ５０）、第１の基準点を検出したら、そのときのストローク位置データをＸ1とする（Ｓ５１、Ｓ５２）。ピストンロッド１をさらに動かし、第２の基準点を検出したら、そのときのストローク位置データをＸ2とする（Ｓ５３、Ｓ５４）。これらＸ1とＸ2の差を基準点間隔Ｌとして算出し（Ｓ５５）、基準点間隔Ｌの絶対値とピッチＰを比較する。基準点間隔ＬがピッチＰ以上のときだけＳ５８に進み、基準点間隔Ｌの正負（ストローク方向）を判断して、アドレスＡＤを計算する（Ｓ５６、５７、５８、５９）。
【００６４】
Ｓ６１ではこのアドレスＡＤの指示するメモリに格納されているデータに、このデータから前記Ｚを差し引いた値を上書きした後、図９のフローを終了する。この結果、図１１のように第２の基準点の絶対位置が最縮位置をゼロ点として測った値から稼働開始位置をゼロ点として測った値へと書き換えられる。
【００６５】
なお、残りの基準点絶対位置についても、図示しないフローにおいて、稼働開始位置をゼロ点として測った値へと書き換えられる。
【００６６】
このようにして本発明では、アクチュエータの稼働開始位置で表示装置にゼロが表示されるように、全ての基準点の絶対位置を、アクチュエータの稼働開始位置をゼロ点として測った値に設定するので、表示装置に表示される値がそのまま稼働開始位置からのストローク量を意味することになり、これによって、アクチュエータが伸び出した状態を稼働開始位置としてアクチュエータを伸縮させる場合においても、アクチュエータの扱いが容易になるのである。
【００６７】
また、２つの基準点を検出するだけで、全ての基準点の絶対位置を、最縮位置をゼロ点として測った値からアクチュエータの稼働開始位置をゼロ点として測った値へと書き換えできることから、ストローク規制によりピストンロッドがフルストロークできない場合であっても、全ての基準点絶対位置の、稼働開始位置をゼロ点として測った値への設定が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明のクレーム対応図である。
【図２】磁気スケールの概略図である。
【図３】コントローラのブロック図である。
【図４】各ピッチにおける磁気センサの出力信号の変化を示す図である。
【図５】電源再投入時の基準点絶対位置の再設定とそれに引き続く基準点絶対位置の最縮位置を原点として測った値への書き換えとを説明するためのフローチャートである。
【図６】基準点絶対位置を格納するためのメモリ内容を示す図である。
【図７】マスタ絶対位置を格納するためのメモリ内容を示す図である。
【図８】ゼロリセットの準備を説明するためのフローチャートである。
【図９】基準点絶対位置の稼働開始位置を原点として測った値への書き換えを説明するためのフローチャートである。
【図１０】第１実施形態の作用を説明するための図である。
【図１１】第１実施形態の作用を説明するための図である。
【符号の説明】
１ ピストンロッド
２ 磁気スケール
３ 弱磁性部
４ 強磁性部
５ 磁気センサ
７ コントローラ
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧シリンダのロッドなどアクチュエータのストローク位置を高精度で検出する装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧シリンダのピストンロッドなどのストローク位置を検出する装置として、ピストンロッドの表面に軸方向の一定の間隔で弱磁性部を配設した磁気スケールを構成し、シリンダ側に取り付けた磁気センサの検出信号がピストンロッドの変位によって正弦波で変化することを利用して、変位の増分値から分解能の高い位置検出を行うものがある。
【０００３】
このものでは、電源遮断中に各基準点の絶対位置がずれることがあるので、電源の再立ち上げ時に各基準点（ｈ１〜ｈ７）の絶対位置を再設定するには、ピストンロッドを最縮位置まで変位させ、このときのストローク位置データをゼロにセットした後、ピストンロッドを伸長させて基準点を通過する毎に基準点間隔を計測し、その基準点間隔に応じたアドレスの指示するメモリに基準点で得られたストローク位置データを格納することにより自動的に基準点絶対位置を再設定しているが、ピストンロッドを全ストロークにわたって伸縮させなければ基準点絶対位置を再設定できない。
【０００４】
そこで、電源の再立ち上げ時に、隣接する２つの基準点を通過させるだけで、電源遮断中の基準点絶対位置のずれを解消するものとして、計測開始位置よりのストローク位置を演算しつつ、隣接する２つの基準点が検出された時点で、２つの基準点のストローク位置データＸ1、Ｘ2の差を基準点間隔Ｌとして計測し、その基準点間隔Ｌに応じたアドレスＡＤを演算し、そのアドレスＡＤが指し示すメモリに格納されている基準点絶対位置を、２つ目の基準点に対するストローク位置データＸ2で置き換えるようにしたものが提案されている（特開平６−１９４１１０号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ピストンロッドに機器を組み付けた状態ではピストンロッド（アクチュエータ）を最縮位置まで戻すことができず、常にピストンロッドが所定値伸び出した状態を稼働開始状態としてアクチュエータを稼働（伸縮）することがある。
【０００６】
この場合にも、アクチュエータの絶対位置をリアルタイムで表示する装置により、アクチュエータが現在どの位置にあるかを確かめながら伸縮させるのであるが、各基準点の絶対位置が、アクチュエータの最縮位置を原点（たとえばゼロ）とするスケールであったのでは、表示装置上もアクチュエータの最縮位置を原点として測った値になるので、アクチュエータの扱いが容易でない。上記の稼働開始位置から望みのストロークだけピストンロッドを伸ばすには、稼働開始位置で表示装置に表示されている絶対位置に、望みのストローク長さを加える計算を行い、その加算値と一致するまでピストンロッドを伸ばす必要があることから、計算違いが起こることがあり得るからである。
【０００７】
そこで本発明は、アクチュエータの予め設定した任意の位置（たとえば稼働開始位置）において表示装置に原点である値が表示されるように、基準点絶対位置を、アクチュエータの稼働開始位置を原点として測った値に設定することにより、アクチュエータが伸び出した状態を稼働開始位置としてアクチュエータを伸縮させる場合においても、アクチュエータを扱いやすくすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、図１に示すように、弱磁性部をアクチュエータのストローク方向に所定のピッチで配設するとともに、これら弱磁性部のうち所定の不等間隔で選んだ位置の弱磁性部を基準点として第１の深さＭ２で、また残りの位置の弱磁性部を第２の深さＭ１でそれぞれ形成した磁気スケール１１と、この磁気スケール１１のピッチに対応して９０度の位相差をもった正弦波を出力する一対の磁気センサ１２と、これら磁気センサ１２の出力からストローク位置を演算する手段１３と、前記基準点の絶対位置を格納する手段１４と、この各基準点絶対位置と前記ストローク位置の演算値を用いて前記アクチュエータの現在の絶対位置を表示する装置１５と、電源の再立ち上げ時に前記格納手段１４に格納されている全ての基準点絶対位置を、電源再立ち上げ時の前記アクチュエータ位置（計測開始位置）を原点として測った値に再設定する手段１６とを備える位置検出装置において、前記全ての基準点絶対位置を前記アクチュエータの最縮位置を原点として測った値をマスタ絶対位置として格納している手段１７と、このマスタ絶対位置を用いて前記基準点絶対位置の再設定後に前記格納手段１４に格納されている全ての基準点絶対位置を、前記アクチュエータ最縮位置を原点として測った値に書き換える第１の手段１８と、この書き換え完了後に前記格納手段１４に格納されている全ての基準点絶対位置を、前記アクチュエータの稼働開始位置を原点として測った値にさらに書き換える第２の手段１９とを設けた。
【０００９】
第２の発明では、第１の発明において前記基準点絶対位置第１書き換え手段１８が、所定の基準点に対する電源再立ち上げ時のアクチュエータ位置を原点として測った値の基準点絶対位置と、同じ基準点に対するアクチュエータ最縮位置を原点として測った値の基準点絶対位置との差分値を計算する手段と、この差分値を電源再立ち上げ時のアクチュエータ位置を原点として測った値の基準点絶対位置に加算した値を、アクチュエータ最縮位置を原点として測った値の基準点絶対位置として設定する手段とからなる。
【００１０】
第３の発明では、第１の発明において前記基準点絶対位置第２書き換え手段１９が、前記アクチュエータの稼働開始位置とアクチュエータ最縮位置とのストローク差を格納する手段と、前記アクチュエータ最縮位置を原点として測った値の基準点絶対位置からこのストローク差だけ差し引いた値を前記アクチュエータの稼働開始位置を原点として測った値として設定する手段とからなる。
【００１１】
第４の発明では、第３の発明において前記基準点を間隔が同一のものがないように前記磁気スケール上に配設するとともに、前記基準点絶対位置格納手段１４が基準点絶対位置を基準点間隔に応じたアドレスに指示されるメモリに格納している場合に、前記設定手段が、第１の基準点の通過を検出する手段と、この第１の基準点検出時に第１の基準点でのストローク位置データを格納する手段と、前記第１の基準点とは異なる第２の基準点の通過を検出する手段と、この第２の基準点検出時に第２の基準点でのストローク位置データを格納する手段と、前記２つのストローク位置データの差を基準点間隔として算出する手段と、この基準点間隔に応じてアドレスを演算する手段と、このアドレスの指示するメモリから前記第２の基準点に対する絶対位置を読み出し、その読み出した値から前記アクチュエータの稼働開始位置とアクチュエータ最縮位置とのストローク差を差し引いた値で上書きする手段と、この第２の基準点に対する絶対位置の上書きに基づいて残りの基準点に対する絶対位置を読み出し、その読み出した値から前記アクチュエータの稼働開始位置とアクチュエータ最縮位置とのストローク差を差し引いた値で上書きする手段とからなる。
【００１２】
【発明の効果】
第１、第２、第３の各発明では、アクチュエータの稼働開始位置において現在のストロークの絶対位置の表示手段に原点である値が表示されるように、全ての基準点の絶対位置を、アクチュエータの稼働開始位置を原点として測った値に書き換えるので、表示手段に表示される値がそのまま稼働開始位置からのストローク量を意味することになり、これによって、アクチュエータが伸び出した状態を稼働開始位置としてアクチュエータを伸縮させる場合においても、アクチュエータの扱いが容易になる。
【００１３】
第４の発明では、２つの基準点を検出するだけで、全ての基準点の絶対位置を、最縮位置を原点として測った値からアクチュエータの稼働開始位置を原点として測った値へと上書きできることから、ストローク規制によりアクチュエータがフルストロークできない場合であっても、全ての基準点絶対位置の、稼働開始位置を原点として測った値への設定を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図２、図３に本発明の第１実施形態を示すと、これらの構成は、特開平６−１９４１１０号公報により公知である。
【００１５】
図２において、１は図示しない油圧シリンダを構成する磁性材料（強磁性部４）で形成されたピストンロッドで、このピストンロッド１の表面には軸方向に所定のピッチＰを備えて深さＭ1、Ｍ2の弱磁性部３を形成して磁気スケール２を構成する。
【００１６】
この弱磁性部３の幅はピッチＰの半分であるＰ／２を備え、磁気スケール２の弱磁性部３と強磁性部４はともにＰ／２の幅を備えてピッチＰで交互に配設される。
【００１７】
磁気スケール２の弱磁性部３のうち、所定の不等間隔に設定された磁気スケール２の基準点ｈ1〜ｈ7に対応する弱磁性部３は深さＭ2に形成され、基準点ｈ1、ｈ2、ｈ3、ｈ4、ｈ5、ｈ6、ｈ7の間隔はそれぞれ６Ｐ、４Ｐ、２Ｐ、Ｐ、３Ｐ、５Ｐの間隔を備えて同一の間隔が存在しないよう不等間隔に設定される。なお、これら弱磁性部３の深さはＭ1＜Ｍ2の関係を満たしている。また、基準点間隔の並び方は、この例に限る必要はなく、同一間隔が存在しなければよい。
【００１８】
図示しない油圧シリンダの一端にはピストンロッド１の変位に伴って磁気スケール２の１ピッチを１周期とし、互いに９０゜の位相差を備えた２相の正弦波を出力する一対の磁気センサ５が備えられる。この磁気センサ５の出力信号は図４に示すように、９０度の位相差を備えた出力信号sigＡ、sigＢとして出力される。
【００１９】
磁気センサ５からの２相の出力信号はsigＡ、sigＢは、図３に示すようにマイクロコンピュータなどで構成されるコントローラ７に入力されて、これに基づいてピストンロッド１のストローク位置が演算される。
【００２０】
このストローク位置の演算は、例えば、特開平４−１３６７１３号公報にも開示されるように、磁気センサ５の出力信号sigＡ、sigＢのそれぞれのピーク値に基づいて求めた正規化係数に基づいて１／２Ｐ単位の位置（粗位置）と、１／２Ｐ間を所定数に分割した位置（精位置）を求め、これらを合算することでストローク位置が求められる。
【００２１】
磁気センサ５の出力信号sigＡ、sigＢはサンプルホールド回路ＳＨＡ、ＳＨＢ、及びアナログ・デジタルコンバータＡＤＣを介してコントローラ７の中央演算処理部ＣＰＵに入力される。
【００２２】
コンパレータＣＡ、ＣＢはＣＰＵにおいて演算された磁気センサ５の出力信号sigＡ、sigＢの各ピッチにおける最大値と最小値との中央値である振央レベルを基準値として出力信号sigＡ、sigＢと比較して、振央レベルよりも大きいときにＨレベル、小さいときにＬレベルの信号を出力する。なお、ＤＡＣＡ、ＤＡＣＢはＣＰＵで演算された各振央レベルをアナログ変換するデジタル・アナログコンバータである。
【００２３】
コンパレータＣＺは磁気センサ５の出力信号sigＢから基準点ｈ1〜ｈ7を判定するもので、デジタル・アナログコンバータＤＡＣＺから与えられる基準点判定レベルbasＺと出力信号sigＢとを比較して、出力信号sigＢが基準点判定レベルbasＺより大きいときにＨレベル、小さいときにＬレベルの信号を出力する。
【００２４】
この基準点の判定はコンパレータＣＡの出力が変化したとき、すなわち出力信号sigＡが振央レベルを通過したときに割り込み処理が発生し、後述するソフトウェアにより基準点の判定が行われる。
【００２５】
メモリＲＡＭには磁気センサ５の出力信号sigＡ、sigＢの各ピッチごとのピーク値が格納されるとともに、各基準点における絶対位置情報が格納される。なお、このメモリＲＡＭはバッテリなどでバックアップされており、装置の電源が遮断されても記憶内容が保持される。
【００２６】
ここで、図４を参照して基準点の判定方法について説明する。
【００２７】
ピストンロッド１が変位すると磁気センサ５の出力信号sigＡ、sigＢはそれぞれ９０゜の位相差をもつ正弦波として出力される。出力信号sigＡ、sigＢは深さＭ1の弱磁性部３を通過する際には振幅レベル１を、基準点である深さＭ2の弱磁性部３を通過する際には振幅レベル２をそれぞれ出力する。したがって、基準点ｈ1〜ｈ7における振幅レベルは２となり、その他の弱磁性部３では振幅レベルは１となる。
【００２８】
各基準点は出力信号sigＡが振央レベルcenＡとなる基準点において、出力信号sigＢは最小ピーク値である振幅レベル２を発生するが、弱磁性部３の深さＭ2の誤差などにより変動することがあるため、出力信号sigＢが予め設定した基準点判定レベルbasＺ以下であることを条件として基準点を判定する一方、基準点以外の弱磁性部３を通過する際の振央レベルcenＡを除外する。
【００２９】
この基準点判定レベルbasＺは、出力信号sigＢの振央レベルcenＢと前記出力信号sigＢの振幅レベルから次式のように設定することができる。
【００３０】
ｂａｓＺ＝ｃｅｎＢ−（レベル１＋レベル２）／２
したがって、出力信号sigＡが振央レベルcenＡとなったときに出力信号Ｂが基準点判定レベルbasＺ以下であれば基準点であることが容易に判定される。
【００３１】
次に、コントローラ７における基準点を判定してから基準点絶対位置を再設定するまでの処理を図５のフローチャートを参照しながら説明する。なお、図５は装置の電源を再投入してから基準点絶対位置がセットされるまでの流れを示す。
【００３２】
まず、Ｓ１０においてストローク位置データをリセットした後に図示しない駆動手段によってピストンロッド１を任意の方向に駆動させ、Ｓ１１で出力信号sigＡが振央レベルcenＡかつ出力信号sigＢが基準点判定レベルbasＺ以下であるかどうかの判定により第１の基準点の判定を行う。
【００３３】
第１の基準点が検出されると、Ｓ１２ではそのときのストローク位置データ（計測開始点を基準とするストローク位置データ）をＸ1に保持する。
【００３４】
さらにピストンロッド１を駆動させて、Ｓ１３ではＳ１１と同様にして第２の基準点を判定する。第２の基準点が判定されると、Ｓ１４ではＳ１２と同様にして、そのときのストローク位置データをＸ2に保持し、これらＸ1、Ｘ2の差をＳ１５において基準点間隔Ｌとして計算する。
【００３５】
Ｓ１６ではこの基準点間隔Ｌの絶対値と弱磁性部３のピッチＰとを比較し、Ｌの絶対値がＰ未満であればＳ１７の処理を経由して再び第２の基準点の検出を行う。ＬがＰ未満となる場合は、ピストンロッド１の伸縮によって磁気センサ５が第１の基準点を２回通過した状態であり、正確に基準点絶対位置を再設定できないため、Ｓ１７においてＸ2の値をＸ1に転送するとともに、Ｓ１３の処理に戻る。
【００３６】
一方、Ｓ１６の判定で基準点間隔ＬがピッチＰ以上のときは、Ｌの正負よりストロークの方向を判定して、Ｌが正であればＳ２０に、負であるときはＳ１９の処理にそれぞれ進む。
【００３７】
Ｓ１９、２０では、基準点間隔Ｌに所定値ｍを乗じたものを、ピストンロッド１の変位方向に応じた所定値base１、base２に加算した値をアドレスＡＤとして計算する。このＡＤは、第２の基準点の絶対位置を格納するメモリＲＡＭを指示するためのアドレスである。
【００３８】
Ｓ２１ではこのアドレスＡＤに指示されたメモリにＸ2の値を格納することにより、第２の基準点の絶対位置を再設定し、図５のフローを終了する。なお、図５において説明しなかったＳ２２以降は後述する。
【００３９】
このようにして第２の基準点の絶対位置の再設定を行った後には、図示しないフローにおいて残りの基準点（第２の基準点以外の基準点）に対する絶対位置についても再設定を行う。
【００４０】
この結果、基準点絶対位置の格納されるメモリＲＡＭには、図６のように、ストロークの方向、所定値base１、２、基準点間隔（Ｐ〜５Ｐ）に応じて基準点ｈ1〜ｈ7の絶対位置が格納される。
【００４１】
なお、このメモリマップにおいて同一の基準点の絶対位置が異なるアドレスに重複して格納されるが、これは、ピストンロッド１の変位方向によって基準点の検出位置（出力信号sigＡが振央レベルcenＡと等しくなる位置）が微妙にずれるためで、ピストンロッド１の変位方向ごとにアドレスを変えて各基準点ｈ1〜ｈ7の絶対位置を格納しているわけである。
【００４２】
したがって、装置の休止中にピストンロッド１が油漏れなどにより変位しても、任意の基準点を２カ所通過しさえすれば自動的に全ての基準点の絶対位置を再設定することが可能となり、起動時のストローク量を低減して稼働までの時間を短縮することができることになる。
【００４３】
これで公知例（特開平６−１９４１１０号公報）の説明を終了する。
【００４４】
さて、ピストンロッド１に機器を組み付けた状態ではピストンロッド１を最縮位置まで戻すことができず、常にピストンロッド１が所定値伸び出した状態を稼働開始状態としてピストンロッド１を伸縮することがある。
【００４５】
この場合にも、ピストンロッド１の現在の絶対位置をリアルタイムで表示する装置により、ピストンロッド１が現在どの位置にあるかを確かめながら伸縮させるのであるが、各基準点の絶対位置が、ピストンロッド１の最縮位置をゼロ点（原点）とするスケールであったのでは、表示装置上もピストンロッド１の最縮位置をゼロ点として測った値になるので、アクチュエータの扱いが容易でない。上記の稼働開始位置から望みのストロークだけピストンロッド１を伸ばすには、稼働開始位置で表示装置に表示されている絶対位置に、望みのストローク長さを加える計算を行い、その加算値と一致するまでピストンロッド１を伸ば必要があり、計算違いが起こることがあり得るからである。
【００４６】
これに対処するため本発明の第１実施形態では、アクチュエータの稼働開始位置で表示装置にゼロが表示されるように、全ての基準点の絶対位置を、アクチュエータの稼働開始位置をゼロ点として測った値に設定する。
【００４７】
コントローラ７で実行されるこの制御の内容を以下に説明すると、本発明では図５のＳ２２〜Ｓ３４のステップと図８、図９のフローチャートを新たに追加している。
【００４８】
まず図５から述べると、Ｓ２２、Ｓ２３ではＳ１９、Ｓ２０と同様にして、基準点間隔Ｌに所定値ｍを乗じたものを、ピストンロッド１の変位方向に応じた所定値base３、base４に加算した値をアドレスＡＤ2として計算する。このＡＤ2は、第２の基準点のマスタ絶対位置を格納するメモリＲＡＭを指示するためのアドレスである。
【００４９】
ここで、マスタ絶対位置は、ピストンロッド１の最縮位置をゼロ点として測った位置のことで、具体的には、図７に示したように、アドレスＡＤ2の指示するメモリ（ＲＯＭまたはバックアップ可能なＲＡＭ）に予め格納されている。
【００５０】
Ｓ２４ではアドレスＡＤの指示するメモリに格納されている絶対位置データとアドレスＡＤ2の指示するメモリに格納されているマスタ絶対位置データの差分値Ｙを計算する。なお、図５においてはアドレスＡＤ、ＡＤ2に格納されているデータのことを括弧付きの値である（ＡＤ）、（ＡＤ2）で表わしている。
【００５１】
ここで、差分値Ｙはピストンロッド１の最縮位置から計測開始位置までのズレ分を表す。例えば、図１０において、電源の再投入時に下段に示すようにピストンロッド１が最縮位置よりも少し飛び出していた状態で、基準点絶対位置の再設定が行われると、各基準点絶対位置は計測開始位置をゼロ点として測った値となる。これに対して、マスタ絶対位置はあくまでピストンロッド１の最縮位置をゼロ点として測った値である。したがって、同じ第２の基準点に対するマスタ絶対位置とマスタのつかない絶対位置の差をとることで、ピストンロッド１の最縮位置から計測開始位置までのズレ分を計算できるのである。
【００５２】
Ｓ２５〜Ｓ３３までは、電源の再投入時における計測開始位置が最縮位置からずれている場合にも、全ての基準点絶対位置を最縮位置をゼロ点として測った値に書き換える部分である。
【００５３】
Ｓ２５ではまず基準点間隔Ｌを１とし、このときのアドレスＡＤ、ＡＤ2をＳ２６、Ｓ２７において計算し、一方のアドレスＡＤ2の指示するメモリに格納されているマスタ絶対位置に上記の差分値Ｙを加えた値を、他方のアドレスＡＤの指示するメモリに格納されているデータに上書きする。Ｓ２９、Ｓ３０、Ｓ３１の処理は、Ｓ２６、Ｓ２７、Ｓ２８の処理とアドレスＡＤ、ＡＤ2の値が異なるだけで、処理そのものは同様である。
【００５４】
Ｓ３２ではＬを１だけインクリメントした後、これをＳ３３において最大の基準点間隔Ｌmax（＝６）と比較する。Ｌ≠Ｌmaxであれば、Ｓ２６に戻ってＳ２６〜Ｓ３２の処理を繰り返す。
【００５５】
この結果、電源の再投入時における計測開始位置が最縮位置からずれている場合に、全ての基準点絶対位置が最縮位置をゼロ点として測った値に書き換えられる。これを図１０の場合でさらに説明すると、第２の基準点に対する絶対位置について、計測開始位置をゼロ点として測った値から最縮位置をゼロ点として測った値へと変更されるわけである。
【００５６】
このようにして、最縮位置をゼロ点として測った値の基準点絶対位置の書き換えを終了したら、Ｓ３３よりＳ３４に進み、再設定完了通知を出した後、図５のフローを終了する。
【００５７】
図８のフローチャートはゼロリセットの準備をするためのもので、図５とは独立に実行する。
【００５８】
Ｓ４０では再設定完了通知がきたかどうかをみる。再設定完了通知がきたときは、Ｓ４１、Ｓ４２でゼロとしたいところのアドレスをＡＤ3とし、このアドレスＡＤ3の指示するメモリに所定値Ｚを入れて、図８のフローを終了する。
【００５９】
ここで、Ｚは最縮位置から稼働開始位置までのストローク量のことである。たとえば、図１１に示したように、ピストンロッド先端にアタッチメントなどの部品を連結した場合に、機構的にピストンロッドを最縮位置まで戻すことができない場合など、ピストンロッドが最縮位置よりもＺだけ飛び出した位置を稼働開始位置としてピストンロッドを伸縮させたいことがある。
【００６０】
このとき、ピストンロッドの現在の絶対位置を表示する表示装置に、最縮位置（あるいは計測開始位置）をゼロ点として測った値が表示されるのでは、稼働開始位置からのストローク量を計算するのに、稼働開始位置と最縮位置の間のストロークを考慮しなればならないので、計算違いが生じる可能性がある。また、いちいち最縮位置から稼働開始位置までのストロークを考慮するのは煩わしい。
【００６１】
そこで、最縮位置から稼働開始位置までのストロークが予めわかっているときは、このストロークをＺとして、このＺを格納するためのメモリと、このメモリを指示するアドレスＡＤ3とを与えておくのである。
【００６２】
図５のフローチャートでは、全ての基準点絶対位置を、最縮位置をゼロ点として測った値に書き換えたが、図９のフローチャートは、この最縮位置をゼロ点として測った値の基準点絶対位置を、さらに稼働開始位置をゼロ点として測った値に書き換えるためのもので、図８に続けて実行する。
【００６３】
図９においてＳ５０〜Ｓ６０は図５のＳ１０〜Ｓ２０の処理と同様である。つまり、スロトーク位置データをリセットした後にピストンロッド１を任意の方向に駆動し（Ｓ５０）、第１の基準点を検出したら、そのときのストローク位置データをＸ1とする（Ｓ５１、Ｓ５２）。ピストンロッド１をさらに動かし、第２の基準点を検出したら、そのときのストローク位置データをＸ2とする（Ｓ５３、Ｓ５４）。これらＸ1とＸ2の差を基準点間隔Ｌとして算出し（Ｓ５５）、基準点間隔Ｌの絶対値とピッチＰを比較する。基準点間隔ＬがピッチＰ以上のときだけＳ５８に進み、基準点間隔Ｌの正負（ストローク方向）を判断して、アドレスＡＤを計算する（Ｓ５６、５７、５８、５９）。
【００６４】
Ｓ６１ではこのアドレスＡＤの指示するメモリに格納されているデータに、このデータから前記Ｚを差し引いた値を上書きした後、図９のフローを終了する。この結果、図１１のように第２の基準点の絶対位置が最縮位置をゼロ点として測った値から稼働開始位置をゼロ点として測った値へと書き換えられる。
【００６５】
なお、残りの基準点絶対位置についても、図示しないフローにおいて、稼働開始位置をゼロ点として測った値へと書き換えられる。
【００６６】
このようにして本発明では、アクチュエータの稼働開始位置で表示装置にゼロが表示されるように、全ての基準点の絶対位置を、アクチュエータの稼働開始位置をゼロ点として測った値に設定するので、表示装置に表示される値がそのまま稼働開始位置からのストローク量を意味することになり、これによって、アクチュエータが伸び出した状態を稼働開始位置としてアクチュエータを伸縮させる場合においても、アクチュエータの扱いが容易になるのである。
【００６７】
また、２つの基準点を検出するだけで、全ての基準点の絶対位置を、最縮位置をゼロ点として測った値からアクチュエータの稼働開始位置をゼロ点として測った値へと書き換えできることから、ストローク規制によりピストンロッドがフルストロークできない場合であっても、全ての基準点絶対位置の、稼働開始位置をゼロ点として測った値への設定が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明のクレーム対応図である。
【図２】磁気スケールの概略図である。
【図３】コントローラのブロック図である。
【図４】各ピッチにおける磁気センサの出力信号の変化を示す図である。
【図５】電源再投入時の基準点絶対位置の再設定とそれに引き続く基準点絶対位置の最縮位置を原点として測った値への書き換えとを説明するためのフローチャートである。
【図６】基準点絶対位置を格納するためのメモリ内容を示す図である。
【図７】マスタ絶対位置を格納するためのメモリ内容を示す図である。
【図８】ゼロリセットの準備を説明するためのフローチャートである。
【図９】基準点絶対位置の稼働開始位置を原点として測った値への書き換えを説明するためのフローチャートである。
【図１０】第１実施形態の作用を説明するための図である。
【図１１】第１実施形態の作用を説明するための図である。
【符号の説明】
１ ピストンロッド
２ 磁気スケール
３ 弱磁性部
４ 強磁性部
５ 磁気センサ
７ コントローラ
Claims (4)
- 弱磁性部をアクチュエータのストローク方向に所定のピッチで配設するとともに、これら弱磁性部のうち所定の不等間隔で選んだ位置の弱磁性部を基準点として第１の深さで、また残りの位置の弱磁性部を第２の深さでそれぞれ形成した磁気スケールと、
この磁気スケールのピッチに対応して９０度の位相差をもった正弦波を出力する一対の磁気センサと、
これら磁気センサの出力からストローク位置を演算する手段と、
前記基準点の絶対位置を格納する手段と、
この各基準点絶対位置と前記ストローク位置の演算値を用いて前記アクチュエータの現在の絶対位置を表示する装置と、
電源の再立ち上げ時に前記格納手段に格納されている全ての基準点絶対位置を、電源再立ち上げ時の前記アクチュエータ位置を原点として測った値に再設定する手段と
を備える位置検出装置において、
前記全ての基準点絶対位置を前記アクチュエータの最縮位置を原点として測った値をマスタ絶対位置として格納している手段と、
このマスタ絶対位置を用いて前記基準点絶対位置の再設定後に前記格納手段に格納されている全ての基準点絶対位置を、前記アクチュエータ最縮位置を原点として測った値に書き換える第１の手段と、
この書き換え完了後に前記格納手段に格納されている全ての基準点絶対位置を、前記アクチュエータの稼働開始位置を原点として測った値にさらに書き換える第２の手段と
を設けたことを特徴とする位置検出装置。 - 前記基準点絶対位置第１書き換え手段は、所定の基準点に対する電源再立ち上げ時のアクチュエータ位置を原点として測った値の基準点絶対位置と、同じ基準点に対するアクチュエータ最縮位置を原点として測った値の基準点絶対位置との差分値を計算する手段と、この差分値を電源再立ち上げ時のアクチュエータ位置を原点として測った値の基準点絶対位置に加算した値を、アクチュエータ最縮位置を原点として測った値の基準点絶対位置として設定する手段とからなることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
- 前記基準点絶対位置第２書き換え手段は、前記アクチュエータの稼働開始位置とアクチュエータ最縮位置とのストローク差を格納する手段と、前記アクチュエータ最縮位置を原点として測った値の基準点絶対位置からこのストローク差だけ差し引いた値を前記アクチュエータの稼働開始位置を原点として測った値として設定する手段とからなることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
- 前記基準点を間隔が同一のものがないように前記磁気スケール上に配設するとともに、前記基準点絶対位置格納手段が基準点絶対位置を基準点間隔に応じたアドレスに指示されるメモリに格納している場合に、前記設定手段は、第１の基準点の通過を検出する手段と、この第１の基準点検出時に第１の基準点でのストローク位置データを格納する手段と、前記第１の基準点とは異なる第２の基準点の通過を検出する手段と、この第２の基準点検出時に第２の基準点でのストローク位置データを格納する手段と、前記２つのストローク位置データの差を基準点間隔として算出する手段と、この基準点間隔に応じてアドレスを演算する手段と、このアドレスの指示するメモリから前記第２の基準点に対する絶対位置を読み出し、その読み出した値から前記アクチュエータの稼働開始位置とアクチュエータ最縮位置とのストローク差を差し引いた値で上書きする手段と、この第２の基準点に対する絶対位置の上書きに基づいて残りの基準点に対する絶対位置を読み出し、その読み出した値から前記アクチュエータの稼働開始位置とアクチュエータ最縮位置とのストローク差を差し引いた値で上書きする手段とからなることを特徴とする請求項３に記載の位置検出装置。
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| JP06877798A JP3659790B2 (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | 位置検出装置 |
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| JP06877798A JP3659790B2 (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | 位置検出装置 |
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