JP4005472B2 - Position detection device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可動部を有する工作機械や産業用ロボット等の本体機器に付設されて、可動部の移動量や移動位置を検出する位置検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
各種の工作機械や産業用ロボット等の本体機器には、テーブル等の可動部の移動量や移動位置を検出するための位置検出装置が備え付けられている。位置検出装置は、可動部の移動量や移動位置を示す位置信号が設けられた長尺状のスケール部と、位置信号を検出するセンサが取り付けられ、センサがスケール部の位置信号形成面に対向するように組み付けられる検出部とを備えている。位置検出装置は、スケール部の位置信号形成面に対してセンサが所定の対向間隔をもって、スケール部に対して検出部が位置決めされ、組み合わされている。
【0003】
位置検出装置は、検出部が本体機器の可動部又は固定部に対して適宜の連結機構によって連結されている。位置検出装置では、例えば検出部が可動部に連結されている場合、可動部の移動動作に伴って、センサがスケール部の位置信号形成面に沿ってスライド移動し、センサがスケール部の定点から所定の位置の位置信号を検出する。位置検出装置は、検出部から位置情報が本体機器へと出力し、可動部の移動動作を制御する。位置検出装置は、センサがスケール部の位置信号を正確に検出して本体機器の可動の適切な制御を行えるように、スケール部に対するセンサの対向間隔が所定の対向間隔に精密に設定される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の位置検出装置では、センサを検出部のスケール部と対向する面に直接取り付けて固定するか、若しくは、センサを支持するセンサ支持部材に取り付け、このセンサ支持部材を検出部のスケール部と対向する面に直接取り付けて固定している。このため、位置検出装置では、センサ又はセンサ支持部材を検出部に固定する際、センサ又はセンサ支持部材をスケール部とセンサとの対向間隔が所定の対向間隔となるように治具等を用いて位置決めした状態で、検出部に一度仮止めした後に検出部に本固定される。
【0005】
位置検出装置では、本固定する際に治具等が取り外されるために、センサ又はセンサ支持部材に位置ずれが生じ、スケール部に対するセンサの対向間隔が精密に設定されなくなってしまうことがあった。位置検出装置では、スケール部に対するセンサの対向間隔が所定の対向間隔に精密に設定されていないために、スケール部の位置信号を正確に検出することが困難となる。また、位置検出装置では、可動部の移動位置を精密に検出し得なくなるため、可動部の位置が適切に制御されなくなってしまうといった問題が生じる。更に、位置検出装置では、センサ又はセンサ支持部材の位置ずれが生じる度に、センサ又はセンサ支持部材の位置を再調節する面倒な操作が必要となり、作業効率が低下してしまうといった問題があった。
【0006】
そこで、本発明は、簡易操作によりスケールに対するセンサの位置決めを精密に設定し得るようにした位置検出装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成する本発明に係る位置検出装置は、本体機器の可動部の移動動作に伴って、位置信号が設けられたスケール部に対して相対移動し、上記位置信号を検出する検出部を備える。検出部は、スケール部の位置信号形成面に対向して配置される基板と、基板のスケール部と対向する面に取り付けられ、位置信号形成面に対向して位置信号を検出するセンサが取り付けられるセンサホルダと、センサホルダを基板側から押圧することにより、スケール部に対するセンサの対向間隔を調節する調節部材とを有する。上記センサホルダには、センサが取り付けられたセンサ取り付け領域を挟むように幅方向に一対の凹溝が形成され、これらの凹溝により区割りされて形成された上記センサ取り付け領域の外側領域が上記調節部材によって押圧される。
【0008】
以上のように構成された本発明にかかる位置検出装置によれば、本体機器の可動部が固定部に対して移動動作することにより、スケール部に対して検出部が相対移動する。位置検出装置では、検出部の基板に取り付けられたセンサがスケール部の位置信号を検出し、位置情報を本体機器に出力して可動部の位置制御等が行われる。
【0009】
位置検出装置においては、調節部材によってセンサホルダを押圧することにより、このセンサホルダを介してスケール部の位置信号形成面とセンサとの対向間隔を精密に調節する操作が行われる。位置検出装置では、調節部材がセンサホルダに設けられた一対の凹溝により区割りされて形成されたセンサ取り付け領域の外側領域を押圧することで、センサホルダの撓みが一対の凹溝において吸収され、センサ取り付け領域における撓みの発生が抑制されるようにする。位置検出装置によれば、上述した調節部材による簡易な操作及びセンサホルダの一対の凹溝によってセンサ取り付け領域が位置信号形成面に対して全体が平行な状態で移動し、スケール部の位置信号形成面とセンサとの対向間隔が精密に設定されるようになる。
【0010】
したがって、位置検出装置によれば、センサとスケール部の位置信号形成面との対向間隔が全域に亘って精密に保持された状態で、本体機器の可動部の移動動作に伴って、検出部がスケール部に対して相対移動することにより、センサが位置信号を検出する。位置検出装置によれば、精密に位置設定されたセンサによる位置信号の検出により、可動部の位置検出及び位置制御が精密に行われるようにする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。実施の形態として図面に示した位置検出装置1は、図1及び図2に示すように、固定部2と可動部3とを有する本体機器4の固定部2に取り付けられたスケール部5と、本体機器4の可動部3に取り付けられた検出部6とを備える。本体機器4の可動部3は、各種の工作機械や産業用機械或いは精密機械の加工テーブルやバイト台等であり、精密な移動動作を行う。
【0012】
位置検出装置1は、スケール部5に対して検出部6が組み付けられ、検出部6の一端に設けられた連結機構7が可動部3に接続されているキャリア8と接続されており、可動部3の移動動作が連結機構7及びキャリア8を介して検出部6に伝えられる。位置検出装置1では、検出部6に伝えられた可動部3の移動動作に伴って、検出部6がスケール部5を移動する。位置検出装置1は、検出部6の移動によって検出された位置情報を可動部3にフィードバックして、可動部3の移動動作を制御する。
【0013】
スケール部5は、長尺状に形成されており、本体機器4の可動部3の移動量や移動位置等の位置情報を示す光学的、磁気的或いは機械的な信号等が第1の主面の長手方向に直線状に設けられ、この第1の主面を位置信号形成面5aとして構成してなる。スケール部5は、鉄やステンレス材等からなり、長さ方向の全域に亘って被覆するに足る長さを有するとともに、底面部が開放されたチャンネル状に形成されているケース部材に収納されている。ケース部材は、一方の側面側に詳細を省略するが本体機器4の固定部2に取り付け固定するための取り付け部が形成されている。
【0014】
検出部6は、スケール部5の位置信号形成面5aに対向して走行自在に配置される基板9と、スケール部5の位置信号を検出するセンサ10が取り付けられ、基板9のスケール部5側に固定されるセンサホルダ11と、詳細を後述するようにスケール部5に対するセンサ10の対向間隔Δxを調節する調節部材12とを備える。
【0015】
検出部6は、図2及び図3に示すように、詳細を後述するように基板9がスケール部5に対して精密に位置決めされて組み合わせされるとともに、この基板9に固定されたセンサホルダ11を調節部材12で精密に位置決めすることより、センサホルダ11を介してセンサ10がスケール部5の位置信号形成面5aに対して精密に設定される。検出部6は、センサホルダ11が固定されている基板9が本体機器4の可動部3の移動動作に伴って、スケール部5の位置信号形成面5aをスライド移動することによって、位置信号をセンサ10で検出して可動部3の移動量や移動位置を本体機器4に出力する。
【0016】
基板9は、矩形状に形成され、スケール部5と対向する面にセンサホルダ11が固定される収納凹部13を有する。基板9には、センサホルダ11を固定するネジ14を貫通させる貫通孔14aが収納凹部13の幅方向に対して、両端近傍の位置に形成されている。また、基板9には、調節部材12がねじ込まれるネジ孔12a、及び後述するセンサホルダ11に形成され、センサ10の回転方向の角度調整の回転支点となる凸部15が嵌め合わされる穴部16が形成されている。
【0017】
基板9には、スケール部5の長手方向にスライド移動を自在にする複数のガイドローラ18a〜18eがスケール部5の長手方向の両端近傍やスケール部5の下縁部との対向位置にそれぞれ備え付けられている。基板9は、連結機構7やキャリア8を介して、本体機器4の可動部3の移動動作に伴い、各ガイドローラ18a〜18eが位置信号形成面5aを転動することにより、スケール部5に対して縦振れや横振れ等を生じることなく円滑なスライド移動が行われる。
【0018】
センサホルダ11は、図4に示すように、略矩形状に形成されており、中央部の領域がスケール部5の位置信号を検出するセンサ10を接着固定しているセンサ取り付け領域10aとして構成されている。センサ10は、一端が本体機器4の出力部と接続されているフレキシブルケーブル4aと接続されており、検出した位置信号を位置情報として出力部に出力する。
【0019】
センサホルダ11には、スケール部5と対向する面に、センサ取り付け領域10aを挟むようにして、幅方向に一対の凹溝17A、17Bが形成されている。センサホルダ11は、スケール部5に対するセンサ10の位置を調節する際に、凹溝17A、17Bで区割りされたセンサ取り付け領域10aの相対する外側領域19a、19bが調節部材12によって押圧される。センサホルダ11では、基板9側から調節部材12に外側領域19a、19bが押圧されることによって、外側領域19a、19bに生じる歪みや撓みが凹溝17A、17Bによって吸収されるため、センサ取り付け領域10aに撓みや歪みが生じることが防止される。したがって、このセンサホルダ11によれば、スケール部5に対して平行な状態を保持して近接されるセンサ10がスケール部5の位置信号形成面5aに対して平行に移動して調節されるようになる。なお、凹溝17A、17Bの形状は、外側領域19a、19bの撓みや歪みを吸収する機能を有すればよく、図4に示すような凹状に限定されず、例えばU字状凹溝、或いはそれぞれ複数の溝により構成されていてもよい。
【0020】
センサホルダ11には、幅方向の両端近傍に基板9に固定されるためのネジ14をねじ込ませるネジ孔14b、及び基板9に形成されている穴部16にはめ合わされる凸部15がセンサ取り付け領域10aの一端の略中央部に形成されている。凸部15及び穴部16は、基板9に対するセンサホルダ11の図3中の矢印A方向で示す回転方向の回転支点となって、センサホルダ11の首振り調整を自在とする首振り機構を構成する。センサホルダ11は、凸部15を穴部16に嵌合させた状態で、スケール部5に対してセンサ10の回転方向の角度調整がされる。なお、首振り機構は、スケール部5に対して回転方向の角度調整が可能であればよく、例えば基板9又はセンサホルダ11の一方に凸部15が設けられ、他方に凸部15が嵌合される穴部16が設けられるようにしてもよい。
【0021】
調節部材12は、基板9の外部からネジ孔12aにねじ込まれ、基板9の収納凹部13に収納されているセンサホルダ11の凹溝17A、17Bに対してセンサ10と相対する位置に先端が接するように備え付けられる。調節部材12は、例えば螺旋状に溝が形成されたねじ等であり、ネジ孔12aにねじ込まれて先端がセンサホルダ11を押圧して、スケール部5に近接させる方向に自在に調節可能とする部材からなる。調節部材12は、スケール部5に対するセンサ10の対向間隔Δx及び傾きを調節する。
【0022】
センサホルダ11は、調節部材12を介して、図5に示すように、スケール部5側に押圧されることで、全体に円弧状に湾曲するように撓みや歪みが生じるが上述した凹溝17A、17Bが形成されていることにより撓みや歪みを吸収され、センサ取り付け領域10aにおける撓みや歪みの発生が抑制される。したがって、センサホルダ11は、センサ取り付け領域10aを介して、センサ10をスケール部5に対して平行な状態で近接させ、スケール部5とセンサ10との対向間隔Δxを狭くする。
【0023】
なお、調節部材12は、外部方向に緩められることによって、センサホルダ11が可逆的に元の状態に戻るため、センサ10のスケール部5に対して平行に離間させ、スケール部5とセンサ10との対向間隔Δxを広くする。調節部材12は、スケール部5方向に押圧した際に生じるセンサホルダ11の弾性応力によって、外部方向に戻す方向の力がかかり、ゆるみ止めの効果が得られるようになる。調節部材12は、図3に示すように、外側領域19a、19bに3点設けたが、スケール部5に対してセンサ10の対向間隔Δx及び傾きを調節可能するならば2点、或いは4点以上設けるようにしてもよい。
【0024】
位置検出装置1は、次のようにしてスケール部5に対してセンサ10の対向間隔Δx及び傾きを精密に調節する。位置検出装置1では、センサ10が接着されたセンサホルダ11を凸部15及び穴部16を回転支点にして回転させて、センサホルダ11の回転方向の角度調整を行う。位置検出装置1は、スケール部5に対するセンサ10の対向間隔Δx及び傾きを所定の間隔及び傾きに調整して、設定した状態で、複数のネジ14を締めてセンサホルダ11が基板9の収納凹部13に固定される。
【0025】
位置検出装置1では、センサホルダ11の回転角度やスケール部5に対するセンサ10の対向間隔Δx及び傾きの設定において、回転角度及び各移動量を示す出力波形等を用いて、所定の回転角度、対向間隔及び傾きに調節する。位置検出装置1では、センサホルダ11を基板9に本固定する際に生じたずれを調節部材12で、調節部材12の押圧量を示す出力波形を見ながら、センサホルダ11の位置を所定の対向間隔Δx及び傾きとなるように精密に調整する。位置検出装置1では、調節部材12でセンサホルダ11を調節することによって、スケール部5に対するセンサ10の対向間隔Δx及び傾きが所定の間隔及び傾きに、簡易にかつ精密に設定する。
【0026】
上述した位置検出装置1によれば、センサホルダ11を基板9に本固定した際に生じるずれを調節部材12を用いた簡易な操作及びセンサホルダ11に形成した一対の凹溝17A、17Bによって、センサ取り付け領域10aがスケール部5の位置信号形成面5aに対して平行な状態で対向間隔Δx及び傾きが調節され、精密に所定の対向間隔Δx及び傾きに設定される。したがって、位置検出装置1によれば、可動部3の移動動作に伴って、センサ10がスケール部5の位置信号形成面5aとの対向間隔Δx及び傾きを所定の対向間隔及び傾きに精密に保持された状態でスライド移動し、位置信号を検出するようになる。位置検出装置1では、精密に保持されたセンサ10によって検出された位置情報により、可動部3の位置検出及び位置制御が精密に行われる。
【0027】
位置検出装置1では、本体機器4の固定部2にスケール部5を取り付けるとともに、可動部3に検出部6を取り付けるようにしたが、固定部2に検出部6を取り付けるとともに、可動部3にスケール部5を取り付けて、検出部6に対してスケール部がスライド移動するようにしてもよい。また、位置検出装置1では、検出部6により検出された位置情報を可動部3にフィードバックして可動部3の移動動作を制御するようにしているが、例えば位置情報を適宜の表示装置に送出して可動部3位置を表示するようにしてもよい。
【0028】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明にかかる位置検出装置は、センサホルダを基板に本固定する際に生じるずれを調節部材で調節するため、スケール部に対するセンサの対向間隔の精密な設定が簡易となる。また、位置検出装置は、センサホルダに設けた一対の凹溝によってセンサ取り付け領域の撓み発生が抑制されるために、センサがスケール部に対して平行となり、センサの傾きによる位置信号の変化が防止され検出が高精度となる。したがって、位置検出装置では、スケール部に対するセンサの対向間隔及び傾きが精密に設定されることから、位置信号の検出が高精度及び安定となり、可動部の位置検出及び位置制御の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる位置検出装置を本体機器に備え付けた状態の概略図である。
【図2】同位置検出装置の検出部の断面図である。
【図3】同位置検出装置の検出部の背面図である。
【図4】同位置検出装置のセンサホルダの斜視図である。
【図5】同位置検出装置においてスケール部に対するセンサの位置調整操作を説明する要部断面図である。
【符号の説明】
1 位置検出装置、5 スケール部、6 検出部、7 連結機構、9 基板、10 センサ、10a センサ取り付け領域、11 センサホルダ、12 調節部材、12a ネジ孔、13 収納凹部、14 ネジ、14a 貫通孔、14bネジ孔、15 凸部、16 穴部、17a、17b 凹溝、18a〜18e ガイドローラ、19a、19b 外側領域
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a position detection device that is attached to a main body device such as a machine tool or an industrial robot having a movable part and detects a movement amount or a movement position of the movable part.
[0002]
[Prior art]
Various machine tools, industrial robots, and other main body devices are provided with a position detection device for detecting the amount and position of movement of a movable part such as a table. The position detection device is equipped with a long scale part provided with a position signal indicating the amount of movement of the movable part and a movement position, and a sensor for detecting the position signal, and the sensor faces the position signal forming surface of the scale part. And a detection unit that is assembled as described above. In the position detection device, the sensor is positioned with respect to the scale portion with a predetermined facing interval with respect to the position signal forming surface of the scale portion, and combined.
[0003]
In the position detection device, the detection unit is coupled to the movable unit or the fixed unit of the main device by an appropriate coupling mechanism. In the position detection device, for example, when the detection unit is connected to the movable unit, the sensor slides along the position signal forming surface of the scale unit as the movable unit moves, and the sensor moves from the fixed point of the scale unit. A position signal at a predetermined position is detected. The position detection device outputs position information from the detection unit to the main device, and controls the moving operation of the movable unit. In the position detecting device, the facing interval of the sensor with respect to the scale unit is precisely set to a predetermined facing interval so that the sensor can accurately detect the position signal of the scale unit and appropriately control the movement of the main body device.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional position detection device, the sensor is directly attached and fixed to the surface facing the scale portion of the detection unit, or is attached to the sensor support member that supports the sensor, and this sensor support member is opposed to the scale portion of the detection unit. It is directly attached to the surface to be fixed. For this reason, in the position detection device, when the sensor or the sensor support member is fixed to the detection unit, the sensor or the sensor support member is used with a jig or the like so that the facing interval between the scale unit and the sensor becomes a predetermined facing interval. After being temporarily fixed to the detection unit in the positioned state, it is permanently fixed to the detection unit.
[0005]
In the position detection apparatus, since the jig or the like is removed when the position is fixed, the position of the sensor or the sensor support member may be displaced, and the distance between the sensor and the scale portion may not be accurately set. In the position detection device, since the facing interval of the sensor with respect to the scale portion is not precisely set to a predetermined facing interval, it is difficult to accurately detect the position signal of the scale portion. Further, in the position detection device, the moving position of the movable part cannot be accurately detected, and thus there arises a problem that the position of the movable part is not properly controlled. Furthermore, in the position detection device, every time a position shift of the sensor or the sensor support member occurs, a troublesome operation for readjusting the position of the sensor or the sensor support member is required, and there is a problem that work efficiency is lowered. .
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a position detection device capable of precisely setting the position of a sensor with respect to a scale by a simple operation.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The position detection device according to the present invention that achieves the above-described object is a detection unit that detects the position signal by moving relative to the scale unit provided with the position signal in accordance with the moving operation of the movable unit of the main device. Is provided. The detection unit is attached to a substrate disposed opposite to the position signal formation surface of the scale unit, and a surface of the substrate opposite to the scale unit, and a sensor that detects the position signal is attached to face the position signal formation surface. The sensor holder and an adjustment member that adjusts the facing distance of the sensor to the scale portion by pressing the sensor holder from the substrate side. The sensor holder is formed with a pair of concave grooves in the width direction so as to sandwich the sensor mounting area where the sensor is mounted, and the outer area of the sensor mounting area formed by dividing by these concave grooves is the adjustment area. It is pressed by the member.
[0008]
According to the position detection device according to the present invention configured as described above, the detection unit moves relative to the scale unit by moving the movable unit of the main device relative to the fixed unit. In the position detection device, a sensor attached to the substrate of the detection unit detects a position signal of the scale unit, outputs position information to the main device, and performs position control of the movable unit.
[0009]
In the position detection device, by pressing the sensor holder with the adjusting member, an operation of precisely adjusting the facing distance between the position signal forming surface of the scale portion and the sensor is performed via the sensor holder. In the position detection device, the adjustment member is absorbed by the pair of concave grooves by pressing the outer region of the sensor attachment region formed by being divided by the pair of concave grooves provided in the sensor holder, The occurrence of bending in the sensor mounting area is suppressed. According to the position detecting device, the sensor mounting region moves in a state parallel to the position signal forming surface by the simple operation by the adjusting member and the pair of concave grooves of the sensor holder, thereby forming the position signal of the scale portion. The distance between the surface and the sensor is set precisely.
[0010]
Therefore, according to the position detection device, the detection unit is moved in accordance with the moving operation of the movable unit of the main device in a state where the facing distance between the sensor and the position signal forming surface of the scale unit is precisely maintained over the entire region. The sensor detects a position signal by moving relative to the scale portion. According to the position detection device, the position detection and the position control of the movable part are precisely performed by detecting the position signal by the precisely set sensor.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the position detection device 1 shown in the drawings as an embodiment includes a scale unit 5 attached to a fixed unit 2 of a main body device 4 having a fixed unit 2 and a movable unit 3, and And a detection unit 6 attached to the movable unit 3 of the main device 4. The movable unit 3 of the main device 4 is a processing table or a tool table of various machine tools, industrial machines, or precision machines, and performs a precise movement operation.
[0012]
In the position detection device 1, a detection unit 6 is assembled to the scale unit 5, and a coupling mechanism 7 provided at one end of the detection unit 6 is connected to a carrier 8 connected to the movable unit 3. 3 is transmitted to the detection unit 6 via the coupling mechanism 7 and the carrier 8. In the position detection device 1, the detection unit 6 moves the scale unit 5 in accordance with the movement operation of the movable unit 3 transmitted to the detection unit 6. The position detection device 1 feeds back position information detected by the movement of the detection unit 6 to the movable unit 3 to control the movement operation of the movable unit 3.
[0013]
The scale unit 5 is formed in an elongated shape, and an optical, magnetic, or mechanical signal indicating position information such as a movement amount or a movement position of the movable unit 3 of the main device 4 is the first main surface. The first main surface is configured as a position signal forming surface 5a. The scale portion 5 is made of iron, stainless steel, or the like, has a length sufficient to cover the entire length direction, and is accommodated in a case member that is formed in a channel shape with an open bottom portion. Yes. Although the details of the case member are omitted on one side surface, an attachment portion for attaching and fixing to the fixing portion 2 of the main device 4 is formed.
[0014]
The detection unit 6 is provided with a substrate 9 that is disposed so as to be able to run facing the position signal forming surface 5a of the scale unit 5 and a sensor 10 that detects the position signal of the scale unit 5, and the scale unit 5 side of the substrate 9 is attached. The sensor holder 11 is fixed to the scale portion 5 and the adjustment member 12 is configured to adjust the facing distance Δx of the sensor 10 with respect to the scale portion 5 as will be described in detail later.
[0015]
As shown in FIGS. 2 and 3, the detection unit 6 is combined with the substrate 9 being precisely positioned and combined with the scale unit 5 as will be described in detail later, and a sensor holder 11 fixed to the substrate 9. Is precisely set by the adjusting member 12, the sensor 10 is precisely set with respect to the position signal forming surface 5 a of the scale unit 5 through the sensor holder 11. The detection unit 6 detects the position signal by causing the substrate 9 on which the sensor holder 11 is fixed to slide on the position signal forming surface 5a of the scale unit 5 in accordance with the movement operation of the movable unit 3 of the main device 4. 10, the movement amount and movement position of the movable part 3 are output to the main device 4.
[0016]
The substrate 9 is formed in a rectangular shape, and has a storage recess 13 in which the sensor holder 11 is fixed on a surface facing the scale portion 5. In the substrate 9, a through hole 14 a through which the screw 14 for fixing the sensor holder 11 passes is formed in the vicinity of both ends in the width direction of the storage recess 13. Further, the board 9 is formed with a screw hole 12a into which the adjusting member 12 is screwed, and a sensor holder 11 described later, and a hole 16 into which a convex portion 15 serving as a rotation fulcrum for angle adjustment in the rotation direction of the sensor 10 is fitted. Is formed.
[0017]
On the substrate 9, a plurality of guide rollers 18 a to 18 e that can freely slide in the longitudinal direction of the scale unit 5 are provided in the vicinity of both ends in the longitudinal direction of the scale unit 5 and at positions facing the lower edge of the scale unit 5. It has been. The substrate 9 is moved to the scale portion 5 by the guide rollers 18a to 18e rolling on the position signal forming surface 5a in accordance with the moving operation of the movable portion 3 of the main device 4 via the coupling mechanism 7 and the carrier 8. On the other hand, smooth slide movement is performed without causing vertical shake or horizontal shake.
[0018]
As shown in FIG. 4, the sensor holder 11 is formed in a substantially rectangular shape, and the central region is configured as a sensor attachment region 10 a that bonds and fixes the sensor 10 that detects the position signal of the scale unit 5. ing. One end of the sensor 10 is connected to the flexible cable 4a that is connected to the output unit of the main device 4. The sensor 10 outputs the detected position signal to the output unit as position information.
[0019]
In the sensor holder 11, a pair of concave grooves 17 </ b> A and 17 </ b> B are formed in the width direction on the surface facing the scale portion 5 so as to sandwich the sensor attachment region 10 a. When the sensor holder 11 adjusts the position of the sensor 10 with respect to the scale portion 5, the opposing outer regions 19 a and 19 b of the sensor attachment region 10 a divided by the concave grooves 17 </ b> A and 17 </ b> B are pressed by the adjusting member 12. In the sensor holder 11, the outer regions 19a and 19b are pressed against the adjustment member 12 from the substrate 9 side, so that distortions and deflections generated in the outer regions 19a and 19b are absorbed by the concave grooves 17A and 17B. 10a is prevented from being bent or distorted. Therefore, according to the sensor holder 11, the sensor 10 that is in proximity to the scale unit 5 while being in parallel is moved and adjusted parallel to the position signal forming surface 5 a of the scale unit 5. become. The shape of the concave grooves 17A and 17B only needs to have a function of absorbing the bending and distortion of the outer regions 19a and 19b, and is not limited to the concave shape as shown in FIG. Each may be constituted by a plurality of grooves.
[0020]
The sensor holder 11 has a screw hole 14b for screwing a screw 14 to be fixed to the substrate 9 in the vicinity of both ends in the width direction, and a convex portion 15 fitted to the hole portion 16 formed in the substrate 9. It is formed at a substantially central portion at one end of the region 10a. The convex portion 15 and the hole portion 16 serve as a rotation fulcrum of the sensor holder 11 with respect to the substrate 9 in the rotational direction indicated by the arrow A in FIG. To do. In the sensor holder 11, the angle of the rotation direction of the sensor 10 is adjusted with respect to the scale portion 5 in a state where the convex portion 15 is fitted in the hole portion 16. The swing mechanism is only required to be able to adjust the angle in the rotational direction with respect to the scale portion 5. For example, the convex portion 15 is provided on one side of the substrate 9 or the sensor holder 11, and the convex portion 15 is fitted on the other side. A hole 16 may be provided.
[0021]
The adjustment member 12 is screwed into the screw hole 12 a from the outside of the substrate 9, and the tip contacts the concave grooves 17 </ b> A and 17 </ b> B of the sensor holder 11 housed in the housing recess 13 of the substrate 9 at a position facing the sensor 10. Be equipped as such. The adjusting member 12 is, for example, a screw or the like having a groove formed in a spiral shape. The adjusting member 12 is screwed into the screw hole 12a and the tip presses the sensor holder 11 so that the adjusting member 12 can be freely adjusted in the direction close to the scale unit 5. It consists of members. The adjustment member 12 adjusts the facing distance Δx and the inclination of the sensor 10 with respect to the scale unit 5.
[0022]
As shown in FIG. 5, the sensor holder 11 is pressed toward the scale portion 5 side via the adjustment member 12, so that the sensor holder 11 is bent or distorted so as to be curved in an arc shape as a whole. , 17B is formed, the bending and distortion are absorbed, and the occurrence of bending and distortion in the sensor attachment region 10a is suppressed. Therefore, the sensor holder 11 brings the sensor 10 close to the scale portion 5 in a parallel state via the sensor attachment region 10a, and narrows the facing distance Δx between the scale portion 5 and the sensor 10.
[0023]
The adjustment member 12 is loosened in the external direction, so that the sensor holder 11 reversibly returns to its original state. Therefore, the adjustment member 12 is separated from the scale unit 5 of the sensor 10 in parallel. Is increased. Due to the elastic stress of the sensor holder 11 generated when the adjusting member 12 is pressed in the direction of the scale portion 5, a force in the direction of returning to the external direction is applied, and the effect of preventing loosening is obtained. As shown in FIG. 3, the adjustment member 12 is provided at three points in the outer regions 19a and 19b. However, if the opposing distance Δx and the inclination of the sensor 10 can be adjusted with respect to the scale portion 5, two or four points are provided. You may make it provide above.
[0024]
The position detection device 1 precisely adjusts the facing distance Δx and the inclination of the sensor 10 with respect to the scale unit 5 as follows. In the position detection device 1, the sensor holder 11 to which the sensor 10 is bonded is rotated using the convex portion 15 and the hole portion 16 as rotation fulcrums, thereby adjusting the angle of the sensor holder 11 in the rotation direction. The position detection apparatus 1 adjusts the facing interval Δx and the inclination of the sensor 10 with respect to the scale unit 5 to a predetermined interval and inclination, and in a set state, the plurality of screws 14 are tightened so that the sensor holder 11 holds the concave portion of the substrate 9. 13 is fixed.
[0025]
In the position detection device 1, in setting the rotation angle of the sensor holder 11 and the facing distance Δx and inclination of the sensor 10 with respect to the scale unit 5, the rotation angle and the output waveform indicating each movement amount are used to set the predetermined rotation angle and the facing angle. Adjust to spacing and tilt. In the position detection device 1, the position generated when the sensor holder 11 is fixed to the substrate 9 is adjusted with the adjustment member 12 while the output waveform indicating the pressing amount of the adjustment member 12 is observed, and the position of the sensor holder 11 is set to a predetermined position. Fine adjustment is made so that the interval Δx and the inclination are obtained. In the position detection device 1, by adjusting the sensor holder 11 with the adjusting member 12, the facing distance Δx and the inclination of the sensor 10 with respect to the scale unit 5 are easily and precisely set to a predetermined interval and inclination.
[0026]
According to the position detection device 1 described above, the displacement that occurs when the sensor holder 11 is permanently fixed to the substrate 9 can be easily operated using the adjustment member 12 and the pair of concave grooves 17A and 17B formed in the sensor holder 11. The facing interval Δx and the inclination are adjusted in a state where the sensor mounting region 10a is parallel to the position signal forming surface 5a of the scale portion 5, and the predetermined facing interval Δx and the tilt are precisely set. Therefore, according to the position detection device 1, the sensor 10 accurately holds the facing distance Δx and the inclination of the scale portion 5 with respect to the position signal forming surface 5 a at the predetermined facing distance and inclination as the movable portion 3 moves. In this state, it slides and detects the position signal. In the position detection device 1, the position detection and position control of the movable part 3 are precisely performed based on the position information detected by the precisely held sensor 10.
[0027]
In the position detection device 1, the scale unit 5 is attached to the fixed unit 2 of the main device 4, and the detection unit 6 is attached to the movable unit 3, but the detection unit 6 is attached to the fixed unit 2 and the movable unit 3 is attached to the movable unit 3. The scale unit 5 may be attached so that the scale unit slides relative to the detection unit 6. In the position detection device 1, the position information detected by the detection unit 6 is fed back to the movable unit 3 to control the moving operation of the movable unit 3. For example, the position information is sent to an appropriate display device. Then, the position of the movable part 3 may be displayed.
[0028]
【The invention's effect】
As described above in detail, the position detection device according to the present invention uses the adjustment member to adjust the deviation that occurs when the sensor holder is permanently fixed to the substrate. It becomes. In addition, since the position detection device suppresses the occurrence of bending of the sensor mounting area by the pair of concave grooves provided in the sensor holder, the sensor is parallel to the scale portion, and changes in the position signal due to the tilt of the sensor are prevented. Detection is highly accurate. Therefore, in the position detection device, the distance and inclination of the sensor with respect to the scale portion are precisely set, so that the detection of the position signal is highly accurate and stable, and the reliability of the position detection and position control of the movable portion is improved. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a state in which a position detection device according to the present invention is provided in a main device.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a detection unit of the position detection device.
FIG. 3 is a rear view of a detection unit of the position detection device.
FIG. 4 is a perspective view of a sensor holder of the position detection device.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the main part for explaining the position adjustment operation of the sensor with respect to the scale unit in the position detection device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Position detection apparatus, 5 Scale part, 6 Detection part, 7 Connection mechanism, 9 Substrate, 10 Sensor, 10a Sensor mounting area, 11 Sensor holder, 12 Adjustment member, 12a Screw hole, 13 Storage recessed part, 14 Screw, 14a Through-hole , 14b screw hole, 15 convex portion, 16 hole portion, 17a, 17b concave groove, 18a-18e guide roller, 19a, 19b outer region

Claims (2)

本体機器の可動部の移動動作に伴って、位置信号が設けられたスケール部に対して相対移動し、上記位置信号を検出する検出部を備え、
上記検出部は、上記スケール部の位置信号形成面に対向して配置される基板と、上記基板の上記スケール部と対向する面に取り付けられ、上記位置信号形成面に対向して上記位置信号を検出するセンサが取り付けられるセンサホルダと、上記センサホルダを上記基板側から押圧することにより、上記スケール部に対する上記センサの対向間隔を調節する調節部材とを有し、
上記センサが取り付けられたセンサ取り付け領域を挟むように幅方向に一対の凹溝が上記センサホルダに形成され、これらの凹溝により区割りされて形成された上記センサ取り付け領域の外側領域が上記調節部材によって押圧されることによって、上記凹溝により上記センサ取り付け領域の撓み発生が抑制されて上記センサと上記スケール部の位置信号形成面との対向間隔の調整が行われることを特徴とする位置検出装置。
Along with the movement operation of the movable part of the main device, a relative movement with respect to the scale part provided with the position signal, provided with a detection part for detecting the position signal,
The detection unit is attached to a substrate disposed opposite to the position signal formation surface of the scale unit, and a surface of the substrate opposite to the scale unit, and the position signal is opposed to the position signal formation surface. A sensor holder to which a sensor to be detected is attached; and an adjustment member that adjusts the facing distance of the sensor to the scale portion by pressing the sensor holder from the substrate side;
A pair of concave grooves in the width direction are formed in the sensor holder so as to sandwich the sensor mounting area to which the sensor is mounted, and an outer area of the sensor mounting area formed by dividing by the concave grooves is the adjusting member. The position detecting device is characterized in that, by being pressed by the concave groove, occurrence of bending of the sensor mounting region is suppressed by the concave groove, and the facing distance between the sensor and the position signal forming surface of the scale portion is adjusted. .
上記基板と上記センサホルダには、上記基板に対して、上記センサホルダを首振り自在に支持する首振り機構が設けられ、
上記首振り機構により、上記基板に対して上記センサホルダを回転操作することによって、上記スケール部の位置信号形成面に対する上記センサの角度調整が行われることを特徴とする請求項1記載の位置検出装置。
The substrate and the sensor holder are provided with a swing mechanism for swinging the sensor holder with respect to the substrate.
2. The position detection according to claim 1, wherein the angle of the sensor with respect to the position signal forming surface of the scale portion is adjusted by rotating the sensor holder with respect to the substrate by the swing mechanism. apparatus.
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