JP4866653B2 - Absolute position measuring device - Google Patents
Absolute position measuring device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4866653B2 JP4866653B2 JP2006135229A JP2006135229A JP4866653B2 JP 4866653 B2 JP4866653 B2 JP 4866653B2 JP 2006135229 A JP2006135229 A JP 2006135229A JP 2006135229 A JP2006135229 A JP 2006135229A JP 4866653 B2 JP4866653 B2 JP 4866653B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spindle
- rotation
- rotor plate
- rotor
- absolute position
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、絶対位置測定装置に関する。
例えば、マイクロメータヘッド、マイクロメータ、ホールテスト等において、スピンドルの位置をアブソリュート型で測定する絶対位置測定装置に関する。
The present invention relates to an absolute position measuring apparatus.
For example, the present invention relates to an absolute position measuring apparatus that measures the position of a spindle in an absolute type in a micrometer head, a micrometer, a hall test, or the like.
従来、長さ、大きさまたは角度等を測定する小型測定器、例えば、マイクロメータやマイクロメータヘッドにおいては、固定部材に対する可動部材の相対移動量に関する情報を検出することによって、被測定対象の測定が行われる。
固定部材に対する可動部材の相対移動量を検出する構成として、例えば、特許文献1に開示される構成がある。
Conventionally, in a small measuring instrument that measures length, size, angle, etc., for example, a micrometer or a micrometer head, measurement of the measurement target is performed by detecting information on the relative movement amount of the movable member with respect to the fixed member. Is done.
As a configuration for detecting the relative movement amount of the movable member with respect to the fixed member, for example, there is a configuration disclosed in
図5は、特許文献1に開示される一実施形態を示す図である。
この実施形態は、マイクロメータヘッド1であり、貫通孔21の内周に雌ねじ22を有する本体2と、本体2の貫通孔21内に挿通され前記雌ねじ22に螺合する送りねじ31を有する可動部材としてのスピンドル3と、スピンドル3の移動に応じて二つの異なる周期の位相信号を出力する位相信号発信手段4と、位相信号発信手段4からの出力信号に基づいてスピンドル3の絶対位置を算出する演算処理手段5と、演算処理手段5にて算出されたスピンドル3の絶対位置を表示する表示手段6と、を備えている。
FIG. 5 is a diagram showing an embodiment disclosed in
This embodiment is a
スピンドル3は前後に進退可能であるところ、スピンドル3の後端にはつまみ部32が設けられ、このつまみ部32によりスピンドル3が本体2に対して回転操作されると、雌ねじ22と送りねじ31との螺合によってスピンドル3が軸方向に進退される。
スピンドル3には、2本のキー溝33、34が設けられていて、第1キー溝33はスピンドル3の軸と平行に直線状に設けられ、第2キー溝34は、スピンドル3に対して螺旋状に設けられている。
The
The
位相信号発信手段4は、二組のロータリーエンコーダによって構成されており、本体2に固定された一枚のステータ41と、このステータ41を間にしてステータ41の両側にそれぞれ配置された二枚のロータ42、45と、を備えている。
The phase signal transmission means 4 is composed of two sets of rotary encoders. One
ステータ41およびロータ42、45は、スピンドル3を挿通する孔を有し、二枚のロータ42、45はスピンドル3に対して独立回転可能な回転円筒43、46の外側にそれぞれ設けられている。回転円筒43、46の内周にはスピンドル3のキー溝33、34にそれぞれ係合するキー44、47が設けられている。ここで、第1ロータ42は、第1回転円筒43に設けられ、第1回転円筒43のキー44は第1キー溝33に係合している。第2ロータ45は、第2回転円筒46に設けられ、第2回転円筒46のキー47は第2キー溝34に係合している。
The
また、二つの回転円筒43、46と本体2の内壁との間にはそれぞれ図示しないコイルバネが配設され、二枚のロータ42、45がステータ41に向けて付勢されることにより、ステータ41とロータ42、45とが近接した状態でギャップが保持される。
In addition, coil springs (not shown) are disposed between the two rotating
なお、二つのキー溝33、34は、スピンドル3の可動範囲において二つのロータ42、45から得られる回転位相の差が常に異なるように設けられており、例えば、スピンドル3の可動範囲内で第1ロータ42から100周期の位相変化が得られるとき、第2ロータ45からは99周期の位相変化が得られるようになっている。図6に、スピンドル3の回転数と二つのロータ42、45から得られる位相信号との関係の例を示す。
The two
このような構成において、スピンドル3が回転されると、スピンドル3が軸方向に進退される。
また同時に、スピンドル3が回転されると、二つの回転円筒43、46のキー44、47がそれぞれスピンドル3のキー溝33、34に係合しているので、それぞれの回転円筒43、45がキー溝33、34の回転に従って回転される。そして、回転円筒43、46とともにそれぞれのロータ42、45が回転される。
二つのロータ42、45から得られる位相信号の差はスピンドル3の可動範囲において常に異なっているので、逆に、二つのロータ42、45の位相差からスピンドル3の絶対位置が算出される。
In such a configuration, when the
At the same time, when the
Since the difference between the phase signals obtained from the two
なお、二つのロータ42、45の位相差からスピンドル3の絶対位置を算出する方法については、演算処理手段5に予め二つのロータ42、45の位相差とスピンドル3の絶対位置との関係を記憶したテーブルを格納しておいて、ロータ42、45の位相差からスピンドル3の絶対位置を算出するようにしてもよい。あるいは、検出された二つのロータ42、45の位相差をスピンドル3の一回転によって生じる位相差で除算してスピンドル3の回転数を算出し、スピンドル3の一回転あたりのピッチに算出されたスピンドル回転数を乗算してスピンドル絶対位置を算出してもよい。
As for the method of calculating the absolute position of the
しかしながら、図5に開示される構成では、一枚のステータ41を間にして二枚のロータ42、45を配置することになるので、ロータ42、45を回転させるために回転円筒43、46にそれぞれ設けられる二つのキー44、47の位置がスピンドル3の軸方向で離れてしまうことになる(図5中のL1)。
However, in the configuration disclosed in FIG. 5, two
このようにスピンドル軸方向に離れた二つのキー44、47に対してそれぞれ係合可能な二つのキー溝33、34をスピンドル3に刻まなければならないので、各キー溝33、34の始点が大きくずれることになり、結果としてキー溝33、34を刻む範囲L2がスピンドル軸方向で広範囲に及ぶことになってしまう。そして、マイクロメータヘッド1内に塵埃が進入するなどの不都合を防止するために、スピンドル3が進退したときでもスピンドル3のキー溝33、34が外部に露出しないようにスピンドル3をフレーム24で覆わなければならないので、その分、フレーム24から突出するスピンドル3の長さL3が短くなり、その結果、測長範囲が狭くなるという問題が生じる。
Since the two
その一方、測長範囲を大きくとるには、キー溝33、34が露出しないようにスピンドル3をフレーム24で覆ったうえで、さらにフレーム24からスピンドル3を長く突出させなければならないので、マイクロメータヘッド1が非常に大型化されてしまうという問題が生じる。
On the other hand, in order to increase the length measurement range, the
また、二枚のロータ42、45をステータ41に向けて付勢するためには二つのコイルバネ(不図示)が必要となるところ、一枚のステータ41の両側からステータ41とのギャップを保つように二本のコイルバネ(不図示)で二枚のロータ42、45をそれぞれ付勢するのは難しく、組立て作業が非常に複雑になってしまうという問題が生じる。
Further, in order to urge the two
本発明の目的は、小型であり、製造が簡便である絶対位置測定装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an absolute position measuring apparatus that is small in size and easy to manufacture.
本発明の絶対位置測定装置は、本体と、前記本体に螺合されているとともに回転によって軸方向進退自在に設けられたスピンドルと、前記スピンドルの回転に応じて2つの互いに周期が異なる位相信号を発信する位相信号発信手段と、前記位相信号を演算処理し前記スピンドルの絶対位置を求める演算処理手段と、を備え、前記スピンドルには、軸線に沿ってキー溝が設けられ、前記位相信号発信手段は、前記キー溝に係合するキーを有し前記スピンドルに外嵌した状態で前記スピンドルと一体回転する第1ロータ板を備える第1ロータリーエンコーダと、前記キー溝に係合するキーを有し前記スピンドルに外嵌した状態で前記スピンドルと一体回転するとともに外側面にネジを有する回転円筒と、前記回転円筒のネジに噛み合う歯を有する歯車およびこの歯車と一体回転する第2ロータ板を有する第2ロータリーエンコーダとを、備え、スピンドルの回転に対して前記第1ロータ板の回転周期と前記第2ロータ板の回転周期とは異なっていることを特徴とする。 The absolute position measuring apparatus of the present invention includes a main body, a spindle screwed into the main body and provided so as to be capable of moving forward and backward in the axial direction by rotation, and two phase signals having different periods according to the rotation of the spindle. Phase signal transmitting means for transmitting, and arithmetic processing means for calculating the phase signal and calculating the absolute position of the spindle, wherein the spindle is provided with a keyway along an axis, and the phase signal transmitting means Has a key that engages with the key groove, a first rotary encoder that includes a first rotor plate that rotates integrally with the spindle in a state of being fitted on the spindle, and a key that engages with the key groove. A rotating cylinder that rotates integrally with the spindle while being externally fitted to the spindle and has a screw on the outer surface, and teeth that mesh with the screw of the rotating cylinder And a second rotary encoder having a second rotor plate that rotates integrally with the gear, and the rotation cycle of the first rotor plate and the rotation cycle of the second rotor plate are different with respect to the rotation of the spindle. It is characterized by being.
このような構成において、スピンドルが回転されると、スピンドルと本体との螺合によりスピンドルが本体に対して進退する。スピンドルの回転に応じて位相信号発信手段からスピンドルの回転に応じた位相信号が発信される。スピンドルが回転するとき、第1ロータ板のキーがスピンドルのキー溝に係合しているので、第1ロータ板がスピンドルと一体的に回転される。第1ロータ板の回転が検出されて第1ロータリーエンコーダから位相信号が出力される。また、スピンドルが回転するとき、回転円筒のキーがスピンドルのキー溝に係合しているので、回転円筒がスピンドルと一体的に回転される。すると、回転円筒のネジに噛み合った歯車の歯が送られて歯車が回転され、この歯車と一体的に第2ロータ板が回転される。この第2ロータ板の回転が検出されて第2ロータリーエンコーダから位相信号が出力される。 In such a configuration, when the spindle is rotated, the spindle advances and retreats with respect to the main body by screwing of the spindle and the main body. A phase signal corresponding to the rotation of the spindle is transmitted from the phase signal transmitting means according to the rotation of the spindle. When the spindle rotates, since the key of the first rotor plate is engaged with the key groove of the spindle, the first rotor plate is rotated integrally with the spindle. The rotation of the first rotor plate is detected and a phase signal is output from the first rotary encoder. Further, when the spindle rotates, since the key of the rotating cylinder is engaged with the key groove of the spindle, the rotating cylinder is rotated integrally with the spindle. Then, the gear teeth meshed with the screw of the rotating cylinder are sent to rotate the gear, and the second rotor plate is rotated integrally with the gear. The rotation of the second rotor plate is detected and a phase signal is output from the second rotary encoder.
ここで、スピンドルの回転に対して第1ロータ板と第2ロータ板とは異なる回転周期で回転し、第1ロータリーエンコーダと第2ロータリーエンコーダとからは互いに位相が異なる信号が出力される。2つの位相が異なる信号に基づいて演算処理手段によってスピンドルの回転位相が求められ、さらに、スピンドルの回転位相と進退ピッチとの関係に基づいてスピンドルの移動量、すなわち、スピンドルの絶対位置が算出される。 Here, the first rotor plate and the second rotor plate rotate at different rotation periods with respect to the rotation of the spindle, and signals having different phases are output from the first rotary encoder and the second rotary encoder. The rotation phase of the spindle is obtained by the arithmetic processing means based on signals having two different phases, and further, the amount of movement of the spindle, that is, the absolute position of the spindle is calculated based on the relationship between the rotation phase of the spindle and the advance / retreat pitch. The
このような構成によれば、スピンドルの回転に応じた第1ロータ板と第2ロータ板との回転により2つの位相信号を得ることができ、この2つの位相信号によってスピンドルの絶対位置を求めることができる。
ここで、スピンドルの回転に伴って周期が異なる二つの位相信号を得るにあたって第1ロータ板と第2ロータ板とを回転させるところ、スピンドルには一本のキー溝を設けて、このキー溝との係合によって第1ロータ板および回転円筒をスピンドルと一体回転させる。そして、回転円筒のネジに噛み合った歯車を回転させることにより第2ロータ板を回転させる。このとき、回転円筒のネジピッチと歯車の歯数とを調整して、回転円筒の一回転に対する歯車の回転角度を任意に設定できる。よって、第2ロータ板の回転周期を第1ロータ板とは異ならせ、第1ロータ板と第2ロータ板とから互いに異なる周期の位相信号を得ることができる。このように、2つのロータ板を異なる回転周期で回転させるにあたり、スピンドルに刻むキー溝は一本としているので、加工が簡便である。
According to such a configuration, two phase signals can be obtained by the rotation of the first rotor plate and the second rotor plate according to the rotation of the spindle, and the absolute position of the spindle can be obtained from the two phase signals. Can do.
Here, in order to obtain two phase signals having different periods according to the rotation of the spindle, the first rotor plate and the second rotor plate are rotated. The spindle is provided with one key groove, Thus, the first rotor plate and the rotating cylinder are rotated together with the spindle. Then, the second rotor plate is rotated by rotating the gear meshed with the screw of the rotating cylinder. At this time, the rotation angle of the gear with respect to one rotation of the rotating cylinder can be arbitrarily set by adjusting the screw pitch of the rotating cylinder and the number of teeth of the gear. Therefore, the rotation period of the second rotor plate is different from that of the first rotor plate, and phase signals having different periods can be obtained from the first rotor plate and the second rotor plate. As described above, when the two rotor plates are rotated at different rotation cycles, the number of key grooves cut on the spindle is one, so that the processing is simple.
従来、スピンドルの回転に伴って2つのロータ板を異なる周期で回転させる場合、スピンドルにピッチが異なる二つのキー溝を加工していた。しかしながら、ピッチが異なる二つの溝をスピンドルに刻むのは加工が難しく、また、高コストとなっていた。
この点、本発明では、スピンドルに刻む溝は一本でよいので、加工が簡便である。
Conventionally, when two rotor plates are rotated at different periods as the spindle rotates, two key grooves having different pitches are machined on the spindle. However, it is difficult to process two grooves with different pitches on the spindle, and the cost is high.
In this respect, in the present invention, since only one groove is required for the spindle, processing is simple.
また、第2ロータ板の回転を第1ロータ板の回転周期と異ならせるにあたり、回転円筒のネジピッチと歯車の歯数とを調整すればよいので、回転周期の設定が簡便である。そして、回転円筒のネジピッチおよび歯車の歯は高精度に加工できるので、第2ロータ板の回転精度を高めてスピンドル位置の検出精度を向上させることができる。
従来は、スピンドルに螺旋状のキー溝を刻んでいたために加工が難しく螺旋のピッチを高精度にすることが困難であった。
この点、本発明では、回転円筒のネジと歯車の歯を高精度に加工することで、スピンドル位置の検出精度を容易に向上させることができる。
Moreover, in order to make the rotation of the second rotor plate different from the rotation cycle of the first rotor plate, the screw pitch of the rotating cylinder and the number of gear teeth can be adjusted, so that the setting of the rotation cycle is simple. Since the screw pitch of the rotating cylinder and the gear teeth can be processed with high accuracy, the rotational accuracy of the second rotor plate can be increased and the detection accuracy of the spindle position can be improved.
Conventionally, since a spiral keyway is engraved on the spindle, it is difficult to process and it is difficult to make the pitch of the spiral highly accurate.
In this regard, in the present invention, the accuracy of detecting the spindle position can be easily improved by processing the screw of the rotating cylinder and the gear teeth with high accuracy.
また、従来ではスピンドルに2本のキー溝を刻んでいたためにスピンドルにキー溝を刻む領域が長くなり、測定装置全体としても大型化するという問題があった。
この点、本発明では、スピンドルのキー溝は一本でよいので、キー溝を刻む領域を短くして測定装置全体としても小型化することができる。
そして、回転円筒のネジや歯車の歯のピッチを細かくすることにより、本発明の測定装置は非常に小型化できる。
Further, conventionally, since two key grooves are engraved on the spindle, the area for engraving the key groove on the spindle becomes long, and there is a problem that the measuring apparatus as a whole becomes large.
In this regard, in the present invention, only one key groove on the spindle is required, so that the area for engraving the key groove can be shortened to reduce the size of the measuring apparatus as a whole.
And the measuring apparatus of this invention can be reduced in size by making the pitch of the screw | thread of a rotating cylinder and the tooth | gear of a gearwheel fine.
本発明では、前記第1ロータリーエンコーダは、前記第1ロータ板の一回転以内で異なる回転角に対しては異なる値の位相信号を出力し、前記第2ロータリーエンコーダは、前記第2ロータ板の一回転以内で異なる回転角に対しては異なる値の位相信号を出力し、スピンドルの可動範囲内におけるスピンドルの最大回転数に対して第2ロータ板の回転数は一回転以内であることが好ましい。 In the present invention, the first rotary encoder outputs phase signals having different values for different rotation angles within one rotation of the first rotor plate, and the second rotary encoder outputs the second rotor plate. It is preferable that phase signals having different values are output for different rotation angles within one rotation, and the rotation speed of the second rotor plate is within one rotation with respect to the maximum rotation speed of the spindle within the movable range of the spindle. .
このような構成において、スピンドルの回転に伴って第1ロータ板と第2ロータ板とが異なる周期で回転する。このとき、第1ロータ板はスピンドルと一体回転し、第2ロータ板は、スピンドルが可動範囲を移動する間に1回転以内の回転をする。そして、第1ロータ板の一回転内の異なる回転角に対して第1ロータリーエンコーダから異なる値の位相信号が出力される。従って、この位相信号に基づいて演算処理手段により第1ロータ板の一回転以内の回転角が一義的に決定される。第1ロータ板は、スピンドルと一体回転するので、第1ロータ板の回転角はスピンドルの回転角である。また、第2ロータ板の一回転内の異なる回転角に対して第2ロータリーエンコーダから異なる値の位相信号が出力される。従って、この位相信号に基づいて演算処理手段により第2ロータ板の一回転以内の回転角が一義的に決定される。さらに、第2ロータ板はスピンドルの可動範囲では一回転以内であるので、第2ロータ板の回転角とスピンドル回転数との関係を予め設定しておくことにより、演算処理手段において第2ロータ板の回転角からスピンドル回転数が一義的に求められる。そして、第1ロータ板の一回転内の回転角と第2ロータ板の回転角に基づくスピンドル回転数からスピンドルの総回転位相が算出される。このスピンドルの総回転位相とスピンドルの送りピッチとに基づいてスピンドルの総移動量、すなわちスピンドル絶対位置が算出される。 In such a configuration, the first rotor plate and the second rotor plate rotate at different periods as the spindle rotates. At this time, the first rotor plate rotates integrally with the spindle, and the second rotor plate rotates within one rotation while the spindle moves within the movable range. Then, phase signals having different values are output from the first rotary encoder for different rotation angles within one rotation of the first rotor plate. Therefore, the rotation angle within one rotation of the first rotor plate is uniquely determined by the arithmetic processing means based on this phase signal. Since the first rotor plate rotates integrally with the spindle, the rotation angle of the first rotor plate is the rotation angle of the spindle. Further, different phase signals are output from the second rotary encoder for different rotation angles within one rotation of the second rotor plate. Therefore, the rotation angle within one rotation of the second rotor plate is uniquely determined by the arithmetic processing unit based on this phase signal. Further, since the second rotor plate is within one rotation in the movable range of the spindle, the relation between the rotation angle of the second rotor plate and the spindle rotation speed is set in advance, so that the second rotor plate is calculated in the arithmetic processing means. The rotation speed of the spindle can be uniquely determined from the rotation angle of. Then, the total rotation phase of the spindle is calculated from the spindle rotation speed based on the rotation angle within one rotation of the first rotor plate and the rotation angle of the second rotor plate. Based on the total rotation phase of the spindle and the feed pitch of the spindle, the total movement amount of the spindle, that is, the absolute position of the spindle is calculated.
このような構成によれば、第2ロータ板の回転角に基づいてスピンドル回転数という粗い情報を取得し、さらに、第1ロータ板の回転角に基づいて一回転以内の高精度な回転位相を取得することができる。
従って、スピンドル絶対位置を高精度に求めることができる。
According to such a configuration, rough information such as the spindle rotation speed is acquired based on the rotation angle of the second rotor plate, and a highly accurate rotation phase within one rotation is obtained based on the rotation angle of the first rotor plate. Can be acquired.
Therefore, the absolute spindle position can be obtained with high accuracy.
ここで、スピンドルの可動範囲で一回転する第2ロータ板のみでもスピンドルの絶対位置を一義的に求めることは原理的に可能である。
しかしながら、例えばスピンドルの50回転あたりで一回転しかしない第2ロータ板ではスピンドルの移動量に対する角度変化が極めて小さいので非常に高分解に回転角を検出できなければスピンドルの正確な位置を検出することはできない。
そして、第2ロータ板のみでスピンドル絶対位置を検出できる程度に第2ロータリーエンコーダを高分解能にするのは非常に困難であり現実的ではない。
Here, in principle, it is possible to uniquely determine the absolute position of the spindle only with the second rotor plate that rotates once in the movable range of the spindle.
However, for example, in the second rotor plate having only one rotation per 50 rotations of the spindle, the change in the angle with respect to the movement amount of the spindle is extremely small. Therefore, if the rotation angle cannot be detected with very high resolution, the accurate position of the spindle must be detected. I can't.
And it is very difficult and impractical to make the second rotary encoder high resolution to such an extent that the absolute position of the spindle can be detected only by the second rotor plate.
この点、本発明では、第1ロータ板によってスピンドルの一回転以内の回転位相を検出するので、第2ロータ板はスピンドルの回転数が特定できる程度の分解能を備えていればよい。よって、分解能の高いロータリーエンコーダを必要としないので、製造コストを低減させることができる。 In this regard, in the present invention, since the rotation phase within one rotation of the spindle is detected by the first rotor plate, the second rotor plate only needs to have a resolution that can identify the rotation speed of the spindle. Therefore, since a rotary encoder with high resolution is not required, the manufacturing cost can be reduced.
また、回転円筒から歯車を介してスピンドルの回転が第2ロータ板に伝達されるので、回転円筒のネジおよび歯車の歯の加工精度やネジと歯の噛み合いガタによっては第2ロータ板の回転精度は多少低くなる場合も考えられる。
このような場合でも、第2ロータ板はスピンドル回転数を特定できる程度の分解能と精度を有していれば第1ロータ板の回転検出によってスピンドル位置の検出は高精度に行うことができる。
Further, since the rotation of the spindle is transmitted from the rotating cylinder to the second rotor plate via the gear, the rotation accuracy of the second rotor plate depends on the processing accuracy of the screw of the rotating cylinder and the teeth of the gear and the engagement between the screw and the teeth. May be slightly lower.
Even in such a case, the spindle position can be detected with high accuracy by detecting the rotation of the first rotor plate as long as the second rotor plate has a resolution and accuracy sufficient to specify the spindle rotation speed.
本発明では、前記第1ロータ板は前記回転円筒に支持されていることが好ましい。 In the present invention, the first rotor plate is preferably supported by the rotating cylinder.
このような構成によれば、第1ロータ板を回転支持する円筒と、第2ロータ板に回転を伝える回転円筒を共通にして、部品点数の削減および装置の小型化を図ることができる。 According to such a configuration, it is possible to reduce the number of parts and reduce the size of the apparatus by using the cylinder that rotatably supports the first rotor plate and the rotating cylinder that transmits the rotation to the second rotor plate in common.
以下、本発明の実施の形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
(第1実施形態)
本発明の絶対位置測定装置に係る第1実施形態について説明する。
図1は、絶対位置測定装置の第1実施形態としてのマイクロメータヘッドの構成を示す断面図である。
マイクロメータヘッド100は、本体200と、本体200に対して螺合され回転によって軸方向進退自在に設けられたスピンドル300と、スピンドル300の移動量に応じて位相信号を発信する位相信号発信手段400と、位相信号発信手段400に対する信号の送受信を制御する送受信制御部710と、位相信号を演算処理しスピンドル300の絶対位置を求める演算処理部720と、算出されたスピンドル300の絶対位置を表示する表示手段730と、を備えている。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be illustrated and described with reference to reference numerals attached to respective elements in the drawings.
(First embodiment)
A first embodiment according to the absolute position measuring apparatus of the present invention will be described.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a micrometer head as a first embodiment of an absolute position measuring apparatus.
The
本体200は、貫通孔210を有する円筒状で、貫通孔210の内周には雌ネジ211が設けられている。貫通孔210内には、収納空間212を区画形成する中仕切り板213が設けられている。また、本体200の前端側の外周は外側フレーム220によって覆われている。
The
スピンドル300は、本体200の貫通孔210を挿通し、両端が本体200から突出する状態に配設されている。スピンドル300の後端側の外周には本体200の雌ねじ121に螺合する送りネジ310が設けられ、回転操作により軸方向進退可能である。スピンドル300の後端には、本体200の外部からスピンドル300を回転操作するつまみ部320が設けられている。スピンドル300の中央部には、軸方向に沿って直線的にキー溝330が設けられている。
ここで、スピンドル300の送りネジ310は、0.5mm送りで50回転分が刻まれている。すなわち、スピンドル300の可動距離は25mmである。
The
Here, the
位相信号発信手段400について説明する。
位相信号発信手段400は、スピンドル300に外嵌した状態に配設されてスピンドル300と一体回転する第1ロータ510を有する第1ロータリーエンコーダ500と、第1ロータ510の回転に伴って回転する第2ロータ610を有する第2ロータリーエンコーダ600と、を備えている。第1ロータリーエンコーダ500および第2ロータリーエンコーダ600はともにロータ510、610の一回転以内の絶対角度を検出可能である。
The phase
The phase
第1ロータリーエンコーダ500は、スピンドル300と一体回転する第1ロータ510と、第1ロータ510の回転を検出する第1ステータ550と、を備えている。
The first
第1ロータ510は、第1ステータ550と対になって第1ステータ550と対向した状態で回転される第1ロータ板520と、スピンドル300を中心とする第1ロータ板520の回転を支持する第1回転円筒530と、スピンドル300のキー溝330に係合するキー540と、を備える。
The
第1ロータ板520は、スピンドル300が挿通される挿通孔521を有する小円板である。第1回転円筒530は、スピンドル300に外嵌する円筒状であって第1ロータ板520の背面に接続され第1ロータ板520の回転を支持している。第1回転円筒530にはキー540が螺入されており、キー540の先端がスピンドル300のキー溝330に係合している。そして、第1回転円筒530の外周にはネジ531が設けられている。ここで、スピンドル300が回転すると、スピンドル300のキー溝330にキー540が係合していることから、第1回転円筒530はスピンドル300と一体的に回転する。また、第1回転円筒530の回転に伴って、第1回転円筒530のネジ531に噛み合った第2ロータ610が回転される。
The
第1ステータ550は、円板の中央にスピンドル300が挿通される挿通孔551を有し、中仕切り板213に固定されている。第1ステータ550は第1ロータ510に対向配置され、第1ロータ510の一回転以内の絶対角度を検出する。すなわち、第1ステータ550は第1ロータ510の一回転あたり一周期の変化を示す位相信号を出力する。そして、第1ロータ510はスピンドル300とともに回転するので、第1ステータ550から出力される位相信号は、図2(A)に示されるように、スピンドル300の一回転によって一周期の変化を示し、スピンドル300が50回転する間に50周期の変化を示す。
The
第2ロータリーエンコーダ600は、第1回転円筒530のネジ531とかみ合って第1回転円筒530の回転に伴って回転する第2ロータ610と、第2ロータ610の回転位相を検出する第2ステータ(不図示)と、を備えている。
The second
第2ロータ610は、第1回転円筒530のネジ531に噛み合う歯を外周に有する歯車611と、歯車611に貼設された第2ロータ板612と、を備えている。
The
歯車611に設けられる歯の数は50枚であり、第1回転円筒530のネジ531に歯車611の歯がかみ合っている。そして、第1回転円筒530が一回転するときに歯車611の歯が一つ送られる。すなわち、スピンドル300が50回転する間に歯車611は1回転することになる。
なお、歯車611の回転軸方向は、スピンドル300および第1ロータ510の回転軸方向に対して立体的に直交しており、すなわち、スピンドル300の回転軸方向が図1の左右方向であるのに対し歯車611の回転軸方向は図1の紙面に直交する方向である。
The number of teeth provided on the
Note that the rotation axis direction of the
第2ロータ板612は、歯車611に貼設され、歯車611と一体的に回転する。すなわち、スピンドル300が50回転する間に第2ロータ板612は1回転する。
The second rotor plate 612 is attached to the
なお、第2ステータについては、図示を省略するが、第2ロータ板612に対向して配置されている。第2ステータは、第2ロータ610の一回転以内の絶対回転角を検出する。すなわち、第2ステータは第2ロータ610の一回転あたり一周期の変化を示す位相信号を出力する。そして、第2ロータ610は、スピンドル300が50回転する間に一回転するので、第2ステータから出力される位相信号は、図2(B)に示されるように、スピンドル300の50回転によって一周期の変化を示す。
In addition, although illustration is abbreviate | omitted about the 2nd stator, it arrange | positions facing the 2nd rotor board 612. FIG. The second stator detects an absolute rotation angle within one rotation of the
図3は、送受信制御部710および演算処理部720の構成を示す図である。
送受信制御部710は、第1ステータ550に対する信号の送受信を制御する第1送受信制御部711と、第2ステータに対する信号の送受信を制御する第2送受信制御部714と、を備える。
FIG. 3 is a diagram illustrating configurations of the transmission /
The transmission /
第1送受信制御部711は、第1送信制御部712と第1受信制御部713とを備え、第1送信制御部712は第1ステータ550に所定の交流信号を送信し、第1受信制御部713は第1ステータ550からの信号を受信する。
同様に、第2送受信制御部714は、第2送信制御部715と第2受信制御部716とを備え、第2送信制御部715は第2ステータに所定の交流信号を送信し、第2受信制御部716は第2ステータからの信号を受信する。
第1受信制御部713および第2受信制御部716は、各ステータから受信した位相信号を演算処理部720に出力する。
ここで、第1受信制御部713は第1ステータ550からの位相信号を出力するところ第1受信制御部713からの位相信号は図2(A)に示すようにスピンドル300の一回転あたり一周期の変化を示し、第2受信制御部716は第2ステータからの位相信号を出力するところ第2受信制御部716からの位相信号は図2(B)に示すようにスピンドル300の50回転あたり1周期の変化を示す。
The first transmission /
Similarly, the second transmission /
The first
Here, the first
演算処理部720について説明する。
演算処理部720は、第1ロータ510および第2ロータ610の回転角θを算出する回転角算出部721と、回転角算出部721にて算出された第1ロータ510および第2ロータ610の回転角に基づいてスピンドル300の回転位相を算出する回転位相算出部724と、回転位相算出部724にて算出されたスピンドル300の回転位相に基づいてスピンドル300の絶対位置を算出するスピンドル位置算出部727と、を備える。
The
The
回転角算出部721は、第1受信制御部713からの信号に基づいて第1ロータ510の回転角を算出する第1回転角算出部722と、第2受信制御部716からの信号に基づいて第2ロータ610の回転角を算出する第2回転角算出部723と、を備える。
The rotation
第1回転角算出部722は、第1受信制御部713からの出力信号(図2(A)参照)に基づいて第1ロータ510の一回転内の絶対角度(0°<θ<360°)を算出する。第1回転角算出部722には、第1ロータ510の回転角と位相信号との関係が設定記憶されている。そして、図2(A)に示されるように、第1受信制御部713から出力される位相信号は第1ロータ510の一回転以内では異なる位相であるので、この位相信号に基づいて第1ロータ510の一回転以内の絶対角度が算出される。
The first rotation
また、第2回転角算出部723は、第2受信制御部716からの出力信号(図2(B)参照)に基づいて第2ロータ610の回転角を算出する。第2回転角算出部723には、第2ロータ610の回転角と位相信号との関係が設定記憶されている。図2(B)に示されるように、第2受信制御部716から出力される位相信号は第2ロータ610の一回転において異なる位相であるので、この位相信号に基づいて第2ロータ610の回転角が算出される。
Also, the second rotation
回転位相算出部724は、第2ロータ610の回転角に基づいてスピンドル300の回転数を算出するスピンドル回転数算出部725と、スピンドル回転数および第1ロータ510の回転角に基づいてスピンドル300の総回転位相を算出する総回転位相算出部726と、を備える。
The rotation
スピンドル回転数算出部725には、第2ロータ610の回転角とスピンドル回転数との関係が設定されている。そして、スピンドル300が50回転する間に第2ロータ610は一回転以内において異なる回転角であるので、第2ロータ610の回転角に基づいてスピンドル回転数Nが一義的に算出される。総回転位相算出部726は、スピンドル300の総回転位相を算出するにあたり、まず、スピンドル回転数Nに基づいてスピンドル回転数による位相θ2=360°×Nを算出する。続いて、第1回転角算出部722にて算出された第1ロータ510の回転角θ1を先に算出されたスピンドル回転数による位相θ2に加算する。すると、スピンドル300の総回転位相θT(=θ1+θ2)が算出される。
In the spindle rotation
スピンドル位置算出部727には、スピンドル300の一回転当たりの移動ピッチ(0.5mm)が予め設定されている。そして、スピンドル位置算出部727において、移動ピッチ(0.5mm)と総回転位相θTとが乗算されることにより、スピンドル300の総移動量、すなわち、スピンドル300の絶対位置が算出される。
In the spindle
表示手段730は、例えば、デジタル表示によってスピンドル300の絶対位置を表示する。
The
ここで、位相信号発信手段400において、ステータによってロータの一回転内の回転角を検出する原理について簡単に説明する。
第1ロータリーエンコーダ500と第2ロータリーエンコーダ600は同じ構成であるので、ここでは第1ロータリーエンコーダ500を例に説明する。
この位相信号発信手段400は、いわゆる一回転ABS(アブソリュート検出)のロータリーエンコーダである。図4は、第1ステータ550と第1ロータ510との互いの対向面を示す図である。図4(A)は第1ステータ550の一面を示す図あり、図4(B)は第1ロータ510の一面を示す図である。
Here, the principle of detecting the rotation angle within one rotation of the rotor by the stator in the phase signal transmission means 400 will be briefly described.
Since the first
This phase signal transmitting means 400 is a so-called single-rotation ABS (absolute detection) rotary encoder. FIG. 4 is a diagram illustrating the opposing surfaces of the
第1ステータ550において第1ロータ510に対向する面には、内側と外側とで二重に配された電極部が設けられ、すなわち、内側に内側ステータ電極部560が設けられ、内側ステータ電極部560の外側に外側ステータ電極部570が設けられている(図4(A)参照)。
ステータ電極部560、570は第1送受信制御部711に接続されている。
第1ロータ510において第1ステータ550に対向する面には、内側と外側で二重に配された電極部が設けられ、すなわち、内側には内側ステータ電極部560と電磁カップリングする内側結合電極部511が設けられ、外側には外側ステータ電極部570と電磁カップリングする外側結合電極部512が設けられている(図4(B)参照)。
In the
In the
まず、図4(A)を参照して、内側ステータ電極部560および外側ステータ電極部570について説明する。
内側ステータ電極部560は、リング状に配置された一本の電極線からなる内側送信電極部561と、内側送信電極部561の内側において所定ピッチで連続する菱形コイルをそれぞれ形成する3本の電極線562A〜Cで構成され全体としてリング状に配置された内側受信電極部562と、を備えている。
同様に、外側ステータ電極部570は、リング状に配置された一本の電極線からなる外側送信電極部571と、外側送信電極部571の内側において所定ピッチで連続する菱形コイルをそれぞれ形成する3本の電極線572A〜Cで構成され全体としてリング状に配置された外側受信電極部572と、を備えている。
First, the inner
The inner
Similarly, the outer
内側受信電極部562を構成する電極線(562A〜C)は、それぞれ9個(9周期)の菱形を構成しており、外側受信電極部572を構成する電極線(572A〜C)はそれぞれ10個(10周期)の菱形を構成しており、各受信電極部562、572において3本の電極線562A〜C、572A〜Cが位相をずらして重なるように配置されている。
なお、図4(A)中、配線が交差して見える部分は紙面に直交する方向に離れており絶縁が確保されている。
Each of the electrode wires (562A to C) constituting the inner
In FIG. 4A, the portions where the wirings appear to cross each other are separated in a direction perpendicular to the paper surface, and insulation is ensured.
なお、内側受信電極部562および外側受信電極部572は、本来は一つ一つが独立したリング状のコイルを一本の電極線により繋げた構成に同等であり、すなわち、各菱形コイルが一つのコイルに等しい働きをする。
The inner
ここで、送信電極部561、571の各電極線は第1送信制御部712に接続され、各電極線には第1送信制御部712から所定の交流信号が印加される。
受信電極部562、572の各電極線562A〜B、572A〜Cは第1受信制御部713に接続され、第1受信制御部713により所定のサンプリング周期で受信電極部562、572の信号がサンプリングされる。
Here, each electrode line of the
The electrode lines 562A-B and 572A-C of the
次に、図4(B)を参照して、内側結合電極部511および外側結合電極部512について説明する。
内側結合電極部511は、矩形波を描きつつ全体としてリング状に配された電極線により構成されている。
外側結合電極部512も同様に矩形波を描きつつ全体としてリング状にされた電極線により構成されている。
なお、内側結合電極部511は、9周期の矩形波であり、外側結合電極部512は、10周期の矩形波である。
そして、内側結合電極部511および外側結合電極部512の矩形波は、本来は、一つ一つが独立したリング状のコイルを一本の電極線によって繋げた構成に同等であり、すなわち、各矩形波が一つのコイルに等しい働きをする。
Next, the inner
The inner
Similarly, the outer
The inner
The rectangular waves of the inner
この構成において、第1送信制御部712から内側送信電極部561と外側送信電極部571とにそれぞれ電流(交流電流)(i1)が通電されると、送信電極部561、571の電極線の周囲に誘導磁界(B1)が発生する。そして、内側ステータ電極部560と内側結合電極部511とが電磁カップリングされ、外側ステータ電極部570と外側結合電極部512とが電磁カップリングされているので、内側結合電極部511および外側結合電極部512には誘導電流(i2)が生じるとともにこの誘導電流(i2)による誘導磁界(B2,B3)が生じる。
In this configuration, when current (alternating current) (i 1 ) is supplied from the first
さらに、内側結合電極部511と内側受信電極部562とが電磁カップリングしており、外側結合電極部512と外側受信電極部572とが電磁カップリングしているので、内側結合電極部511および外側結合電極部512の磁界パターンによって内側受信電極部562および外側受信電極部572の電極線562A〜C、572A〜Cに誘導電流(i3)が生じる。
Further, the inner
ここで、内側結合電極部511および内側受信電極部562は9周期であるのに対して、外側結合電極部512および外側受信電極部572は10周期であるので、第1ロータ510の一回転に対して、内側受信電極部562による第1の検出位相は10周期の変化を示し、外側受信電極部572による第2の検出位相は9周期の変化を示す。
したがって、第1ロータ510の回転角θ(0°≦θ<360°)に対して、内側受信電極部562による第1の位相信号φ1と外側受信電極部572による第2の位相信号φ2とは互いに異なり、第1ロータ510が一回転する中では、異なるロータ510の回転角θに対して第1の位相信号φ1と第2の位相信号φ2との位相差Δφは異なる。
よって、逆に、第1の位相信号φ1と第2の位相信号φ2との位相差Δφから、第1ロータ510の一回転以内の回転位相θが一義的に決定されることとなる。
Here, the inner
Therefore, with respect to the rotation angle θ (0 ° ≦ θ <360 °) of the
Therefore, conversely, the rotational phase θ within one rotation of the
このような構成を備える第1実施形態の動作について説明する。
つまみ部320によってスピンドル300を回転させると、本体200の雌ネジ211とスピンドル300の送りネジ310との螺合によりスピンドル300が軸方向に進退される。スピンドル300が回転すると、スピンドル300のキー溝330に係合したキー540によって第1回転円筒530がスピンドル300とともに回転する。
The operation of the first embodiment having such a configuration will be described.
When the
第1回転円筒530が回転すると、第1回転円筒530とともに第1ロータ板520が回転する。第1ロータ板520の回転が第1ステータ550によって検出されて第1受信制御部713に送られる。続いて、第1回転角算出部722において第1ロータ板520の一回転以内の回転角が算出される。
ここで、第1ロータ板520はスピンドル300と一体回転するので、第1ロータ板520の一回転内の回転角とは、スピンドル300の一回転内の回転角である。
When the first
Here, since the
また、第1回転円筒530が回転すると、第1回転円筒530のネジ531に噛み合った歯車611が回転する。すると、歯車611とともに第2ロータ板612が回転する。このとき、歯車611は、第1回転円筒530の一回転で一つの歯が送られ、スピンドル300の50回転に対して第2ロータ板612は一回転する。
第2ロータ板612の一回転以内の位相信号が第2ステータによって検出されて第2受信制御部716に送られる。続いて、第2回転角算出部723において第2ロータ板612の一回転以内の回転角が算出される。そして、第2ロータ板612の回転角に基づいてスピンドル回転数算出部725によりスピンドル300の回転数が算出される。
When the first
A phase signal within one rotation of the second rotor plate 612 is detected by the second stator and sent to the second
第1回転角算出部722にて算出された第1ロータ板520の回転角(=スピンドルの一回転内の回転角)とスピンドル回転数算出部725にて算出されたスピンドル回転数とに基づいて、スピンドル300の総回転位相が総回転位相算出部726にて算出される。算出された総回転位相とスピンドル300の送りピッチ(0.5mm)とに基づいてスピンドル300の絶対位置がスピンドル位置算出部727にて算出される。算出されたスピンドル絶対位置は表示手段730にて表示される。
Based on the rotation angle of the
このような構成を備える第1実施形態によれば、次の効果を奏することができる。
(1)スピンドル300の回転に応じて異なる周期で回転する第1ロータ板520と第2ロータ板612との回転により2つの位相信号を得ることができるので、この2つの位相信号によってスピンドル300の絶対位置を求めることができる。
According to 1st Embodiment provided with such a structure, there can exist the following effects.
(1) Since two phase signals can be obtained by the rotation of the
(2)スピンドル300の回転に伴って周期が異なる二つの位相信号を得るにあたって第1ロータ板520と第2ロータ板612とを回転させるところ、スピンドル300には一本のキー溝330を設けて、このキー溝330との係合によって第1ロータ板520および第1回転円筒530をスピンドル300と一体回転させて、そして、第1回転円筒530のネジ531に噛み合った歯車611を回転させることにより第2ロータ板612を回転させる。このように本実施形態では、スピンドル300に刻む溝は一本でよいので、加工が簡便である。
(2) When the
(3)第2ロータ板612には第1回転円筒530と歯車611とを介してスピンドル300の回転が伝達されるところ、第1回転円筒530のネジピッチと歯車611の歯数とを調整して、スピンドル300の一回転に対する第2ロータ板612の回転角度を簡便に設定することができる。よって、加工コストを低減させることができる。
(3) When the rotation of the
(4)スピンドル300の回転は第1回転円筒530および歯車611を介して第2ロータ板612に伝達されるところ、第1回転円筒530のネジピッチおよび歯車611の歯は高精度に加工できるので、第2ロータ板612の回転精度を高めてスピンドル位置の検出精度を向上させることができる。
(4) Since the rotation of the
(5)第1回転円筒530のネジ531や歯車611の歯のピッチは細密に加工することができるので、本マイクロメータヘッド100を小型化することができる。
(5) Since the pitch of the teeth of the
(6)第1ロータリーエンコーダ500と第2ロータリーエンコーダ600とを用いてスピンドル絶対位置を算出するにあたり、スピンドル300の一回転以内の回転位相は第1ロータ板520によって検出することとしているので、第2ロータ板612はスピンドル300の回転数が特定できる程度の分解能を備えていればよい。よって、分解能の高いロータリーエンコーダを必要とせず、製造コストを低減させることができる。
(6) In calculating the absolute position of the spindle using the first
(7)第1ロータ板520を支持する第1回転円筒530に歯車611が噛み合う構成としているので、第1ロータ板520を回転支持する円筒と、第2ロータ板612に回転を伝える回転円筒を共通にして、部品点数の削減および装置の小型化を図ることができる。
(7) Since the
なお、本発明は前述の実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
異なる周期の位相信号を得てスピンドル300の絶対位置を算出するにあたっては、第2ロータ板612を一回転以内にすることの他、50回転のなかで第1ロータ510と第2ロータとの回転位相差が常に異なるようにするなど、異なる周期の二つの位相信号からスピンドル絶対位置を求める方法については特に限定されるものではない。
上記実施形態においては、回転円筒が第1ロータ板を支持するとともに第2ロータ板に回転を伝達するようにして第1ロータリーエンコーダと第2ロータリーエンコーダとで一つの回転円筒を共用しているが、回転円筒は第1ロータリーエンコーダとは別に設けられていてもよいことはもちろんである。
絶対位置測定装置としては、回転によって進退するスピンドルを備えていればよく、マイクロメータヘッドに限定されないのはもちろんである。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
In calculating the absolute position of the
In the above embodiment, the first rotary encoder and the second rotary encoder share one rotating cylinder so that the rotating cylinder supports the first rotor plate and transmits the rotation to the second rotor plate. Of course, the rotating cylinder may be provided separately from the first rotary encoder.
The absolute position measuring device is not limited to a micrometer head as long as it has a spindle that advances and retreats by rotation.
本発明は、絶対位置測定装置に利用でき、例えば、マイクロメータやマイクロメータヘッド等の回転によって移動するスピンドルを有する測定装置に利用できる。 The present invention can be used for an absolute position measuring device, for example, a measuring device having a spindle that moves by rotation of a micrometer, a micrometer head, or the like.
1…マイクロメータヘッド、2…本体、3…スピンドル、4…位相信号発信手段、5…演算処理手段、6…表示手段、21…貫通孔、24…フレーム、32…つまみ部、33…キー溝、34…キー溝、41…ステータ、42…第1ロータ、43…第1回転円筒、44…キー、45…第1ロータ、46…第2回転円筒、47…キー、100…マイクロメータヘッド、200…本体、210…貫通孔、211…雌ネジ、212…収納空間、213…中仕切り板、220…外側フレーム、300…スピンドル、310…ネジ、320…つまみ部、330…キー溝、400…位相信号発信手段、500…第1ロータリーエンコーダ、510…第1ロータ、511…内側結合電極部、512…外側結合電極部、520…第1ロータ板、521…挿通孔、530…第1回転円筒、531…ネジ、540…キー、550…第1ステータ、551…挿通孔、560…内側ステータ電極部、561…内側送信電極部、562A−C…電極線、562…内側受信電極部、570…外側ステータ電極部、571…外側送信電極部、572…外側受信電極部、572A-C…電極線、600…第2ロータリーエンコーダ、610…第2ロータ、611…歯車、612…第2ロータ板、710…送受信制御部、711…第1送受信制御部、712…第1送信制御部、713…第1受信制御部、714…第2送受信制御部、715…第2送信制御部、716…第2受信制御部、720…演算処理部、721…回転角算出部、722…第1回転角算出部、723…第2回転角算出部、724…回転位相算出部、725…スピンドル回転数算出部、726…総回転位相算出部、727…スピンドル位置算出部、730…表示手段。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記本体に螺合されているとともに回転によって軸方向進退自在に設けられたスピンドルと、
前記スピンドルの回転に応じて2つの互いに周期が異なる位相信号を発信する位相信号発信手段と、
前記位相信号を演算処理し前記スピンドルの絶対位置を求める演算処理手段と、を備え、
前記スピンドルには軸線に沿ってキー溝が設けられ、
前記位相信号発信手段は、
前記キー溝に係合するキーを有し前記スピンドルに外嵌した状態で前記スピンドルと一体回転する第1ロータ板を備える第1ロータリーエンコーダと、
前記キー溝に係合するキーを有し前記スピンドルに外嵌した状態で前記スピンドルと一体回転するとともに外側面にネジを有する回転円筒と、
前記回転円筒のネジに噛み合う歯を有する歯車およびこの歯車と一体回転する第2ロータ板を有する第2ロータリーエンコーダとを、備え、
スピンドルの回転に対して前記第1ロータ板の回転周期と前記第2ロータ板の回転周期とは異なっている
ことを特徴とする絶対位置測定装置。 The body,
A spindle screwed into the main body and provided so as to freely advance and retract in the axial direction by rotation;
Phase signal transmitting means for transmitting two phase signals having different periods according to the rotation of the spindle;
Arithmetic processing means for calculating the phase signal and calculating the absolute position of the spindle, and
The spindle is provided with a keyway along the axis,
The phase signal transmitting means is
A first rotary encoder comprising a first rotor plate that has a key that engages with the key groove and rotates integrally with the spindle in a state of being externally fitted to the spindle;
A rotating cylinder having a key that engages with the keyway and rotating integrally with the spindle while being externally fitted to the spindle, and having a screw on the outer surface;
A gear having teeth meshing with the screw of the rotating cylinder and a second rotary encoder having a second rotor plate that rotates integrally with the gear;
The absolute position measuring device, wherein a rotation cycle of the first rotor plate and a rotation cycle of the second rotor plate are different with respect to rotation of the spindle.
前記第1ロータリーエンコーダは、前記第1ロータ板の一回転以内で異なる回転角に対しては異なる値の位相信号を出力し、
前記第2ロータリーエンコーダは、前記第2ロータ板の一回転以内で異なる回転角に対しては異なる値の位相信号を出力し、
スピンドルの可動範囲内におけるスピンドルの最大回転数に対して第2ロータ板の回転数は一回転以内である
ことを特徴とする絶対位置測定装置。 The absolute position measuring device according to claim 1,
The first rotary encoder outputs phase signals having different values for different rotation angles within one rotation of the first rotor plate;
The second rotary encoder outputs phase signals having different values for different rotation angles within one rotation of the second rotor plate;
The absolute position measuring device, wherein the rotation speed of the second rotor plate is within one rotation with respect to the maximum rotation speed of the spindle within the movable range of the spindle.
前記第1ロータ板は前記回転円筒に支持されている
ことを特徴とする絶対位置測定装置。 In the absolute position measuring device according to claim 1 or 2,
The absolute position measuring device, wherein the first rotor plate is supported by the rotating cylinder.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006135229A JP4866653B2 (en) | 2006-05-15 | 2006-05-15 | Absolute position measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006135229A JP4866653B2 (en) | 2006-05-15 | 2006-05-15 | Absolute position measuring device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007304052A JP2007304052A (en) | 2007-11-22 |
JP4866653B2 true JP4866653B2 (en) | 2012-02-01 |
Family
ID=38838082
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006135229A Active JP4866653B2 (en) | 2006-05-15 | 2006-05-15 | Absolute position measuring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4866653B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5112779B2 (en) | 2007-08-03 | 2013-01-09 | 株式会社ミツトヨ | Absolute position measuring device |
CN108627183A (en) * | 2018-05-15 | 2018-10-09 | 重庆中电天时精密装备技术有限公司 | Grid angle displacement encoder when reflectance difference formula |
-
2006
- 2006-05-15 JP JP2006135229A patent/JP4866653B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007304052A (en) | 2007-11-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5022724B2 (en) | Absolute position measuring device | |
JP5112779B2 (en) | Absolute position measuring device | |
JP5133199B2 (en) | Inductive detection type rotary encoder | |
JP5540308B2 (en) | Rotary encoder | |
JP4533165B2 (en) | Absolute position measuring device | |
US9163926B2 (en) | Inductive detection type rotary encoder | |
EP1327862B1 (en) | Absolute position measuring device | |
JP2009276137A (en) | Digital display displacement measuring instrument | |
JP4866653B2 (en) | Absolute position measuring device | |
JP2003337001A (en) | Device and method for measuring groove pitch size | |
JP4628124B2 (en) | Position detection device | |
JP4651540B2 (en) | Relative rotational position detector | |
JP2007033084A (en) | Measurement instrument | |
JP6133589B2 (en) | Inductive detection type rotary encoder | |
JP2006090982A (en) | Rotation angle detector | |
KR20130128549A (en) | Angle sensor | |
JP2004150950A (en) | Rotation angle detector | |
JP5085362B2 (en) | Absolute position measuring device | |
JP2004093502A (en) | Rotation angle sensor | |
JP2011226879A (en) | Measuring instrument | |
JP2008281449A (en) | Digital display type displacement measuring device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20070809 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090327 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111108 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111114 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141118 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4866653 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |