JP6738948B2 - Position detector - Google Patents

Position detector Download PDF

Info

Publication number
JP6738948B2
JP6738948B2 JP2019143259A JP2019143259A JP6738948B2 JP 6738948 B2 JP6738948 B2 JP 6738948B2 JP 2019143259 A JP2019143259 A JP 2019143259A JP 2019143259 A JP2019143259 A JP 2019143259A JP 6738948 B2 JP6738948 B2 JP 6738948B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
pressure sensor
chamber
value
output
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
Application number
JP2019143259A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019203903A (en
Inventor
徳夫 君塚
徳夫 君塚
有祐 和佐
有祐 和佐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Metrol Co Ltd
Original Assignee
Metrol Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Metrol Co Ltd filed Critical Metrol Co Ltd
Priority to JP2019143259A priority Critical patent/JP6738948B2/en
Publication of JP2019203903A publication Critical patent/JP2019203903A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6738948B2 publication Critical patent/JP6738948B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、位置検出装置に係り、特に加圧気体を用いて被測定物の位置を検出する非接触式位置検出装置に関するものである。 The present invention relates to a position detection device, and more particularly to a non-contact position detection device that detects the position of an object to be measured using a pressurized gas.

一般に、加工装置により被加工物を加工する際には被加工物をテーブル上に固定して加工を行うが、加工精度を上げるためには、被加工物の被加工面がテーブルの表面と平行又は垂直となるように被加工物の平面度や真直度を維持する必要がある。しかしながら、この方法では、被加工物ごとに平面度や真直度を調整する必要があるため、加工時間の短い被加工物については稼働率が悪くなってしまい、この方法を適用することができない。 Generally, when processing a work piece with a processing device, the work piece is fixed on the table and processed, but in order to improve the processing accuracy, the work surface of the work piece is parallel to the surface of the table. Alternatively, it is necessary to maintain the flatness and straightness of the work piece so that it becomes vertical. However, in this method, since it is necessary to adjust the flatness and straightness for each work piece, the workability of the work piece having a short working time becomes poor, and this method cannot be applied.

加工時間の短い被加工物にも対応すべく、油圧チャックなどを用いて被加工物の着脱を容易にするとともに、被加工物の基準面又は基準位置が加工装置に対して適切な位置となるように被加工物の位置を調整する方法も知られている。この被加工物の基準面や基準位置は、被加工物がチャックされる部分とは異なる部分に設定されることが多いため、被加工物の基準面や基準位置を高精度で検出し、適切な位置に被加工物を配置する必要がある。 In order to deal with work pieces that require a short processing time, the work piece can be easily attached and removed using a hydraulic chuck, etc., and the reference surface or reference position of the work piece becomes an appropriate position for the processing device. A method of adjusting the position of the workpiece is also known. Since the reference plane or reference position of the work piece is often set to a portion different from the portion where the work piece is chucked, the reference plane or reference position of the work piece can be detected with high accuracy and appropriate It is necessary to place the work piece at various positions.

従来から、このような基準面や基準位置の検出のために接触式センサが用いられることが多いが、接触式センサでは、接触式センサの検出点や被加工物の接触点に汚れや異物が付着することによって誤差が生じやすいという問題がある。そこで、最近では、接触式センサに代えて、加圧気体を用いて被加工物の表面の位置を検出する非接触式センサ(位置検出装置)が用いられることが多くなっている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a contact-type sensor is often used for detecting such a reference surface or reference position.However, in the contact-type sensor, dirt or foreign matter is present at the detection point of the contact-type sensor or the contact point of the workpiece. There is a problem that an error is likely to occur due to the adhesion. Therefore, recently, instead of the contact sensor, a non-contact sensor (position detection device) that detects the position of the surface of the workpiece by using a pressurized gas is often used (for example, patents). Reference 1).

このような位置検出装置は、加圧気体をオリフィスに通過させた後にこの加圧気体を被加工物に向かって噴出するものである。このとき、被加工物と位置検出装置との間の距離に応じてオリフィスの前後の圧力差が変化するため、圧力センサを用いてこの圧力差を測定することによって、被加工物が位置検出装置から所定の位置にあることを検出できる。しかしながら、オリフィスの前後の圧力を測定する圧力センサの特性には製造上のばらつき(オフセット電圧や出力スパン電圧)があるため、この圧力センサの特性のばらつきに起因して被加工物(被測定物)の位置を精度よく検出することが難しいという問題があった。 Such a position detecting device is for ejecting the pressurized gas toward the workpiece after passing the pressurized gas through the orifice. At this time, the pressure difference before and after the orifice changes according to the distance between the workpiece and the position detection device. Therefore, by measuring this pressure difference using a pressure sensor, the workpiece is detected by the position detection device. It is possible to detect that it is at a predetermined position from. However, the characteristics of the pressure sensor that measures the pressure before and after the orifice have manufacturing variations (offset voltage and output span voltage). There is a problem that it is difficult to detect the position of) with high accuracy.

特開2008−8685号公報JP, 2008-8685, A

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、加圧気体の圧力を検出するセンサの特性にばらつきがあっても被測定物の位置を精度よく検出することができる位置検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems of the conventional technique, and can accurately detect the position of the object to be measured even if the characteristics of the sensor that detects the pressure of the pressurized gas vary. An object is to provide a position detection device.

本発明の第1の態様によれば、加圧気体の圧力を検出するセンサの特性にばらつきがあっても被測定物の位置を精度よく検出することができる位置検出装置が提供される。この位置検出装置は、被測定物の表面に向けて加圧気体を噴出可能なノズルと、前記ノズルに連通する第1のチャンバと、気体供給源から前記加圧気体が供給される第2のチャンバと、前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとを仕切る仕切壁であって、前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとを連通するオリフィスが形成された仕切壁と、前記第1のチャンバ内の圧力を測定する第1の圧力センサと、前記第2のチャンバ内の圧力を測定する第2の圧力センサと、位置検出前に、前記第1のチャンバに前記加圧気体を供給していない状態で測定された前記第1の圧力センサの出力値を第1のオフセット値として記憶するとともに、前記第2のチャンバに前記加圧気体を供給していない状態で測定された前記第2の圧力センサの出力値を第2のオフセット値として記憶するオフセット値記憶部と、前記第1の圧力センサの出力値から前記オフセット値記憶部に記憶された前記第1のオフセット値を減算した第1の補正値を出力する第1の補正部と、前記第2の圧力センサの出力値から前記オフセット値記憶部に記憶された前記第2のオフセット値を減算した第2の補正値を出力する第2の補正部と、前記第1の補正値と前記第2の補正値との差が、所定の閾値よりも小さくなったときに、前記被測定物の表面が前記ノズルから所定の距離未満に近づいたことを検出する位置検出部とを備えている。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a position detection device capable of accurately detecting the position of the object to be measured even if the characteristics of the sensor that detects the pressure of the pressurized gas vary. This position detecting device includes a nozzle capable of ejecting a pressurized gas toward the surface of the object to be measured, a first chamber communicating with the nozzle, and a second chamber to which the pressurized gas is supplied from a gas supply source. A chamber; a partition wall for partitioning the first chamber and the second chamber, the partition wall having an orifice for communicating the first chamber with the second chamber; A first pressure sensor for measuring the pressure in the chamber, a second pressure sensor for measuring the pressure in the second chamber, and supplying the pressurized gas to the first chamber before position detection The output value of the first pressure sensor measured in a state where the pressurized gas is not supplied to the second chamber is stored as a first offset value. An offset value storage unit that stores the output value of the second pressure sensor as a second offset value, and the first offset value stored in the offset value storage unit is subtracted from the output value of the first pressure sensor. A first correction unit that outputs a first correction value, and a second correction value that is obtained by subtracting the second offset value stored in the offset value storage unit from the output value of the second pressure sensor. And a second correction unit that controls the surface of the object to be measured at a predetermined distance from the nozzle when the difference between the first correction value and the second correction value becomes smaller than a predetermined threshold value. And a position detection unit that detects that the position is close to the position below.

このように、本発明によれば、被測定物の表面の位置の検出にあたって、加圧気体を供給していない状態での第1の圧力センサの出力値(第1のオフセット値)を第1の圧力センサの出力値から減算した第1の補正値と、加圧気体を供給していない状態での第2の圧力センサの出力値(第2のオフセット値)を第2の圧力センサの出力値から減算した第2の補正値とを用いているため、第1の圧力センサと第2の圧力センサのオフセット電圧による影響を受けることなく、被測定物の位置を検出することができる。したがって、加圧気体の圧力を検出するセンサの特性にばらつきがあっても、精度よく被測定物の位置を検出することができる。 As described above, according to the present invention, when detecting the position of the surface of the object to be measured, the output value (first offset value) of the first pressure sensor when the pressurized gas is not supplied is set to the first value. The first correction value subtracted from the output value of the second pressure sensor and the output value (second offset value) of the second pressure sensor when the pressurized gas is not supplied are output from the second pressure sensor. Since the second correction value subtracted from the value is used, the position of the measured object can be detected without being affected by the offset voltage of the first pressure sensor and the second pressure sensor. Therefore, even if there is a variation in the characteristics of the sensor that detects the pressure of the pressurized gas, the position of the measured object can be accurately detected.

本発明の第2の態様によれば、加圧気体の圧力を検出するセンサの特性にばらつきがあっても被測定物の位置を精度よく検出することができる位置検出装置が提供される。この位置検出装置は、被測定物の表面に向けて加圧気体を噴出可能なノズルと、前記ノズルに連通する第1のチャンバと、気体供給源から前記加圧気体が供給される第2のチャンバと、前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとを仕切る仕切壁であって、前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとを連通するオリフィスが形成された仕切壁と、前記第1のチャンバ内の圧力を測定する第1の圧力センサと、前記第2のチャンバ内の圧力を測定する第2の圧力センサと、位置検出前に、前記第1のチャンバの圧力を既知の圧力にした状態で、前記第1の圧力センサの出力値を測定し、前記第1の圧力センサの出力値及び前記既知の圧力との関係により算出される、前記第1の圧力センサの実際の出力−圧力特性の傾きと、前記第1の圧力センサの理想的な出力−圧力特性の傾きと、前記第2のチャンバの圧力を既知の圧力にした状態で、前記第2の圧力センサの出力値を測定し、前記第2の圧力センサの出力値及び前記既知の圧力との関係により算出される、前記第2の圧力センサの実際の出力−圧力特性の傾きと、前記第2の圧力センサの理想的な出力−圧力特性の傾きとを記憶する傾き記憶部と、前記傾き記憶部に記憶された前記第1の圧力センサの理想的な出力−圧力特性の傾きに対する前記第1の圧力センサの実際の出力−圧力特性の傾きの比を前記第1の圧力センサの出力値に乗算した第3の補正値を出力する第3の補正部と、前記傾き記憶部に記憶された前記第2の圧力センサの理想的な出力−圧力特性の傾きに対する前記第2の圧力センサの実際の出力−圧力特性の傾きの比を前記第2の圧力センサの出力値に乗算した第4の補正値を出力する第4の補正部と、前記第3の補正値と前記第4の補正値との差が、所定の閾値よりも小さくなったときに、前記被測定物の表面が前記ノズルから所定の距離未満に近づいたことを検出する位置検出部とを備えている。 According to the second aspect of the present invention, there is provided a position detection device capable of accurately detecting the position of the measured object even if the characteristics of the sensor for detecting the pressure of the pressurized gas vary. This position detecting device includes a nozzle capable of ejecting a pressurized gas toward the surface of the object to be measured, a first chamber communicating with the nozzle, and a second chamber to which the pressurized gas is supplied from a gas supply source. A chamber; a partition wall for partitioning the first chamber and the second chamber, the partition wall having an orifice for communicating the first chamber with the second chamber; A first pressure sensor for measuring the pressure in the chamber, a second pressure sensor for measuring the pressure in the second chamber, and before the position detection, the pressure in the first chamber to a known pressure. In this state, the output value of the first pressure sensor is measured, and the actual output of the first pressure sensor is calculated based on the relationship between the output value of the first pressure sensor and the known pressure. The output value of the second pressure sensor is calculated with the gradient of the pressure characteristic, the ideal output of the first pressure sensor-the gradient of the pressure characteristic, and the pressure of the second chamber set to a known pressure. The slope of the actual output-pressure characteristic of the second pressure sensor, which is calculated and calculated from the relationship between the output value of the second pressure sensor and the known pressure, and the ideal of the second pressure sensor. A slope storage unit that stores a typical output-pressure characteristic slope, and an actual output of the first pressure sensor with respect to an ideal output-pressure characteristic slope of the first pressure sensor stored in the slope storage unit. Of the output-pressure characteristic of the first pressure sensor is multiplied by the third correction value to output a third correction value, and the second pressure stored in the inclination storage section. A fourth correction value obtained by multiplying the output value of the second pressure sensor by the ratio of the ideal output of the sensor-the slope of the pressure characteristic to the slope of the actual output-pressure characteristic of the second pressure sensor is output. A fourth correction unit, and when the difference between the third correction value and the fourth correction value becomes smaller than a predetermined threshold value, the surface of the measured object is less than a predetermined distance from the nozzle. And a position detection unit that detects that the position has approached.

このように、本発明によれば、被測定物の表面の位置の検出にあたって、第1の圧力センサの理想的な出力−圧力特性の傾きに対する第1の圧力センサの実際の出力−圧力特性の傾きを第1の圧力センサの出力値に乗算した第3の補正値と、第2の圧力センサの理想的な出力−圧力特性の傾きに対する第2の圧力センサの実際の出力−圧力特性の傾きを第2の圧力センサの出力値に乗算した第4の補正値とを用いているため、第1の圧力センサと第2の圧力センサのスパン電圧による影響を受けることなく、被測定物の位置を検出することができる。したがって、加圧気体の圧力を検出するセンサの特性にばらつきがあっても、精度よく被測定物の位置を検出することができる。 As described above, according to the present invention, in detecting the position of the surface of the object to be measured, the actual output-pressure characteristic of the first pressure sensor with respect to the slope of the ideal output-pressure characteristic of the first pressure sensor A third correction value obtained by multiplying the output value of the first pressure sensor by the inclination, and the actual output of the second pressure sensor-the inclination of the pressure characteristic with respect to the ideal output-pressure characteristic inclination of the second pressure sensor. Since the fourth correction value obtained by multiplying the output value of the second pressure sensor by is used, the position of the object to be measured is not affected by the span voltage of the first pressure sensor and the second pressure sensor. Can be detected. Therefore, even if there is a variation in the characteristics of the sensor that detects the pressure of the pressurized gas, the position of the measured object can be accurately detected.

本発明の第3の態様によれば、加圧気体の圧力を検出するセンサの特性にばらつきがあっても被測定物の位置を精度よく検出することができる位置検出装置が提供される。この位置検出装置は、被測定物の表面に向けて加圧気体を噴出可能なノズルと、前記ノズルに連通する第1のチャンバと、気体供給源から前記加圧気体が供給される第2のチャンバと、前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとを仕切る仕切壁であって、前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとを連通するオリフィスが形成された仕切壁と、前記第1のチャンバ内の圧力を測定する第1の圧力センサと、前記第2のチャンバ内の圧力を測定する第2の圧力センサと、位置検出前に、前記第1のチャンバに前記加圧気体を供給していない状態で測定された前記第1の圧力センサの出力値を第1のオフセット値として記憶するとともに、前記第2のチャンバに前記加圧気体を供給していない状態で測定された前記第2の圧力センサの出力値を第2のオフセット値として記憶するオフセット値記憶部と、位置検出前に、前記第1のチャンバの圧力を既知の圧力にした状態で、前記第1の圧力センサの出力値を測定し、前記第1の圧力センサの出力値及び前記既知の圧力との関係により算出される、前記第1の圧力センサの実際の出力−圧力特性の傾きと、前記第1の圧力センサの理想的な出力−圧力特性の傾きと、前記第2のチャンバの圧力を既知の圧力にした状態で、前記第2の圧力センサの出力値を測定し、前記第2の圧力センサの出力値及び前記既知の圧力との関係により算出される、前記第2の圧力センサの実際の出力−圧力特性の傾きと、前記第2の圧力センサの理想的な出力−圧力特性の傾きとを記憶する傾き記憶部と、入力値から前記オフセット値記憶部に記憶された前記第1のオフセット値を減算した第1の補正値を出力する第1の補正部と、入力値から前記オフセット値記憶部に記憶された前記第2のオフセット値を減算した第2の補正値を出力する第2の補正部と、前記傾き記憶部に記憶された前記第1の圧力センサの理想的な出力−圧力特性の傾きに対する前記第1の圧力センサの実際の出力−圧力特性の傾きの比を入力値に乗算した第3の補正値を出力する第3の補正部と、前記傾き記憶部に記憶された前記第2の圧力センサの理想的な出力−圧力特性の傾きに対する前記第2の圧力センサの実際の出力−圧力特性の傾きの比を入力値に乗算した第4の補正値を出力する第4の補正部と、前記第1の圧力センサの出力値を前記第1の補正部及び前記第3の補正部の一方に入力して得られる出力値を前記第1の補正部及び前記第3の補正部の他方に入力して得られる出力値と、前記第2の圧力センサの出力値を前記第2の補正部及び前記第4の補正部の一方に入力して得られる出力値を前記第2の補正部及び前記第4の補正部の他方に入力して得られる出力値との差が、所定の閾値よりも小さくなったときに、前記被測定物の表面と前記ノズルから所定の距離未満に近づいたことを検出する位置検出部とを備えている。 According to the third aspect of the present invention, there is provided a position detection device capable of accurately detecting the position of the object to be measured even if the characteristics of the sensor that detects the pressure of the pressurized gas vary. This position detecting device includes a nozzle capable of ejecting a pressurized gas toward the surface of the object to be measured, a first chamber communicating with the nozzle, and a second chamber to which the pressurized gas is supplied from a gas supply source. A chamber; a partition wall for partitioning the first chamber and the second chamber, the partition wall having an orifice for communicating the first chamber with the second chamber; A first pressure sensor for measuring the pressure in the chamber, a second pressure sensor for measuring the pressure in the second chamber, and supplying the pressurized gas to the first chamber before position detection The output value of the first pressure sensor measured in a state where the pressurized gas is not supplied to the second chamber is stored as a first offset value. An offset value storage unit that stores an output value of the second pressure sensor as a second offset value; and a state in which the pressure of the first chamber is set to a known pressure before position detection, The output of the first pressure sensor is calculated by the relationship between the output value of the first pressure sensor and the known pressure, and the slope of the actual output-pressure characteristic of the first pressure sensor, and the first pressure. The output of the second pressure sensor is measured by measuring the output value of the second pressure sensor under the condition that the ideal output-pressure characteristic of the sensor and the pressure in the second chamber are set to a known pressure. The slope of the actual output-pressure characteristic of the second pressure sensor and the slope of the ideal output-pressure characteristic of the second pressure sensor, which are calculated from the relationship between the value and the known pressure, are stored. An inclination storage unit, a first correction unit that outputs a first correction value obtained by subtracting the first offset value stored in the offset value storage unit from an input value, and an offset value storage unit based on the input value Ideal output-pressure characteristics of the second correction unit that outputs a second correction value obtained by subtracting the second offset value stored in the storage unit, and the first pressure sensor stored in the inclination storage unit. A third correction value that outputs a third correction value obtained by multiplying the input value by the ratio of the actual output of the first pressure sensor to the inclination of the pressure characteristic, and the inclination stored in the inclination storage part. A fourth correction value obtained by multiplying the input value by the ratio of the ideal output of the second pressure sensor-the slope of the pressure characteristic to the slope of the actual output-pressure characteristic of the second pressure sensor is output. A correction unit and an output value obtained by inputting the output value of the first pressure sensor into one of the first correction unit and the third correction unit The output value obtained by inputting to the other of the first correction unit and the third correction unit and the output value of the second pressure sensor are set to one of the second correction unit and the fourth correction unit. When the difference between the output value obtained by inputting to the second correction unit and the output value obtained by inputting to the other of the fourth correction unit becomes smaller than a predetermined threshold value, It is provided with a surface of the object to be measured and a position detection unit for detecting that the distance from the nozzle is shorter than a predetermined distance.

また、上記位置検出装置は、上記第2の圧力センサの出力値が異常な範囲にある場合に異常信号を出力する異常検出部をさらに備えていることが好ましい。このような異常信号が出力された場合に、位置検出部の検出結果を非表示にしたり、位置検出部の検出結果が正しくないものであることを表示したりすることによって、例えば、位置検出装置によって被測定物の良品の判断を行う場合などに、圧力変動に起因して不良品が良品として誤検出されてしまうことを防止することができる。 Further, it is preferable that the position detection device further includes an abnormality detection unit that outputs an abnormality signal when the output value of the second pressure sensor is in an abnormal range. When such an abnormal signal is output, by hiding the detection result of the position detection unit or displaying that the detection result of the position detection unit is incorrect, for example, the position detection device With this, it is possible to prevent a defective product from being erroneously detected as a non-defective product due to the pressure fluctuation when the non-defective product of the measured object is determined.

本発明の第1の態様及び第3の態様によれば、被測定物の表面の位置の検出にあたって、第1のオフセット値を第1の圧力センサの出力値から減算した第1の補正値と、第2のオフセット値を第2の圧力センサの出力値から減算した第2の補正値とを用いているため、第1の圧力センサと第2の圧力センサのオフセット電圧による影響を受けることなく、被測定物の位置を検出することができる。したがって、加圧気体の圧力を検出するセンサの特性にばらつきがあっても、精度よく被測定物の位置を検出することができる。 According to the first aspect and the third aspect of the present invention, a first correction value obtained by subtracting the first offset value from the output value of the first pressure sensor when detecting the position of the surface of the measured object is used. , The second correction value obtained by subtracting the second offset value from the output value of the second pressure sensor is used, so that the second offset value is not affected by the offset voltage of the first pressure sensor and the second pressure sensor. The position of the object to be measured can be detected. Therefore, even if there is a variation in the characteristics of the sensor that detects the pressure of the pressurized gas, the position of the measured object can be accurately detected.

本発明の第2の態様及び第3の態様によれば、被測定物の表面の位置の検出にあたって、第1の圧力センサの理想的な出力−圧力特性の傾きに対する第1の圧力センサの実際の出力−圧力特性の傾きを第1の圧力センサの出力値に乗算した第3の補正値と、第2の圧力センサの理想的な出力−圧力特性の傾きに対する第2の圧力センサの実際の出力−圧力特性の傾きを第2の圧力センサの出力値に乗算した第4の補正値とを用いているため、第1の圧力センサと第2の圧力センサのスパン電圧による影響を受けることなく、被測定物の位置を検出することができる。したがって、加圧気体の圧力を検出するセンサの特性にばらつきがあっても、精度よく被測定物の位置を検出することができる。 According to the second and third aspects of the present invention, when detecting the position of the surface of the object to be measured, the actual output of the first pressure sensor with respect to the ideal output-pressure characteristic inclination of the first pressure sensor Of the output pressure of the first pressure sensor by a third correction value obtained by multiplying the output value of the first pressure sensor by the output value of the second pressure sensor and the ideal output of the second pressure sensor Since the fourth correction value obtained by multiplying the output value of the second pressure sensor by the slope of the output-pressure characteristic is used, it is not affected by the span voltage of the first pressure sensor and the second pressure sensor. The position of the object to be measured can be detected. Therefore, even if there is a variation in the characteristics of the sensor that detects the pressure of the pressurized gas, the position of the measured object can be accurately detected.

本発明の第1の実施形態における位置検出装置を示す図である。It is a figure which shows the position detection apparatus in the 1st Embodiment of this invention. 図1に示す位置検出装置の第1のチャンバ内の圧力とノズルから被測定物の 表面までの距離との関係を模式的に示すグラフである。3 is a graph schematically showing the relationship between the pressure in the first chamber of the position detection device shown in FIG. 1 and the distance from the nozzle to the surface of the object to be measured. 図1に示す位置検出装置の処理部の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an example of a configuration of a processing unit of the position detection device shown in FIG. 1. 図2に示す処理部における処理を説明するためのグラフである。3 is a graph for explaining the processing in the processing unit shown in FIG. 2. 本発明の第2の実施形態における位置検出装置の処理部の構成の一例を示す ブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the process part of the position detection apparatus in the 2nd Embodiment of this invention. 図5に示す処理部における処理を説明するためのグラフである。6 is a graph for explaining processing in the processing unit shown in FIG. 5.

以下、本発明に係る位置検出装置の実施形態について図1から図4を参照して詳細に説明する。なお、図1から図4において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。 Hereinafter, an embodiment of a position detecting device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4. 1 to 4, the same or corresponding components are designated by the same reference numerals, and duplicated description will be omitted.

図1は、本発明の第1の実施形態における位置検出装置1の構成を模式的に示す図である。図1に示すように、本実施形態における位置検出装置1は、被測定物Wの表面Sに向けて加圧気体を噴出可能なノズル10と、ノズル10に連通する第1のチャンバ11と、気体供給源20からレギュレータ22を介して加圧気体が供給される第2のチャンバ12と、第1のチャンバ11と第2のチャンバ12とを仕切る仕切壁30と、第1のチャンバ11内の圧力を測定する第1の圧力センサ41と、第2のチャンバ12内の圧力を測定する第2の圧力センサ42とを備えている。 FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a position detection device 1 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the position detection device 1 according to the present embodiment includes a nozzle 10 capable of ejecting a pressurized gas toward the surface S of the object to be measured W, and a first chamber 11 communicating with the nozzle 10. The second chamber 12 to which the pressurized gas is supplied from the gas supply source 20 via the regulator 22, the partition wall 30 that partitions the first chamber 11 and the second chamber 12, and the inside of the first chamber 11 A first pressure sensor 41 that measures the pressure and a second pressure sensor 42 that measures the pressure inside the second chamber 12 are provided.

仕切壁30には、仕切壁30を貫通するオリフィス32が形成されており、このオリフィス32によって第1のチャンバ11と第2のチャンバ12とが連通される。第1の圧力センサ41は、第1のチャンバ11に連通する経路41Aを有しており、例えば、第1のチャンバ11内の圧力を受けるダイアフラムの変形を検出することにより第1のチャンバ11内の圧力を測定するものである。同様に、第2の圧力センサ42は、第2のチャンバ12に連通する経路42Aを有しており、例えば、第2のチャンバ12内の圧力を受けるダイアフラムの変形を検出することにより第2のチャンバ12内の圧力を測定するものである。このような圧力センサ41,42としては既知の種々の圧力センサを用いることができる。 An orifice 32 penetrating the partition wall 30 is formed in the partition wall 30, and the first chamber 11 and the second chamber 12 are communicated with each other by the orifice 32. The first pressure sensor 41 has a path 41A that communicates with the first chamber 11, and for example, by detecting the deformation of the diaphragm that receives the pressure in the first chamber 11, the inside of the first chamber 11 is detected. The pressure is measured. Similarly, the second pressure sensor 42 has a path 42A communicating with the second chamber 12, and the second pressure sensor 42 detects the deformation of the diaphragm receiving the pressure in the second chamber 12, for example. The pressure in the chamber 12 is measured. As the pressure sensors 41 and 42, various known pressure sensors can be used.

気体供給源20は、加圧された気体を外部に供給できるように構成されている。この気体供給源20内の加圧気体がレギュレータ22により所定の圧力(以下、供給圧力という)P0に調整されて第2のチャンバ12に供給される。第2のチャンバ12に供給された加圧気体は、仕切壁30のオリフィス32を通過して第1のチャンバ11にも流入し、ノズル10から被測定物Wの表面Sに向けて噴出される。 The gas supply source 20 is configured to be able to supply the pressurized gas to the outside. The pressurized gas in the gas supply source 20 is adjusted to a predetermined pressure (hereinafter referred to as supply pressure) P 0 by the regulator 22 and supplied to the second chamber 12. The pressurized gas supplied to the second chamber 12 passes through the orifice 32 of the partition wall 30 and also flows into the first chamber 11, and is ejected from the nozzle 10 toward the surface S of the object to be measured W. ..

ここで、第1のチャンバ11内の圧力をP1、ノズル10から被測定物Wの表面Sまでの距離をDとすると、P1とDの関係は図2に示すようになる。すなわち、被測定物Wがノズル10からより遠くに位置すればするほど(Dが大きくなればなるほど)、加圧流体は抵抗を受けることなくノズル10から噴出されることとなるので、第1のチャンバ11の圧力P1は供給圧力P0から下がり大気圧に近づいていく。一方、被測定物Wがノズル10のより近くに位置すればするほど(Dが小さくなればなるほど)、ノズル10から噴出される加圧気体が被測定物Wの表面Sで抵抗を受けるため、第1のチャンバ11の圧力P1は加圧気体の供給圧力P0からあまり下がらずに維持される。したがって、第1の圧力センサ41で測定される圧力P1の変化を測定することにより被測定物Wの表面Sがノズル10に近づいたことを検出することができる。 Here, assuming that the pressure inside the first chamber 11 is P 1 and the distance from the nozzle 10 to the surface S of the object to be measured W is D, the relationship between P 1 and D is as shown in FIG. That is, as the object W to be measured is located farther from the nozzle 10 (the larger D is), the pressurized fluid is ejected from the nozzle 10 without receiving resistance. The pressure P 1 in the chamber 11 decreases from the supply pressure P 0 and approaches the atmospheric pressure. On the other hand, as the object W to be measured is located closer to the nozzle 10 (the smaller D is), the pressurized gas ejected from the nozzle 10 receives resistance on the surface S of the object W to be measured. The pressure P 1 of the first chamber 11 is maintained so as not to drop much below the supply pressure P 0 of the pressurized gas. Therefore, by measuring the change in the pressure P 1 measured by the first pressure sensor 41, it can be detected that the surface S of the object W to be measured approaches the nozzle 10.

この場合において、第1のチャンバ11の圧力P1は第2のチャンバ12の圧力P2に依存しているため、第1のチャンバ11の圧力P1のみを測定していたのでは安定的な測定結果とはならない。このため、本実施形態では、第1のチャンバ11の圧力P1に加えて第2のチャンバ12の圧力P2も測定している。そして、第1のチャンバ11の圧力P1と第2のチャンバ12の圧力P2との差P2−P1を算出し、この圧力差P2−P1が小さくなったことを検出することによって被測定物Wの表面Sがノズル10から所定の距離未満に近づいたことを検出している。このような圧力差P2−P1を用いることにより、第2のチャンバ12の圧力P2の変動の影響がキャンセルされるので精度のよい測定が可能となる。 In this case, since the pressure P 1 of the first chamber 11 depends on the pressure P 2 of the second chamber 12, it is stable if only the pressure P 1 of the first chamber 11 is measured. It is not a measurement result. Therefore, in the present embodiment is also measured pressure P 2 of the second chamber 12 in addition to the pressure P 1 of the first chamber 11. Then, it is detected that the pressure P 1 of the first chamber 11 second calculates a difference P 2 -P 1 and the pressure P 2 of the chamber 12, the pressure difference P 2 -P 1 is smaller It is detected that the surface S of the object to be measured W has approached the nozzle 10 less than a predetermined distance. By using such a pressure difference P 2 −P 1 , the influence of the fluctuation of the pressure P 2 of the second chamber 12 is canceled, so that accurate measurement can be performed.

図1に戻って、位置検出装置1は、第1の圧力センサ41及び第2の圧力センサ42の出力をA/D変換するA/Dコンバータ43と、A/D変換後の第1の圧力センサ41及び第2の圧力センサ42の出力を処理する処理部50と、処理部50における処理結果を出力する出力部60とを有している。例えば、出力部60はLEDやディスプレイなどの出力機器から構成される。 Returning to FIG. 1, the position detection device 1 includes an A/D converter 43 for A/D converting the outputs of the first pressure sensor 41 and the second pressure sensor 42, and a first pressure after A/D conversion. It has a processing unit 50 that processes the outputs of the sensor 41 and the second pressure sensor 42, and an output unit 60 that outputs the processing result of the processing unit 50. For example, the output unit 60 is composed of an output device such as an LED or a display.

図3は、処理部50の構成の一例を示すブロック図である。この処理部50は、例えば記憶装置に記憶されたプログラムとCPUなどから構成されるものであり、プログラムの実行により以下に述べる各機能が実現される。また、図3に示すように、処理部50は、RAMやROM、フラッシュメモリなどの記憶装置からなるオフセット値記憶部51を有している。第1の圧力センサ41や第2の圧力センサ42の実際の出力−圧力特性は、製造上のばらつきにより、図4に示すように理想的な出力−圧力特性からずれていることがある(オフセット電圧)。本実施形態では、このオフセット電圧に応じて第1の圧力センサ41の出力値及び第2の圧力センサ42の出力値を補正して被測定物Wの位置の検出を行っている。 FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the processing unit 50. The processing unit 50 is composed of, for example, a program stored in a storage device and a CPU, and the functions described below are realized by executing the program. Further, as shown in FIG. 3, the processing unit 50 has an offset value storage unit 51 including a storage device such as a RAM, a ROM, or a flash memory. The actual output-pressure characteristics of the first pressure sensor 41 and the second pressure sensor 42 may deviate from the ideal output-pressure characteristics as shown in FIG. 4 due to manufacturing variations (offset). Voltage). In the present embodiment, the position of the object to be measured W is detected by correcting the output value of the first pressure sensor 41 and the output value of the second pressure sensor 42 according to this offset voltage.

具体的には、第1のチャンバ11に加圧気体を供給していない状態(大気圧下)での第1の圧力センサ41及び第2の圧力センサ42の出力値(オフセット電圧)をそれぞれ測定しておき、これらの出力値をオフセット値記憶部51に記憶しておく。すなわち、オフセット値記憶部51には、第1のチャンバ11に加圧気体を供給していない状態(大気圧下)での第1の圧力センサ41の出力値が第1のオフセット値Voff1として記憶されており、また、第2のチャンバ12に加圧気体を供給していない状態(大気圧下)での第2の圧力センサ42の出力値が第2のオフセット値Voff2として記憶されている。 Specifically, the output values (offset voltage) of the first pressure sensor 41 and the second pressure sensor 42 in the state where the pressurized gas is not supplied to the first chamber 11 (under atmospheric pressure) are measured. Then, these output values are stored in the offset value storage unit 51. That is, in the offset value storage unit 51, the output value of the first pressure sensor 41 when the pressurized gas is not supplied to the first chamber 11 (under atmospheric pressure) is taken as the first offset value V off1. In addition, the output value of the second pressure sensor 42 in the state in which the pressurized gas is not supplied to the second chamber 12 (under atmospheric pressure) is stored as the second offset value V off2. There is.

また、処理部50は、第1の圧力センサ41の出力値Vout1からオフセット値記憶部51に記憶された第1のオフセット値Voff1を減算した第1の補正値Vc1を出力する第1の補正部52と、第2の圧力センサ42の出力値Vout2からオフセット値記憶部51に記憶された第2のオフセット値Voff2を減算した第2の補正値Vc2を出力する第2の補正部53と、これらの補正値Vc1,Vc2を用いて被測定物Wの表面Sがノズル10から所定の距離未満に近づいたことを検出する位置検出部54とを含んでいる。より具体的には、位置検出部54は、所定の閾値Vtを記憶しており、第1の補正部52から出力される第1の補正値Vc1と第2の補正部53から出力される第2の補正値Vc2との差Vc2−Vc1を算出し、この差Vc2−Vc1が閾値Vtよりも小さくなったときに、被測定物Wの表面Sがノズル10から所定の距離未満に近づいたものと判断する。 The processing unit 50 also outputs a first correction value V c1 obtained by subtracting the first offset value V off1 stored in the offset value storage unit 51 from the output value V out1 of the first pressure sensor 41. Correction unit 52 and a second correction value V c2 obtained by subtracting the second offset value V off2 stored in the offset value storage unit 51 from the output value V out2 of the second pressure sensor 42. The correction unit 53 and the position detection unit 54 that detects that the surface S of the object W to be measured is closer than the predetermined distance from the nozzle 10 by using these correction values V c1 and V c2 are included. More specifically, the position detection unit 54 stores a predetermined threshold value V t, and outputs the first correction value V c1 output from the first correction unit 52 and the second correction unit 53. The difference V c2 −V c1 from the second correction value V c2 is calculated, and when the difference V c2 −V c1 becomes smaller than the threshold value V t , the surface S of the object to be measured W is ejected from the nozzle 10. It is determined that the distance is less than the predetermined distance.

このように、本実施形態では、被測定物Wの位置の検出にあたって、大気圧下での第1の圧力センサ41の出力値(第1のオフセット値Voff1)を第1の圧力センサ41の出力値Vout1から減算した第1の補正値Vc1と、大気圧下での第2の圧力センサ42の出力値(第2のオフセット値Voff2)を第2の圧力センサ42の出力値Vout2から減算した第2の補正値Vc2とを用いているため、第1の圧力センサ41と第2の圧力センサ42のオフセット電圧による影響を受けることなく、被測定物Wの位置を検出することができる。したがって、より精度よく被測定物Wの位置を検出することができる。 As described above, in the present embodiment, when detecting the position of the object to be measured W, the output value (first offset value V off1 ) of the first pressure sensor 41 under atmospheric pressure is measured by the first pressure sensor 41. The first correction value V c1 subtracted from the output value V out1 and the output value (second offset value V off2 ) of the second pressure sensor 42 under atmospheric pressure are output values V of the second pressure sensor 42. Since the second correction value V c2 subtracted from out2 is used, the position of the object to be measured W is detected without being affected by the offset voltage of the first pressure sensor 41 and the second pressure sensor 42. be able to. Therefore, the position of the object W to be measured can be detected more accurately.

ところで、気体供給源20におけるコンプレッサの供給能力、加圧空気のリップル(コンプレッサからの空気の脈動)、負荷による圧力変動、レギュレータ22の制御特性などによって、上述した圧力P0,P1,P2は常に変動している。したがって、位置検出装置1の精度はこれらの圧力変動に依存することとなる。本実施形態では、これらの圧力変動による誤検出を防止し、位置検出装置1の精度を向上させている。すなわち、図3に示すように、処理部50は、第2の圧力センサ42の出力値Vout2が異常な範囲にある場合に異常信号を出力する異常検出部55を含んでいる。第2の圧力センサ42の出力値Vout2が異常な範囲にある場合に、この異常検出部55が出力部60に異常信号を出力すると、この異常信号を受けた出力部60は、例えば位置検出部54による検出結果を非表示にするか、あるいは位置検出部54による検出結果が正しくないものであることを表示する。これにより位置検出装置1によって被測定物Wの良品の判断を行う場合などに、圧力変動に起因して不良品が良品として誤検出されてしまうことが防止される。 By the way, depending on the supply capacity of the compressor in the gas supply source 20, the ripple of the compressed air (pulsation of air from the compressor), the pressure fluctuation due to the load, the control characteristics of the regulator 22, and the like, the above-mentioned pressures P 0 , P 1 , P 2 are generated. Is constantly fluctuating. Therefore, the accuracy of the position detecting device 1 depends on these pressure fluctuations. In the present embodiment, erroneous detection due to these pressure fluctuations is prevented, and the accuracy of the position detection device 1 is improved. That is, as shown in FIG. 3, the processing unit 50 includes an abnormality detection unit 55 that outputs an abnormality signal when the output value V out2 of the second pressure sensor 42 is in the abnormal range. When the abnormality detection unit 55 outputs an abnormality signal to the output unit 60 when the output value V out2 of the second pressure sensor 42 is in an abnormal range, the output unit 60 that has received this abnormality signal detects, for example, position detection. The detection result by the unit 54 is hidden, or it is displayed that the detection result by the position detection unit 54 is incorrect. As a result, when the position detection device 1 determines a non-defective product of the measured object W, it is possible to prevent a defective product from being erroneously detected as a non-defective product due to the pressure fluctuation.

また、第1の圧力センサ41や第2の圧力センサ42の実際の出力−圧力特性は、製造上のばらつきにより、理想的な出力−圧力特性の傾きとは異なる傾きを有する場合がある(スパン電圧)。以下に述べる本発明の第2の実施形態では、上述したオフセット電圧に加えて、このようなスパン電圧に応じて第1の圧力センサ41の出力値及び第2の圧力センサ42の出力値を補正して被測定物Wの位置の検出を行う。 The actual output-pressure characteristics of the first pressure sensor 41 and the second pressure sensor 42 may have a slope different from the ideal slope of the output-pressure property due to manufacturing variations (span). Voltage). In the second embodiment of the present invention described below, the output value of the first pressure sensor 41 and the output value of the second pressure sensor 42 are corrected according to such a span voltage in addition to the offset voltage described above. Then, the position of the object to be measured W is detected.

図5は、本発明の第2の実施形態における位置検出装置の処理部150の構成の一例を示すブロック図である。図5に示すように、処理部150は、上述したオフセット値記憶部51に加えて、RAMやROM、フラッシュメモリなどの記憶装置からなる傾き記憶部151を有している。この傾き記憶部151には、第1の圧力センサ41の実際の出力−圧力特性の傾きSa1と、第1の圧力センサ41の理想的な出力−圧力特性の傾きSr1と、第2の圧力センサ42の実際の出力−圧力特性の傾きSa2と、第2の圧力センサ42の理想的な出力−圧力特性の傾きSr2とが記憶されている。 FIG. 5: is a block diagram which shows an example of a structure of the process part 150 of the position detection apparatus in the 2nd Embodiment of this invention. As shown in FIG. 5, the processing unit 150 has a tilt storage unit 151 including a storage device such as a RAM, a ROM, or a flash memory, in addition to the offset value storage unit 51 described above. The inclination storage unit 151 stores the actual output-pressure characteristic inclination Sa1 of the first pressure sensor 41, the ideal output-pressure characteristic inclination Sr1 of the first pressure sensor 41, and the second output-pressure characteristic inclination Sr1. The actual output-pressure characteristic gradient S a2 of the pressure sensor 42 and the ideal output-pressure characteristic gradient S r2 of the second pressure sensor 42 are stored.

第1の圧力センサ41の実際の出力−圧力特性の傾きSa1は以下のようにして取得し、傾き記憶部151に記憶される。まず、第1のチャンバ11の圧力を既知の圧力Pref1にする(図6参照)。この状態で第1の圧力センサ41の出力値Vout1を測定する。この出力値Vout1と圧力Pref1との関係により傾きSa1を算出し、これを傾き記憶部151に記憶する。図6に示す例では、Sa1=(Vout1−Voff1)/Pref1として算出される。同様にして、第2の圧力センサ42の実際の出力−圧力特性の傾きSa2も算出され、傾き記憶部151に記憶される。 The slope S a1 of the actual output-pressure characteristic of the first pressure sensor 41 is acquired as described below and stored in the slope storage unit 151. First, the pressure in the first chamber 11 is set to a known pressure P ref1 (see FIG. 6). In this state, the output value V out1 of the first pressure sensor 41 is measured. The slope S a1 is calculated from the relationship between the output value V out1 and the pressure P ref1 and stored in the slope storage unit 151. In the example shown in FIG. 6, it is calculated as S a1 =(V out1 −V off1 )/P ref1 . Similarly, the slope S a2 of the actual output-pressure characteristic of the second pressure sensor 42 is calculated and stored in the slope storage unit 151.

また、処理部150は、傾き記憶部151に記憶されたSa1,Sr1を参照して、第1の補正部52から出力される第1の補正値Vc1にSa1/Sr1を乗算した第3の補正値Vc3を出力する第3の補正部152と、傾き記憶部151に記憶されたSa2,Sr2を参照して、第2の補正部53から出力される第2の補正値Vc2にSa2/Sr2を乗算した第4の補正値Vc4を出力する第4の補正部153と、これらの補正値Vc3,Vc4を用いて被測定物Wの表面Sがノズル10から所定の距離未満に近づいたことを検出する位置検出部154とを含んでいる。より具体的には、位置検出部154は、所定の閾値Vtを記憶しており、第3の補正部152から出力される第3の補正値Vc3と第4の補正部153から出力される第4の補正値Vc4との差Vc4−Vc3を算出し、この差Vc4−Vc3が閾値Vtよりも小さくなったときに、被測定物Wの表面Sがノズル10から所定の距離未満に近づいたものと判断する。 The processing unit 150 also refers to S a1 and S r1 stored in the inclination storage unit 151 and multiplies the first correction value V c1 output from the first correction unit 52 by S a1 /S r1 . The third correction unit 152 that outputs the corrected third correction value V c3 and S a2 and S r2 stored in the inclination storage unit 151 are referred to and the second correction unit 53 outputs the second correction value V c3 . The fourth correction unit 153 that outputs a fourth correction value V c4 obtained by multiplying the correction value V c2 by S a2 /S r2 and the surface S of the measured object W using these correction values V c3 and V c4 Includes a position detection unit 154 that detects that the position is less than a predetermined distance from the nozzle 10. More specifically, the position detection unit 154 stores a predetermined threshold value V t, and outputs the third correction value V c3 output from the third correction unit 152 and the fourth correction unit 153. The difference V c4 −V c3 from the fourth correction value V c4 is calculated, and when the difference V c4 −V c3 becomes smaller than the threshold value V t , the surface S of the object to be measured W is ejected from the nozzle 10. It is determined that the distance is less than the predetermined distance.

このように、本実施形態では、被測定物Wの位置の検出にあたって、第1の圧力センサ41の出力値Vout1から第1のオフセット値Voff1を減算した第1の補正値Vc1と、この第1の補正値Vc1にSa1/Sr1を乗算した第3の補正値Vc3と、第2の圧力センサ42の出力値Vout2から第2のオフセット値Voff2を減算した第2の補正値Vc2と、この第2の補正値Vc2にSa2/Sr2を乗算した第4の補正値Vc4とを用いているため、第1の圧力センサ41と第2の圧力センサ42のオフセット電圧やスパン電圧による影響を受けることなく、被測定物Wの位置を検出することができる。したがって、より精度よく被測定物Wの位置を検出することができる。 As described above, in the present embodiment, when detecting the position of the object to be measured W, the first correction value V c1 obtained by subtracting the first offset value V off1 from the output value V out1 of the first pressure sensor 41, A third correction value V c3 obtained by multiplying the first correction value V c1 by S a1 /S r1 and a second offset value V off2 from the output value V out2 of the second pressure sensor 42. Correction value V c2 and a fourth correction value V c4 obtained by multiplying the second correction value V c2 by S a2 /S r2 , the first pressure sensor 41 and the second pressure sensor are used. The position of the object to be measured W can be detected without being affected by the offset voltage and the span voltage of 42. Therefore, the position of the object W to be measured can be detected more accurately.

図5に示す例では、第1の圧力センサ41の出力値Vout1が第1の補正部52に入力されているが、第1の補正部52と第3の補正部152の順番を入れ替えてもよい。すなわち、第1の圧力センサ41の出力値Vout1を第3の補正部152に入力し、第3の補正部152からの出力値を第1の補正部52に入力し、第1の補正部52からの出力値を位置検出部154に入力してもよい。また、第2の圧力センサ42の出力値Vout2が第2の補正部53に入力されているが、第2の補正部53と第4の補正部153の順番を入れ替えてもよい。すなわち、第2の圧力センサ42の出力値Vout2を第4の補正部153に入力し、第4の補正部153からの出力値を第2の補正部53に入力し、第2の補正部53からの出力値を位置検出部154に入力してもよい。 In the example shown in FIG. 5, the output value V out1 of the first pressure sensor 41 is input to the first correction unit 52, but the order of the first correction unit 52 and the third correction unit 152 is changed. Good. That is, the output value V out1 of the first pressure sensor 41 is input to the third correction unit 152, the output value from the third correction unit 152 is input to the first correction unit 52, and the first correction unit The output value from 52 may be input to the position detection unit 154. Further, although the output value V out2 of the second pressure sensor 42 is input to the second correction unit 53, the order of the second correction unit 53 and the fourth correction unit 153 may be exchanged. That is, the output value V out2 of the second pressure sensor 42 is input to the fourth correction unit 153, the output value from the fourth correction unit 153 is input to the second correction unit 53, and the second correction unit The output value from 53 may be input to the position detection unit 154.

なお、本実施形態では、第1の実施形態で説明した第1の補正部52及び第2の補正部53を第3の補正部152及び第4の補正部153に組み合わせた例について説明したが、第1の補正部52及び第2の補正部53を省略することもできる。例えば、第1の補正部52及び第2の補正部53を設けることなく、第1の圧力センサ41の出力値Vout1にSa1/Sr1を乗算した補正値と第2の圧力センサ42の出力値Vout2にSa2/Sr2を乗算した補正値とを用いて被測定物Wの位置を検出してもよい。 Note that, in the present embodiment, an example in which the first correction unit 52 and the second correction unit 53 described in the first embodiment are combined with the third correction unit 152 and the fourth correction unit 153 has been described. The first correction unit 52 and the second correction unit 53 can be omitted. For example, the correction value obtained by multiplying the output value V out1 of the first pressure sensor 41 by S a1 /S r1 and the second pressure sensor 42 without providing the first correction unit 52 and the second correction unit 53. The position of the object to be measured W may be detected by using the correction value obtained by multiplying the output value V out2 by S a2 /S r2 .

これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described so far, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments and may be implemented in various different forms within the scope of the technical idea thereof.

1 位置検出装置
10 ノズル
11 第1のチャンバ
12 第2のチャンバ
20 気体供給源
22 レギュレータ
30 仕切壁
32 オリフィス
41 第1の圧力センサ
42 第2の圧力センサ
43 A/Dコンバータ
50 処理部
51 オフセット値記憶部
52 第1の補正部
53 第2の補正部
54 位置検出部
55 異常検出部
60 出力部
150 処理部
151 傾き記憶部
152 第3の補正部
153 第4の補正部
154 位置検出部
1 Position Detection Device 10 Nozzle 11 First Chamber 12 Second Chamber 20 Gas Supply Source 22 Regulator 30 Partition Wall 32 Orifice 41 First Pressure Sensor 42 Second Pressure Sensor 43 A/D Converter 50 Processing Unit 51 Offset Value Storage unit 52 First correction unit 53 Second correction unit 54 Position detection unit 55 Abnormality detection unit 60 Output unit 150 Processing unit 151 Tilt storage unit 152 Third correction unit 153 Fourth correction unit 154 Position detection unit

Claims (4)

被測定物の表面に向けて加圧気体を噴出可能なノズルと、
前記ノズルに連通する第1のチャンバと、
気体供給源から前記加圧気体が供給される第2のチャンバと、
前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとを仕切る仕切壁であって、前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとを連通するオリフィスが形成された仕切壁と、
前記第1のチャンバ内の圧力を測定する第1の圧力センサと、
前記第2のチャンバ内の圧力を測定する第2の圧力センサと、
位置検出前に、前記第1のチャンバに前記加圧気体を供給していない状態で測定された前記第1の圧力センサの出力値を第1のオフセット値として記憶するとともに、前記第2のチャンバに前記加圧気体を供給していない状態で測定された前記第2の圧力センサの出力値を第2のオフセット値として記憶するオフセット値記憶部と、
前記第1の圧力センサの出力値から前記オフセット値記憶部に記憶された前記第1のオフセット値を減算した第1の補正値を出力する第1の補正部と、
前記第2の圧力センサの出力値から前記オフセット値記憶部に記憶された前記第2のオフセット値を減算した第2の補正値を出力する第2の補正部と、
前記第1の補正値と前記第2の補正値との差が、所定の閾値よりも小さくなったときに、前記被測定物の表面が前記ノズルから所定の距離未満に近づいたことを検出する位置検出部と、
を備えたことを特徴とする位置検出装置。
A nozzle capable of ejecting a pressurized gas toward the surface of the object to be measured,
A first chamber communicating with the nozzle;
A second chamber to which the pressurized gas is supplied from a gas supply source;
A partition wall for partitioning the first chamber and the second chamber, the partition wall having an orifice formed therein for communicating the first chamber and the second chamber;
A first pressure sensor for measuring the pressure in the first chamber;
A second pressure sensor for measuring the pressure in the second chamber;
Before the position detection, the output value of the first pressure sensor measured in a state where the pressurized gas is not supplied to the first chamber is stored as a first offset value, and the second chamber is stored. An offset value storage unit that stores an output value of the second pressure sensor measured in a state in which the pressurized gas is not supplied as a second offset value,
A first correction unit that outputs a first correction value obtained by subtracting the first offset value stored in the offset value storage unit from the output value of the first pressure sensor,
A second correction unit that outputs a second correction value obtained by subtracting the second offset value stored in the offset value storage unit from the output value of the second pressure sensor;
When the difference between the first correction value and the second correction value becomes smaller than a predetermined threshold value, it is detected that the surface of the object to be measured is closer than the predetermined distance from the nozzle. A position detector,
A position detecting device comprising:
被測定物の表面に向けて加圧気体を噴出可能なノズルと、
前記ノズルに連通する第1のチャンバと、
気体供給源から前記加圧気体が供給される第2のチャンバと、
前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとを仕切る仕切壁であって、前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとを連通するオリフィスが形成された仕切壁と、
前記第1のチャンバ内の圧力を測定する第1の圧力センサと、
前記第2のチャンバ内の圧力を測定する第2の圧力センサと、
位置検出前に、前記第1のチャンバの圧力を既知の圧力にした状態で、前記第1の圧力センサの出力値を測定し、前記第1の圧力センサの出力値及び前記既知の圧力との関係により算出される、前記第1の圧力センサの実際の出力−圧力特性の傾きと、前記第1の圧力センサの理想的な出力−圧力特性の傾きと、前記第2のチャンバの圧力を既知の圧力にした状態で、前記第2の圧力センサの出力値を測定し、前記第2の圧力センサの出力値及び前記既知の圧力との関係により算出される、前記第2の圧力センサの実際の出力−圧力特性の傾きと、前記第2の圧力センサの理想的な出力−圧力特性の傾きとを記憶する傾き記憶部と、
前記傾き記憶部に記憶された前記第1の圧力センサの理想的な出力−圧力特性の傾きに対する前記第1の圧力センサの実際の出力−圧力特性の傾きの比を前記第1の圧力センサの出力値に乗算した第3の補正値を出力する第3の補正部と、
前記傾き記憶部に記憶された前記第2の圧力センサの理想的な出力−圧力特性の傾きに対する前記第2の圧力センサの実際の出力−圧力特性の傾きの比を前記第2の圧力センサの出力値に乗算した第4の補正値を出力する第4の補正部と、
前記第3の補正値と前記第4の補正値との差が、所定の閾値よりも小さくなったときに、前記被測定物の表面が前記ノズルから所定の距離未満に近づいたことを検出する位置検出部と、
を備えたことを特徴とする位置検出装置。
A nozzle capable of ejecting a pressurized gas toward the surface of the object to be measured,
A first chamber communicating with the nozzle;
A second chamber to which the pressurized gas is supplied from a gas supply source;
A partition wall for partitioning the first chamber and the second chamber, the partition wall having an orifice formed therein for communicating the first chamber and the second chamber;
A first pressure sensor for measuring the pressure in the first chamber;
A second pressure sensor for measuring the pressure in the second chamber;
Before the position detection, the output value of the first pressure sensor is measured in a state where the pressure of the first chamber is set to a known pressure, and the output value of the first pressure sensor and the known pressure are compared. The slope of the actual output-pressure characteristic of the first pressure sensor, the ideal slope of the output-pressure characteristic of the first pressure sensor, and the pressure of the second chamber, which are calculated by the relationship, are known. Of the second pressure sensor, which is calculated by the relationship between the output value of the second pressure sensor and the known pressure while measuring the output value of the second pressure sensor under the pressure of Of the output-pressure characteristic of the second pressure sensor and an ideal output-pressure characteristic of the second pressure sensor.
The ratio of the slope of the actual output-pressure characteristic of the first pressure sensor to the slope of the ideal output-pressure characteristic of the first pressure sensor stored in the slope storage unit A third correction unit that outputs a third correction value by multiplying the output value,
The ratio of the slope of the actual output-pressure characteristic of the second pressure sensor to the slope of the ideal output-pressure characteristic of the second pressure sensor stored in the slope storage unit A fourth correction unit that outputs a fourth correction value by multiplying the output value;
When the difference between the third correction value and the fourth correction value becomes smaller than a predetermined threshold value, it is detected that the surface of the object to be measured is closer than the predetermined distance from the nozzle. A position detector,
A position detecting device comprising:
被測定物の表面に向けて加圧気体を噴出可能なノズルと、
前記ノズルに連通する第1のチャンバと、
気体供給源から前記加圧気体が供給される第2のチャンバと、
前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとを仕切る仕切壁であって、前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとを連通するオリフィスが形成された仕切壁と、
前記第1のチャンバ内の圧力を測定する第1の圧力センサと、
前記第2のチャンバ内の圧力を測定する第2の圧力センサと、
位置検出前に、前記第1のチャンバに前記加圧気体を供給していない状態で測定された前記第1の圧力センサの出力値を第1のオフセット値として記憶するとともに、前記第2のチャンバに前記加圧気体を供給していない状態で測定された前記第2の圧力センサの出力値を第2のオフセット値として記憶するオフセット値記憶部と、
位置検出前に、前記第1のチャンバの圧力を既知の圧力にした状態で、前記第1の圧力センサの出力値を測定し、前記第1の圧力センサの出力値及び前記既知の圧力との関係により算出される、前記第1の圧力センサの実際の出力−圧力特性の傾きと、前記第1の圧力センサの理想的な出力−圧力特性の傾きと、前記第2のチャンバの圧力を既知の圧力にした状態で、前記第2の圧力センサの出力値を測定し、前記第2の圧力センサの出力値及び前記既知の圧力との関係により算出される、前記第2の圧力センサの実際の出力−圧力特性の傾きと、前記第2の圧力センサの理想的な出力−圧力特性の傾きとを記憶する傾き記憶部と、
入力値から前記オフセット値記憶部に記憶された前記第1のオフセット値を減算した第1の補正値を出力する第1の補正部と、
入力値から前記オフセット値記憶部に記憶された前記第2のオフセット値を減算した第2の補正値を出力する第2の補正部と、
前記傾き記憶部に記憶された前記第1の圧力センサの理想的な出力−圧力特性の傾きに対する前記第1の圧力センサの実際の出力−圧力特性の傾きの比を入力値に乗算した第3の補正値を出力する第3の補正部と、
前記傾き記憶部に記憶された前記第2の圧力センサの理想的な出力−圧力特性の傾きに対する前記第2の圧力センサの実際の出力−圧力特性の傾きの比を入力値に乗算した第4の補正値を出力する第4の補正部と、
前記第1の圧力センサの出力値を前記第1の補正部及び前記第3の補正部の一方に入力して得られる出力値を前記第1の補正部及び前記第3の補正部の他方に入力して得られる出力値と、前記第2の圧力センサの出力値を前記第2の補正部及び前記第4の補正部の一方に入力して得られる出力値を前記第2の補正部及び前記第4の補正部の他方に入力して得られる出力値との差が、所定の閾値よりも小さくなったときに、前記被測定物の表面と前記ノズルから所定の距離未満に近づいたことを検出する位置検出部と、
を備えたことを特徴とする位置検出装置。
A nozzle capable of ejecting a pressurized gas toward the surface of the object to be measured,
A first chamber communicating with the nozzle;
A second chamber to which the pressurized gas is supplied from a gas supply source;
A partition wall for partitioning the first chamber and the second chamber, the partition wall having an orifice formed therein for communicating the first chamber and the second chamber;
A first pressure sensor for measuring the pressure in the first chamber;
A second pressure sensor for measuring the pressure in the second chamber;
Before the position detection, the output value of the first pressure sensor measured in a state where the pressurized gas is not supplied to the first chamber is stored as a first offset value, and the second chamber is stored. An offset value storage unit that stores an output value of the second pressure sensor measured in a state in which the pressurized gas is not supplied as a second offset value,
Before the position detection, the output value of the first pressure sensor is measured in a state where the pressure of the first chamber is set to a known pressure, and the output value of the first pressure sensor and the known pressure are compared. The slope of the actual output-pressure characteristic of the first pressure sensor, the ideal slope of the output-pressure characteristic of the first pressure sensor, and the pressure of the second chamber, which are calculated by the relationship, are known. Of the second pressure sensor, which is calculated by the relationship between the output value of the second pressure sensor and the known pressure while measuring the output value of the second pressure sensor under the pressure of Of the output-pressure characteristic of the second pressure sensor and an ideal output-pressure characteristic of the second pressure sensor.
A first correction unit that outputs a first correction value obtained by subtracting the first offset value stored in the offset value storage unit from an input value;
A second correction unit that outputs a second correction value obtained by subtracting the second offset value stored in the offset value storage unit from an input value;
A third value obtained by multiplying an input value by a ratio of an ideal output-pressure characteristic inclination of the first pressure sensor stored in the inclination storage unit to an actual output-pressure characteristic inclination of the first pressure sensor. A third correction unit that outputs a correction value of
A fourth value obtained by multiplying the input value by the ratio of the ideal output-pressure characteristic slope of the second pressure sensor stored in the slope storage unit to the actual output-pressure characteristic slope of the second pressure sensor. A fourth correction unit for outputting a correction value of
The output value obtained by inputting the output value of the first pressure sensor to one of the first correction unit and the third correction unit is applied to the other of the first correction unit and the third correction unit. The output value obtained by inputting the output value and the output value of the second pressure sensor are input to one of the second correcting unit and the fourth correcting unit, and the output value obtained by inputting the output value is input to the second correcting unit. When the difference from the output value obtained by inputting to the other of the fourth correction unit becomes smaller than a predetermined threshold value, the distance from the surface of the object to be measured and the nozzle is less than a predetermined distance. A position detector for detecting
A position detecting device comprising:
前記第2の圧力センサの出力値が異常な範囲にある場合に異常信号を出力する異常検出部をさらに備えたことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の位置検出装置。

The position detection device according to claim 1, further comprising an abnormality detection unit that outputs an abnormality signal when the output value of the second pressure sensor is in an abnormal range. ..

JP2019143259A 2019-08-02 2019-08-02 Position detector Active JP6738948B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019143259A JP6738948B2 (en) 2019-08-02 2019-08-02 Position detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019143259A JP6738948B2 (en) 2019-08-02 2019-08-02 Position detector

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015030505A Division JP2016151547A (en) 2015-02-19 2015-02-19 Position detection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019203903A JP2019203903A (en) 2019-11-28
JP6738948B2 true JP6738948B2 (en) 2020-08-12

Family

ID=68726758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019143259A Active JP6738948B2 (en) 2019-08-02 2019-08-02 Position detector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6738948B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021200943A1 (en) * 2020-04-01 2021-10-07 ブラザー工業株式会社 Image forming apparatus

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05107090A (en) * 1991-10-21 1993-04-27 Nissan Motor Co Ltd Differential pressure flowermeter
JP2002005770A (en) * 2000-06-21 2002-01-09 Koganei Corp Pressure detecting device
JP5276070B2 (en) * 2010-09-13 2013-08-28 東海挾範株式会社 Air micrometer
JP5688609B2 (en) * 2012-09-21 2015-03-25 Smc株式会社 Position detection device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019203903A (en) 2019-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102121260B1 (en) Flow control device and abnormality detection method using flow control device
JP4941275B2 (en) Waterproof test apparatus, waterproof test method, and waterproof test program
JP5276070B2 (en) Air micrometer
US10006790B2 (en) Flow-rate measurement assembly according to the differential-pressure measurement principle
JP6738948B2 (en) Position detector
JP5226839B2 (en) Wire electrical discharge machine with positioning accuracy correction function
KR20010052885A (en) Parallel bypass type fluid feeding device, and method and device for controlling fluid variable type pressure system flow rate used for the device
JP2008142844A (en) Method for detecting abnormality of temperature sensor of machine tool
TWI642912B (en) Metrology method for transient gas flow
KR102162046B1 (en) Flow measurement method and flow measurement device
JP2016169946A (en) Position detection device
JP2016151547A (en) Position detection device
JP2012247296A (en) Calibration system for differential pressure measuring instrument and calibration method of differential pressure measuring instrument
CN110998227B (en) liquid micrometer
KR102545945B1 (en) Flow control system and flow measurement method
JP2007057452A (en) Flowmeter
US9983080B2 (en) High-temperature gas pressure measuring method
US20200318956A1 (en) Contact monitoring on a spindle of a machine tool
KR102400123B1 (en) Dispenser and method for precision calculating liquid level in syringe
WO2020235421A1 (en) Gas safety device
US20090212899A1 (en) Low Pressure Transducer Using Beam and Diaphragm
JP5013959B2 (en) Position confirmation device
JP2017129477A (en) Leakage inspection device and method
JP5203880B2 (en) Flow measuring device
JP5311724B2 (en) Position confirmation device

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190830

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190830

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200617

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200630

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200720

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6738948

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250