JPH03167419A - 相対移動量測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、工作機械等において被加［物の移動ｈｔ等を
測定するためのｆｉｌｑ定装置に係り、特にｉｌｉｌｌ
定誤差の補ＩＦ機能を４Ｆする相対移動ｉｎ　Ｍ！Ｉｆ
定装置に関するものである。

〔従釆の技術〕

工作機械類の能率Ｌ’Ｆ度を向上させるために、第４図
に示すような構成の相対移動らｌ測定装ｊＭか実用化さ
れている。ここで、２は工作機械類のベッド１に対して
移動自作とされたテーブルである。

テーブル２にはテーブル２の移動方向に沿って透明なス
ケール４が取付けられており、ベッド１には検出へッド
６が取付けられている。そしてスケール４と検出ヘッド
６はスライド自ｈに係合している。スケール４には微細
な目盛５（例えば線径及びその間隔が１０〜２０μｍ程
度）からなる光学格子か形成されており、図示はしない
が検出ヘッド６の内部にも前記スケール４と同様な微細
口盛を施した目感板が設けられている。検出ヘッド６の
１１盛板とスケール４の［１感５は、ある微小角度をも
って対面しており、両目盛が重なり合ってモアレ縞が生
ずるようになっている。そして、このモアレ縞の移動は
検出ヘッド６において光学的に検出され、これによって
知覚されるテーブル２の移動らＩがデジタル表示装置７
に表示されるように構成されている。

前記測定装置においては、スケール４の撓み、テーブル
２の反り等Ｃより、スケール４と検出ヘッド６の相対移
動が完全に平行な状態では行なわれず、測定誤差が発生
する。そこで、従来は誤差を補正するために次のような
方法がとられていた。即ち、あらかじめ設定しておいた
長さの基準に基づいてテーブル２を移動させ、基準に対
して移動量の検出値に誤差が発生した場合には、誤差が
発生したポイントと、各検出値の差から算出した各ポイ
ントでの誤差量を用紙に順次記録してぃ〈。そしてｆｌ
ａｉ＋定に際しては、記録した補正値を測定値に加算し
て正しい値を算出し、表示装置に表示させていく。

（発明が解決しようとする課題） 従来の測定装置によれば、補正情の設定が極めて煩雑で
あるという問題点があった。

（課題を解決するための手段） 本発明は、スケールに対して相対移動可能な検出ヘッド
を備え、前記スケールと検出ヘッドとの相対移動により
前記検出ヘッドから得られるパルスを計数して相対移動
蛍を測定する相対移動量測定装置において、複数の基準
点について、検出ヘッドからそれぞれ出力される複数の
計数値と、前記各計数値と前記基準点間の差に対応する
複数の補正値とを、設定キーの操作によって記憶する記
憶手段と、測定モードにおいて、前記紀四手段に記憧さ
れた計数値の中、現在の計数値と大小関係にある最近傍
の２個の計数値に対応する補正値から前記現在の計数値
に対応する補正値を算出する演算手段と、前記演算手段
が算出した補正値と前記現在の計数値とを加算する加算
手段と、前記加算手段の出力信号に応じた表示を行なう
表示部とを備えたことを特徴としている。

（作　　用） 補正値を設定する場合には、まずスケールと検出ヘッド
を相対移動させ、各基準点ごとに検出ヘッドから出力さ
れる各計数値と、各計数値と基準点間の差Ｃ対応する複
数の補正値とを，設定キーの操作によって記憶手段に記
憶させる。

測定する場合には、現に測定して得られた現在の計数値
と大小関係にある最近傍の２個の計数値を前記記恨手段
の中から選び出す。次に、この２個の計数値と、記憶手
段に記憶された各計数値に対応した補正値とから、現在
の計数値に対応する補正値を演算手段が算出する。そし
て、前記現在の計数値と算出された補正値とを加算手段
が加算し、加算手段の出力信号に応じた表示が表示部に
おいて行われる。

（実施例） 本発明の一実施例を東１図〜第３図によって説明する。

第１図に示すように、工作機械１０１の固定台１０７に
はテーブル１０４が左右方向について相対移動自！〔に
設けられている。テーブル１０４には、多数の刻線が設
けられたガラス製の光学スケール１０５が移動方向に沿
ってＩ収付けられている。また、固定台１０７には、九
７スケール１０５の刻線に対応した刻線をイＴする検出
ヘット１０６が取付けられており、この検出ヘット１０
６と前記光学スケール１０５はスライド自／Ｅに係合し
ている。なお、この検出ヘッド１０６は周知の二相信号
を出力する。

前記検出へッド１０６の出力はカウンタ１１２に与えら
れるようになっている。また、前記光学スケール１０５
の所定位置には絶対位置の基檗となる所定コードの原点
マークが設けられていて、検出ヘッド１０６が原点マー
クを検出すると、１１イ記カウンタ１１２の植は零にリ
セットされるようになっている。そして、このカウンタ
１１２の出力は演算千段皮び加算手段であるｃｐｕｔ　
ｔ　ｔに与えられるようになっている。図中１０８は設
定部としてのキー人力部であり、入出力装置（Ｉ／Ｏ）
１０９を介して前記ＣＰＵＩ　１　１に接続されている
。図中１１４は表示部であり、１／０１１３を介して前
記ＣＰＵＩＩＩに接続されている。図中１１０は記憶手
段としてのＲＡＭであり、補正値設定モードにおいて、
基準位置に対応した複数の計数値と補正値とを前記キー
人力部１０８の操作によって設定することができる。

前記テーブル１０４の上には標準尺（チェックマスタ）
１０３が設定できるようになっている。

この標準尺１０３には所定ビツチＰの突起（基準点）が
設けられている。図中１０２はダイヤルゲージであり、
補正値設定時にはその先端が標準尺１０３のいずれかの
突起に当接するようにする。

次に、以上の構成における作用を説明する。

（１）補正値設定モード 第１図に示すように、テーブル１０４上に標準尺１０３
を設２７する。図示の失施例では一軸方向（　［２＋中
左右方口）のみを扱っているので、標準尺１０３は光学
スケール１０５と平行に設定する。

例えばＸ，Ｙの２’Ｐｔｈ、又はＸ．Ｙ，Ｚの３軸があ
る場合には、補正植を設定したい軸と平行に標準尺１０
３を置けばよい。

次にテーブル１０４を移動させ、検出ヘット１０６が光
学スケールｌ０５の原点マークを横切るようにする。検
出ヘッド！０６は原点マークを検出し、カウンタ１１２
の計数値を零にリセットする。即ち、検出ヘッド１０６
が原点マークに対面した時には表示部１１４は零を表示
する。

次に、表示部１１４の表示が零となるように、行き過ぎ
たテーブル１０４を戻す。この状態で、ダイヤルゲージ
１０２の先端が標窄尺１０３のいずれかの突起に当接す
るようにする。

標準尺１０３の隣りあう突起（基準点）間の距離即ちピ
ッチＰは既知であり、このビッチＰを補正値を求める基
準となる真の長さとして利用する。このビッチＰ（例え
ばＰ＝２０ｍｍ）は、あらかじめキ一人力部１０８の操
作によってＲＡＭ１１０に記憶されている。ＲＡＭＩＩ
Ｏに記憶されるピッチＰは、利用する標準尺の種類に応
じて種々に設定することができる。

第２図のステップ！に示すように、この状態で、キー人
力部１０８の設定モードキーを押すことによって測定装
置を補正値設定モードにする。

この状態は、カウンタ１１２の計数値とビツチＰの整数
倍の値との差及びカウンタ１１２の計数値をＲＡＭＩＩ
Ｏに記憶するようにＣＰＵＩ　１　１が機能するモード
である。

次に、ステップ２に示すように、テーブル１０４を移動
させて共準尺１０３のいずれかの基準点にダイヤルゲー
ジ１０２を当接させる。そして、ステップ３に示すよう
にキー人力部１０８の設定キーを押すと、ＣＰＵＩ　１
　１においてステップ４に示す不等式が成立するか否か
がＮ＝１から順次判断される。そして、式が成立するＮ
の値が判明したところで、ステップ５に示すように（計
数値一ＰＮ）の値と計数値をＲＡＭＩＩＯの所定アドレ
スに記憶させる。

以上の操作によって、特定の基準点に対応したテーブル
１０３の一位置におけるカウンタ１１２の計数値とその
計数値に対応する誤差とがＲＡＭ１１０に設定されたこ
とになる。そして、以上の操作を各基準点ごとに行なう
ことにより、計数値と誤差をＲＡＭＩＩＯの相異する各
アドレスに順次記憶し、ステップ６に示すように設定が
完了したと判断すれば、ステップ７に示すようにキー人
力部１０８の終了キーを押して操作を完了する。

（２）測定モード 前記ダイヤルゲージ１０２及び前記標準尺１０３を除去
し、被加工物（ワーク〉をテーブル１０４上に載置する
。

第３図のステップ１１．１２に示すように、テーブル１
０４を移動させて計数を行なわせ、テーブル１０４及び
ワークの移動量を測定する。

ＣＰＵＩＩＩにおいて、ステップ１４に示す不等式が成
立するか否かがＫ＝１から順次判断される。即ち，本ス
テップ１４においては、前記補正値設定モードで各基準
点ごとにＲＡＭＩＩＯに設定された計数値のなかから、
現在の計数値と大小関係にある最近傍の２個の計数値が
どれであるかが判断される。

次に、ＣＰＵＩＩＩは、ステップｌ５に示すように、現
在の計数値と大小関係にある最近傍の第Ｋ計数値及び第
（Ｋ＋１）計数値と、各計数値に対応する第Ｋ補正値及
び第（Ｋ＋　１　）補正値とから、現在の計数値に対応
する補正値を算出する． 次に、ＣＰＵＩＩＩは、ステップｌ６に示すように、ス
テップ１５で算出した補正値と現在の計数値とを加算す
る。そして、ＣＰＵＩＩＩは１／０１１３を介して表示
部１１４に出力信号を与えて補正済みの計数値を表示さ
せる。

以上説明したー実施例では，計数値を補正する長さの基
準として基準尺を用いたが、かわりにレーザ測長器を用
いることもできる。また、相対移動量測定装置の形式と
しては、スケールに係合した検出ヘッドが直線的に移動
するいわゆるリニアスケール形のものを例示したが、本
発明をロータリエンコーダに応用することも可能である
。さらに、本実旅例のＣＰＵにおいては直線補正によっ
て真の相対移動量が求められていたが、必要に応じて指
数関数等の曲線による補正を行ってもよい。

〔発明の効果〕

本発明の装置によれば、簡単な操作で韮準点における補
正値を記憶手段に設定しておくことができ、測定時には
これらのデータから計数値を自動的に補正して表示させ
ることができるので、真の相対移動量を容易に得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である相対移動量測定装置の
ブロック図、第２図は同実施例における補正値設定モー
ドの流れ図、第３図は同実施例における測定モードの流
れ図、第４図は従来の相対移動量測定装置の一例を示す
斜視図である。 １０３一基準点を有する標準尺、 ５一光学スケール、 ６一検出ヘッド、 ８一設定部としてのキー人力部、 〇一記憶手段としてのＲＡＭ、 １一演算手段及び加算手段としてのｃｐｕ、４一表示部
。 特許

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 スケールに対して相対移動可能な検出ヘッドを備え、前
   記スケールと検出ヘッドとの相対移動により前記検出ヘ
   ッドから得られるパルスを計数して相対移動量を測定す
   る相対移動量測定装置において、 複数の基準点について、検出ヘッドからそれぞれ出力さ
   れる複数の計数値と、前記各計数値と前記基準点間の差
   に対応する複数の補正値とを、設定部の操作によって記
   憶する記憶手段と、 測定モードにおいて、前記記憶手段に記憶された計数値
   の中、現在の計数値と大小関係にある最近傍の２個の計
   数値に対応する補正値から前記現在の計数値に対応する
   補正値を算出する演算手段と、 前記演算手段が算出した補正値と前記現在の計数値とを
   加算する加算手段と、 前記加算手段の出力信号に応じた表示を行なう表示部と
   を備えたことを特徴とする相対移動量測定装置。