JPH0361817A - 位置検出装置 - 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、油圧シリンダ等直線移動する移動部材のスト
ローク位置を検出するためのアブソリュート型の位置検
出装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来は、ＢＣＤコードまたは暗号化されたコードをスケ
ール部に設け、他方のセンサ部に検出用のコイルまたは
、ホール素子等のセンサを設け、スケール部またはセン
サ部の移動によりコードを読み取り、その位置を正確に
割り出すようにしている。

アブソリュート型の位置検出装置の場合は、特に電源Ｏ
Ｎ（スタート）時に０己の位置が正確に割り出せる原理
たなっている。

〔発明が解決（２ようこする課題〕 アブソリュート型の位置センサを設ける場合において、
これの分解能を充分上げるためには、ビット数を増すこ
たが一般的に行なわれているが、これの設置スペースが
限られている場合、ビット数を増加きせることかできな
い。すなわち、アブソリスート型の位置検出は、これの
設置スペースが狭い場合に、高い分解能を有することが
できなかった。

本発明は上記のことにかんがみなされたもので、タイト
なスペースにおいても少ないビット数で高分解脳を有す
る位置検出装置を提供するこεを目的とするものである
。

〔課題を解決するための手段及び作用〕」二記目的を達
成するために、本発明に係る位置検出装置は、相対移動
するスケール部とセンサ部のうち、スケール部側に、複
数の群を示すアブソリュート情報と、この各群を細分す
るインクリメンタル情報を並列に配置し、またセンサ部
側に、スケール部側のインクリメンタル情報を検出する
インクリメンタル用センサと、アクチュエータにて高速
スキャニングしてスケ−ル部側のアブソリュート情報を
検出するためのアブソリュート用センサを配置した構成
さなっている。

この構成において、最小分解能はインクリメンタル信号
のスパン幅により決定される。停止→始動時において、
アブソリ１−ト厄号ではその位置が正確に入力されるが
、アブソリュートの１デジット分をさらにインクリメン
タル信号で細分化する。そしてアブソリュ−１・用セン
サをステップ状にインクリメンタル用センサの信号幅で
順次アクチュエータにてスキャニングを行なう。

また本発明に係る位置検出装置は、相対移動するスケー
ル部占センサ部のうち、スケール部側に、複数の群を示
すアブソリュート情報ε、この各群を細分するインクリ
メンタル情報を並列に配置し、またセンサ部側に、スケ
ール部側のインクリメンタル情報を検出するインクリメ
ンタル用センサと、上記スケール部側のアブソリュート
情報を検出するアブソリュート用センサとを配置すると
共に、このアブソリュート用センサのうち、最下位のア
ブソリュート用センサをスキャニングできるようにして
上記スケール部のインクリメンタル情報と同一分割数だ
け設けた構成としてもよい。

この構成においては、最下位のアブソリュート用センサ
だけがスキャニングされ、その信号レベルが０Ｎ−４Ｏ
ＦＦ、または０ＦＦ−＋ＯＮに変化したポイントをカウ
ントしてアブソリュートとインクリメンタル信号を重ね
合わせ現在位置の絶対位置を知る。

〔実　施　例〕

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図中１はシリンダ等の固定側に設けるスケール部、２は
シリンダロッド等移動側に上記スケール部１に対向して
設けるセンサ部である。

ここで４ビツトのセンサの場合で説明する。

上記スケール部のストローク方向に、所定の数の情報群
３ａ、３ｂ、３ｅ・・・を等間隔に配置する。そしてこ
の各情報群３ａ、３ｂ、・・・は上記したように、例え
ば４ビツトである場合、３ビツトのアブソリュート情報
４ａ、４ｂ、４ｅと、１ビツトインクリメンタル情報５
とが並列に配置されており、アブソリュ−１・情報にて
位置の群を検出し、インクリメンタル情報にて最小分解
能を決定する配置となっている。インクリメンタル情報
５は１群に例えば１０個有し、これによって最小分解能
が決定される。

センサ部２には上記スケール部１の各情報群３ａ、３ｂ
、・・・のアブソリュート情報４ａ、４ｈ。

４Ｃに対向する３個のアブソリュート用センサ６ａ、６
ｂ、６ｃと、インクリメンタル用センサ７が設けである
。

上記アブソリュート用センサ６ａ、６ｂ、Ｂｅはアクチ
ュエータにより、パワーオン時に、インクリメンタル信
号と同幅でアブソリュート信号を人力して行き、情報群
が変化するまでその移動回数を計測していく。群を示す
アブソリュート値の変化したカウント数がインクリメン
タル用センサ位置の相対位置となる。初期のインクリメ
ンタル信号の位置が確認できればそれ以後は加、減算に
て位置の割り出しが可能となる。

上記構成において、初期パワーオン時に、スケール部１
側の絶対位置を正確に検出するためインクリメンタル用
センサと同一位置に静止したアブソリュート用センサ６
ａ、６ｂ、６ｃによる信号を同時に人力したあとアクチ
ュエータにより、アブソリュート用センサ６ａ、６ｂ。

６Ｃをアブソリュート情報４ａ、４ｂ、４ｃが異なるま
で、つまり、アブソリュート郡が変化するまでステップ
状にスキャンニングし、同時にそのステップ数をカウン
トしてゆく。群を示すアブソリュート値の変化したカウ
ント数がインクリメンタル用センサ７の相対位置である
。

初期に人力したアブソリュート群情報マイナス１プラス
ステツプ数が初期位置を示すものである。

上記作用をパワーオン時のアルゴリズムで示すと第２図
のようになる。

上記構成及び作用により、ビット数を少なくしたアブソ
リュート測定が可能となる。

また上記実施例において、スケール部１及びセンサ部２
は第１図に示す板状以外に、棒状、円筒状、多角形状そ
の他の断面形状を有するものであってもよい。またスケ
ール部１に刻まれるアブソリュート情報及びインクリメ
ンタル情報は、近遠を区別できる穴または溝である場合
、磁気をメモリする場合、キャパシターによるもの、フ
ォト情報であるもの、磁性のちがいによるものであって
もさしつかえない。

なお上記実施例では、現在位置を検出するためにアブソ
リュートセンサをステップ状にインクリメンタルセンサ
の信号幅で順次アクチュエータにてスキャニングを行な
うようにした例を示したが、他の実施例として、アブソ
リュートセンサの最下位ビットだけをスキャニングし、
その信号レベルがＯＮ→ＯＦＦ、またはＯＦＦ→ＯＮに
変化したポイントをカウントしてアブソリュートとイン
クリメンタル信号を重ね合わせて現在位置の絶対値を知
るようにしてもよい。

この実施例として４ビツトのセンシングを考える。なお
このビット数は用途、精度に応じて適宜変える。そして
この４ビツトのうちの３ビツトはアブソリュート情報で
位置を群として示し、１ビツトはインクリメンタル情報
で示し、このインクリメンタル情報で最小分解能を決定
する配置とする。

例えば３ビツトでは第３図に示すようアブソリュート情
報１０は８つの群０、■、・・・■に分けることができ
る。そしてこの各群はさらにインクリメンタル情報１１
にて複数に分割できる。

ここでこのインクリメンタル情報を１０個とすると、イ
ンクリメンタル信号は８Ｘ１０−８０の分解能を有する
ことになる。本発明はこれに絶対位置検出機能を付加し
たものである。

例えば第４図に示すように、例えば、■群（１１０）で
、かつこの群における２番目のインクリメンタル情報１
１２に初期値があり、これを絶対位置とするスケール１
３の場合を考える。

この場合、アブソリュート群１０では現在■群にあるこ
とを示し、インクリメンタル位置ではこの群のどこかと
いうことのみが認識できる。

そこで、上記スケール１３に対向してこれを検出するセ
ンサ１４側に配置するアブソリュート用センサ１５ａ、
１５ｂ、１５ｃの最下位の１ビツト１５ｃをスケール１
３側のインクリメンタル情報１２の分割数と同数のセン
サを配置し、この１ビツト１５ｃのみを順次スキャニン
グして行く。そしてこのスキャニングの進む回数をカウ
ントして行けばＯＮ→ＯＦＦになるポイントが発見でき
る。この場合９回目に０Ｎ−ｈＯＦＦとなるのでインク
リメンタル位置は３群９番目となり、これをゼロから判
断すると、その絶対位置は３９番目となる。１６はイン
クリメント用センサである。

第５図はこの実施例の具体例を示すもので、３ビツトの
アブソリュート情報１１とインクリメンタル情報１２を
並列に配置したスケール部１３に、センサ部１４を対向
配置する。そしてこのセンサ部１４の移動方向の所定の
位置、例えば、右端に上記スケール部１３のインクリメ
ンタル情報１２を検出する１個のインクリメンタル用セ
ンサ１６と、アブソリュート情報１１の２ビツト目ε３
ビツト目を検出するそれぞれ１個づつのアブソリュート
用センサ１５ａ。

１５ｂと、スケール１３側の１ビツト目のアブソリュー
ト情報１１ａに対向する位置に、インクリメンタル分割
数と同数のアブソリュートセンサ１５ｅが配置しである
。

この構成において、スケール部１３に対してセンサ部１
４が移動し、このセンサ１４が停止したところの絶対位
置がセンサ部１４の各センサにて検出される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、タイトなスペースにおいても少ないビ
ット数でもって高分解能を有する位置検出装置を得るこ
ととができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の第１の実例を示すもので、第
１図は分解斜視図、第２図はパワーオン時のアルゴリズ
ムを示すフローチャートである。第３図から第５図は本
発明の第２の実施例を示すもので、第３図は３ビツトの
群を示す説明図、第４図はスケール部とセンサ部とによ
る位置検出のための説明図、第５図は分解斜視図である
。 １．１３はスケール部、２，１４はセンサ部、４ａ、４
ｂ、４ｅ、１０はアブソリュート情報、５．１１はイン
クリメンタル情報、６ａ、６ｂ。 ６ｃ、１５ａ、１５ｂ、１５ｃはアブソリュート用セン
サ、７．１６はインクリメンタル用センサ。 第 図 第 図 制御アルゴリズムへ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）相対移動するスケール部１とセンサ部２のうち、
   スケール部１側に、複数の群を示すアブソリュート情報
   ４ａ、４ｂ、４ｃと、この各群を細分するインクリメン
   タル情報５を並列に配置し、またセンサ部１側に、スケ
   ール部１側のインクリメンタル情報を検出するインクリ
   メンタル用、センサ５ｄと、アクチュエータにて高速ス
   キャニングしてスケール部１側のアブソリュート情報４
   ａ、４ｂ、４ｃを検出するためのアブソリュート用セン
   サ６ａ、６ｂ、６ｃを配置したことを特徴とする位置検
   出装置。
2. （２）相対移動するスケール部１３とセンサ部１４のう
   ち、スケール部１３側に、複数の群を示すアブソリュー
   ト情報１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、この各群を細分する
   インクリメンタル情報１２を並列に配置し、またセンサ
   部１４側に、スケール部１側のインクリメンタル情報を
   検出するインクリメンタル用センサ１６と、上記スケー
   ル部１側のアブソリュート情報１１ａ、１１ｂ、１１ｃ
   を検出するアブソリュート用センサ１５ａ、１５ｂ、１
   ５ｃとを配置すると共に、このアブソリュート用センサ
   のうち、最下位のアブソリュート用センサ１５ｃをスキ
   ャニングできるようにして上記スケール部１のインクリ
   メンタル情報１２と同一分割数だけ設けたことを特徴と
   する位置検出装置。