JPH04225110A - 増分式位置測定系 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、互いに位相のずれた
周期走査信号を発生させる走査装置で目盛板の目盛を走
査し、計数信号を形成する評価装置にこれ等の走査信号
を導入して、二つの物体の相対位置を測定する増分式位
置測定系に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の位置測定系は、特に加工すべき
品物に対して工具の相対位置を測定する数値制御部とか
、座標測定装置に使用されている。

【０００３】増分式測長装置あるいは測角装置では、格
子状の増分式測定目盛を走査装置で走査し、周期的なア
ナログ信号を発生させている。これ等のアナログ信号か
ら、矩形波信号が形成され、これ等の矩形波信号が可逆
計数器に導入される。計数状態が測定すべき物体の相対
位置を与える。電源が故障した場合、計数状態とその時
の相対位置が失われる。

【０００４】従来の技術では、電源の故障した後、その
絶対位置が既知である基準マークを使用する必要がある
。これ等の基準マークを通過すると、可逆計数器が所定
にセットされ、測定を新たに始めることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、乱
れに強く、電流の消費を少なくして動作し、主電源が故
障した後、測定すべき物体間の相対位置を正確に早く出
力させることができる増分式位置測定系を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、冒頭に述べた種類の増分式位置測定系の場合、
評価装置２と走査装置１が主電源５と非常用電源６に接
続していて、主電源６の電圧を検査し、所定の電圧値以
下で評価装置２を正規運転から非常運転に切り換える監
視装置７が設けてあり、正規運転と非常運転で走査信号
Ｓ１，Ｓ２を計数信号Ｓ３，Ｓ４を形成する方向識別器
３に導入し、計数信号Ｓ３，Ｓ４を絶対値計数器４中で
方向に応じて計数し、絶対値計数器４に正規運転で動作
し、絶対値計数器の計数状態に応じて互いに位相のずれ
た矩形波信号Ｓ１２，Ｓ１３を形成し、評価装置２の出
力端に出力させる回路素子１０，１１，１２，１３が付
属し、非常運転でこれ等の回路素子１０，１１，１２，
１３が非動作になり、評価装置（２）の出力端に位相の
ずれた矩形波信号Ｓ１２，Ｓ１３が出力しないことによ
って解決されている。

【０００７】この発明による他の有利な構成は、特許請
求の範囲の従属請求項に記載されている。

【０００８】

【実施例】以下、この発明を実施例を示す図面に基づき
より詳しく説明する。

【０００９】添付図には、目盛板の目盛を走査するそれ
自体公知の走査装置１が模式的に示してある。この走査
装置１は、互いに　９０　°位相のずれた二つのアナロ
グ信号Ｓ１，Ｓ２を評価装置２に出力する。測定すべき
二つの物体の間の移動方向に応じて、方向識別器３の中
で、位相のずれた二つの走査信号Ｓ１，Ｓ２から、計数
信号Ｓ３，Ｓ４が形成される。

【００１０】更に、評価装置２には計数信号Ｓ３，Ｓ４
を連続的に導入する絶対値計数器４がある。この絶対値
計数器４，方向識別器３および走査装置１は連続的に給
電されている。この電源は、例えば特に間欠的に周期駆
動されている。この連続電源によって、絶対値計数器４
の計数状態が何時も実際の相対位置に一致し、必要な場
合、出力されることが保証される。

【００１１】電源は、主電源５と非常用電源６で構成さ
れている。両方の電源５と６は監視装置７に接続してい
る。この監視装置７は常時主電源５の電圧レベルを監視
している。電圧レベルが所定値以下になると、主電源５
から非常用電源６に切り替わる。主電源５は、例えば数
値制御部８に組み込んであり、非常用電源６はバッテリ
ーか、あるいは貯蔵コンデンサであってもよい。非常用
電源６は、図示した例の場合、同じように数値制御部８
に含まれている。

【００１２】種々の動作様式によって、増分式位置測定
系の他の構成を説明する。

【００１３】Ａ）　正規運転 正規運転は、主電源５が動作していて、電圧レベルが所
定の値以上であることを意味する。監視装置７は正規動
作を認識して、制御論理回路９に表示信号Ｓ５を出力す
る。制御論理回路９は制御信号Ｓ６を介してパルス発生
器１０を動作させる。このパルス発生器１０は絶対値計
数器４の計数状態に応じて、方向に依存する計数信号Ｓ
７，Ｓ８を後続計数器１１に出力する。絶対値計数器４
と後続計数器１１の計数状態は、比較器１２によって連
続的に互いに比較される。そして、この比較器１２は制
御信号Ｓ９によって両方の計数状態が等しくなるまで、
計数信号Ｓ７，Ｓ８を可逆計数パルスにして後続計数器
１１に供給させる。

【００１４】この後続計数器１１には、導入する計数信
号Ｓ７，Ｓ８に応じて後続計数器の出力信号Ｓ１０，Ｓ
１１を互いに位相の　９０　°ずれた矩形波信号Ｓ１２
，Ｓ１３に変換する装置１３が後置されている。この矩
形波信号Ｓ１２，Ｓ１３は評価装置２の出力端に出力し
、図示している例では、数値制御部８に導入され、外部
計数器１４中で方向に応じて計数される。前記装置１３
はパルス発生器１０にも後続していて、計数信号Ｓ７，
Ｓ８から互いに　９０　°位相のずれた二つの矩形波信
号Ｓ１２，Ｓ１３を形成する。

【００１５】通常の運転では、増分式位置測定系の全て
の構成要素に電力を供給する必要があることが判る。

【００１６】絶対値計数器４の計数状態が０の場合には
、この絶対値計数器４から零信号Ｓ２１が制御論理回路
９に導入され、基準信号Ｓ１８が同時に現れた場合、零
パルスＳ１５が評価装置２から計数器１４に導入される
。この計数器はそれに基づき所定値にセットされる。

【００１７】Ｂ）　　非常運転 非常運転は、主電源５の電圧レベルが所定値以下になる
ことを意味する。この状態では、少なくとも走査装置１
，方向識別器３，絶対値計数器４，監視装置７および制
御論理回路９に給電される。監視装置７は表示信号Ｓ５
を制御論理回路９に供給する。この論理回路は制御信号
Ｓ６を介してパルス発生器１０を非動作にセットする。 前記表示信号Ｓ５はパルス発生器１０にも直接導入され
、この発生器も非動作にセットする。

【００１８】非常運転では、評価装置２の出力端に矩形
波信号Ｓ１２，Ｓ１３が全く出力しない。

【００１９】Ｃ）　　主電源の再供給 監視装置７によって、主電源５の電圧が再び所定の電圧
レベルに達した場合、あるいはそれ以上になったことが
認識されると、非常運転から正規運転に切り替わる。こ
の場合、以下の過程が行われる。 −監視装置７が表示信号Ｓ５を制御論理回路９に供給す
る。 −制御論理回路９はリセット信号Ｓ１４を後続計数器１
１に供給する。この後続計数器はそれによって０にリセ
ットされる。 −合成されて生じた零パルスっ１５を評価装置２から数
値制御部８の計数器１４に出力し、この計数器１４が一
定値にセットされる。 −パルス発生器１０が動作し、後続計数器１１が始動す
る。 −比較器１２が絶対値計数器４と後続計数器１１の間の
同一状態を確認するまで、互いに　９０　°位相のずれ
た矩形波信号Ｓ１２，Ｓ１３を評価装置２から計数器１
４に出力する。

【００２０】この増分式位置測定系を用いると、特に簡
単に任意の桁で絶対零位置にセットできる。例えば、目
盛板として多数の基準マークを備えた測長目盛板を使用
すると、任意の基準マークに絶対零位置を付属させるこ
とができる。これに対して、前記選択された基準マーク
を読み取ると、絶対値計数器４と後続計数器１１はリセ
ット信号Ｓ１６によって零にセットされる。これ等の基
準マークを選択することは、論理制御回路９に基準信号
Ｓ１８に論理アンドで結合する参照信号Ｓ１７が出力す
ることによって行われる。参照信号Ｓ１７は好ましくは
参照隅に接触することによって発生する。リセット信号
Ｓ１６は、参照信号Ｓ１７と基準信号Ｓ１８が同時に制
御論理回路９に入力した時のみ出力する。

【００２１】数値制御部８の計数器１４がセットの時ま
たは絶対零位置を検出した場合に、主として零である一
定値にセットされる。しかし、この値は数値制御部８の
絶対零位置が位置測定系の絶対零位置に一致しない場合
、零からずれてもよい。

【００２２】同じ方法は、基準マークを備えた目盛円板
を走査する場合にも利用できる。ここでは、基準マーク
は一定数の回転後、参照信号Ｓ１７が現れた場合、絶対
零位置として確認される。

【００２３】絶対値計数器４は、主として二つの計数器
で構成される。回転計を位置測定系として使用する場合
、回転を検出する計数器と一回の回転内の位置を検出す
る計数器とが装備されている。測長測定系の場合には、
第一計数器で基準マークの数を、また第二計数器でこれ
等の基準マークの間の位置を検出することができる。

【００２４】表示信号Ｓ５で動作様式を監視装置７から
制御論理回路９に通報することは既に詳しく説明した。 監視装置７が非常運転を検知した場合、制御論理回路９
と評価装置２によって、準備信号Ｓ１９が数値制御部８
に導入される。この数値制御部８または計数器１４も同
様に、位相のずれた矩形波信号Ｓ１２，Ｓ１３の受信準
備が生じると、準備信号Ｓ２０と共に評価装置２に通報
する。準備信号Ｓ１９とＳ２０が生じた時のみ、正規運
転に切り替わると特に有利である。この場合、両方の準
備信号Ｓ１９とＳ２０が一つの信号導線に生じる。従っ
て、この信号導線は例えばオープンコレクター回路で双
方向に動作される。

【００２５】

【発明の効果】この発明によって得られる利点は、特に
主電源が故障した後でも、相対位置が再び正確にであり
、簡単な手段で、外部ユニットに出力できる点にある。 従って、外部ユニットのインターフェースを単純に形成
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による実施例のブロック回路図である
。

【符号の説明】

１　　　　走査装置 ２　　　　評価装置 ３　　　　方向識別器 ４　　　　絶対値計数器 ５　　　　主電源 ６　　　　非常用電源 ７　　　　監視装置 ８　　　　数値制御部 ９　　　　制御論理回路 １０　　　　パルス発生器 １１　　　　後続計数器 １２　　　　比較器 １３　　　　装置 １４　　　　外部計数器

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　互いに位相のずれた周期走査信号を発
   生させる走査装置で目盛板の目盛を走査し、計数信号を
   形成する評価装置にこれ等の走査信号を導入して、二つ
   の物体の相対位置を測定する増分式位置測定系において
   、評価装置（２）と走査装置（１）が主電源（５）と非
   常用電源（６）に接続していて、主電源（６）の電圧を
   検査し、所定の電圧値以下で評価装置（２）を正規運転
   から非常運転に切り換える監視装置（７）が設けてあり
   、正規運転と非常運転で走査信号（Ｓ１，Ｓ２）を計数
   信号（Ｓ３，Ｓ４）を形成する方向識別器（３）に導入
   し、計数信号（Ｓ３，Ｓ４）を絶対値計数器（４）中で
   方向に応じて計数し、絶対値計数器（４）に正規運転で
   動作し、絶対値計数器の計数状態に応じて互いに位相の
   ずれた矩形波信号（Ｓ１２，Ｓ１３）を形成し、評価装
   置（２）の出力端に出力させる回路素子（１０，１１，
   １２，１３）が付属し、非常運転でこれ等の回路素子（
   １０，１１，１２，１３）が非動作になり、評価装置（
   ２）の出力端に位相のずれた矩形波信号（Ｓ１２，Ｓ１
   ３）が出力しない、ことを特徴とする増分式位置測定装
   置。
2. 【請求項２】　　評価装置（２）に更に準備信号（Ｓ２
   ０）が外部装置（８，１４）から入力すると、非常運転
   に切り替わり、その場合外部装置（８，１４）に矩形波
   信号（Ｓ１２，Ｓ１３）を導入できることを特徴とする
   請求項１に記載の増分式位置測定装置。
3. 【請求項３】　　絶対値計数器（４）には、計数信号（
   Ｓ７，Ｓ８）をパルス発生器（１０）から導入できる後
   続計数器（１１）が付属していて、比較器（１２）中で
   絶対値計数器（４）の計数状態が後続計数器（１１）の
   計数状態と比較され、後続計数器（１１）あるいはパル
   ス発生器（１０）に後続計数器（４）の出力信号（Ｓ１
   ０，Ｓ１１）およびハルス発生器（１０）の計数信号（
   Ｓ７，Ｓ８）から位相のずれた二つの矩形波信号（Ｓ１
   ２，Ｓ１３）を形成する装置（１３）が後続しているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の増分式位置測定装置。
4. 【請求項４】　　非常運転から正規運転への切換は、主
   電源（５）が所定の電圧値に再び達するか、あるいはそ
   の値以上になったことを監視装置（７）が任期した時、
   行われ、切換後にはパルス発生器（１０）が後続計数器
   （１１）と絶対値計数器（４）の計数状態の間の比較結
   果に応じて計数信号（Ｓ７，Ｓ８）を後続計数器（１１
   ）に出力し、これ等の計数信号（Ｓ７，Ｓ８）または後
   続計数器（１１）の出力信号（Ｓ１０，Ｓ１１）が互い
   に　９０　°位相のずれた矩形波信号（Ｓ１２，Ｓ１３
   ）を形成する装置（１３）に導入されることを特徴とす
   る請求項３に記載の増分式位置測定装置。
5. 【請求項５】　　評価装置（２）は表示信号（Ｓ５）を
   監視装置（７）から導入される制御論理回路（９）を保
   有し、この表示信号は正規運転あるいは非常運転に切り
   換えるか否かを表示することを特徴とする請求項１〜４
   のいずれか１項に記載の増分式位置測定装置。
6. 【請求項６】　　非常運転から正規運転に切り換えるこ
   とを認識した場合、後続計数器（１１）に零にするリセ
   ット信号（Ｓ１４）が導入され、パルス発生器（１０）
   が制御信号（Ｓ６）によって作動することを特徴とする
   請求項５に記載の増分式位置測定装置。
7. 【請求項７】　　制御論理回路（９）は、正規運転から
   非常運転に切り換えることを認識した場合、パルス発生
   器（１０）にこのパルス発生器（１０）を止める制御信
   号（Ｓ６）を導入することを特徴とする請求項５に記載
   の増分式位置測定装置。
8. 【請求項８】　　制御論理回路（９）には基準信号（Ｓ
   １８）と参照信号（Ｓ１７）を導入でき、基準信号（Ｓ
   １８）と参照信号（Ｓ１７）が同時に発生した場合、絶
   対値計数器（４）と後続計数器（１１）を零にセットす
   るリセット信号（Ｓ１６）を出力することを特徴とする
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の増分式位置測定装
   置。
9. 【請求項９】　　基準信号（Ｓ１８）と参照信号（Ｓ１
   ７）が同時に発生した場合、評価装置（２）から零パル
   ス（Ｓ１５）が出力されることを特徴とする請求項８に
   記載の増分式位置測定装置。
10. 【請求項１０】　　前記零パルス（Ｓ１５）は、それに
    よって所定値にセットされる外部計数器（１４）に導入
    されることを特徴とする請求項９に記載の増分式位置測
    定装置。
11. 【請求項１１】　　この評価装置（２）に走査装置（１
    ）の基準信号（Ｓ１８）が出力し、同時に絶対値計数器
    （４）が計数状態０を有する時、評価装置（２）の出力
    端に外部計数器（１４）をセットする零パルス（Ｓ１５
    ）が出力することを特徴とする請求項１〜１０のいずれ
    か１項に記載の増分式位置測定装置。
12. 【請求項１２】　　外部計数器（１４）は数値制御部（
    ８）に付属していて、この制御部（８）には評価装置（
    ２）から準備信号（Ｓ１９）を導入でき、この信号は非
    常運転であるか正規運転であるかを出力することを特徴
    とする請求項１０に記載の増分式位置測定装置。
13. 【請求項１３】　　非常運転の後、主電源（５）の電圧
    が再び所定電圧レベルに達し、更に準備信号（Ｓ２０）
    が外部装置（７）から供給されたことを確認した後、以
    下の方法過程が行われる、即ち ａ）　監視装置（７）が制御論理回路（９）に表示信号
    （Ｓ５）を出力し、 ｂ）　制御論理回路（９）が後続計数器（１１）にリセ
    ット信号（Ｓ１４）を出力し、この計数器をそれによっ
    て零にセットし、 ｃ）　零パルス（Ｓ１５）を評価装置（２）から外部装
    置（８，１４）に出力し、 ｄ）　パルス発生器（１０）を作動させ、後続計数器（
    １１）を始動させ、 ｅ）　後続計数器（１１）の計数状態が、絶対値計数器
    （４）の計数状態になるまで、互いに　９０　°位相の
    ずれた二つの矩形波信号（Ｓ１２，Ｓ１３）を形成する
    、ことを特徴とする請求項３に記載の増分式位置測定系
    。
14. 【請求項１４】　　非常運転では、走査ユニット（１）
    と評価装置（２）は周期駆動されることを特徴とする請
    求項１に記載の増分式位置測定系。