JPH06194111A - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
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- JPH06194111A JPH06194111A JP4344902A JP34490292A JPH06194111A JP H06194111 A JPH06194111 A JP H06194111A JP 4344902 A JP4344902 A JP 4344902A JP 34490292 A JP34490292 A JP 34490292A JP H06194111 A JPH06194111 A JP H06194111A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ２つの磁気スケールにより相対位置と絶対位
置とを容易に計測する。 【構成】 深さＭ1、Ｍ2で形成された弱磁性部を所定の
ピッチで配設したメインスケール２と、これらピッチに
対応して磁気センサ５の出力から相対位置を演算する手
段１０と、磁気センサ５の振幅レベルを判定する手段２
０と、メインスケール２と平行に配設されて所定の位置
を境にして基準位置に対応するピッチで配設したサブス
ケール６と、このサブスケール６のピッチに対応する磁
気センサ９の出力から基準点を検出する手段２１と、こ
の基準点と直前の基準点との間隔を算出する手段２２
と、基準点に対応した絶対位置を格納する手段２４と、
振幅レベルの判定結果と基準点の間隔とから格納手段２
４の絶対位置信号を制御する手段２３と、絶対位置信号
制御手段２３が読み出す基準点の絶対位置と算出された
相対位置とから絶対位置を演算する手段２５とを備え
る。
置とを容易に計測する。 【構成】 深さＭ1、Ｍ2で形成された弱磁性部を所定の
ピッチで配設したメインスケール２と、これらピッチに
対応して磁気センサ５の出力から相対位置を演算する手
段１０と、磁気センサ５の振幅レベルを判定する手段２
０と、メインスケール２と平行に配設されて所定の位置
を境にして基準位置に対応するピッチで配設したサブス
ケール６と、このサブスケール６のピッチに対応する磁
気センサ９の出力から基準点を検出する手段２１と、こ
の基準点と直前の基準点との間隔を算出する手段２２
と、基準点に対応した絶対位置を格納する手段２４と、
振幅レベルの判定結果と基準点の間隔とから格納手段２
４の絶対位置信号を制御する手段２３と、絶対位置信号
制御手段２３が読み出す基準点の絶対位置と算出された
相対位置とから絶対位置を演算する手段２５とを備え
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、油圧シリンダのピスト
ンロッドなどアクチュエータのストローク位置を高精度
で検出する装置の改良に関する。
ンロッドなどアクチュエータのストローク位置を高精度
で検出する装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】油圧シリンダのピストンロッドなどのス
トローク位置を検出する装置として、ピストンロッドの
表面に軸方向の一定の間隔で弱磁性部を形成した磁気ス
ケールを構成し、シリンダ側に取り付けた磁気センサの
検出信号がピストンロッドの変位に伴って正弦波形で変
化することを利用して、変位の増分値から分解能の高い
位置検出を行う相対位置検出型のものが知られており、
本願出願人も特開平４−１３６７１３号公報に高精度の
測定が行えるものを提案している。
トローク位置を検出する装置として、ピストンロッドの
表面に軸方向の一定の間隔で弱磁性部を形成した磁気ス
ケールを構成し、シリンダ側に取り付けた磁気センサの
検出信号がピストンロッドの変位に伴って正弦波形で変
化することを利用して、変位の増分値から分解能の高い
位置検出を行う相対位置検出型のものが知られており、
本願出願人も特開平４−１３６７１３号公報に高精度の
測定が行えるものを提案している。
【０００３】これら相対位置検出型の位置検出装置では
ストロークの絶対位置を得るためにピストンロッドの最
収縮位置などにリミットスイッチを設け、ピストンロッ
ドの先端がこのリミットスイッチを通過した位置をスト
ロークの基準点としてリセットする。このため、油圧シ
リンダを起動させる毎に最収縮位置まで変位させる必要
があった。
ストロークの絶対位置を得るためにピストンロッドの最
収縮位置などにリミットスイッチを設け、ピストンロッ
ドの先端がこのリミットスイッチを通過した位置をスト
ロークの基準点としてリセットする。このため、油圧シ
リンダを起動させる毎に最収縮位置まで変位させる必要
があった。
【０００４】このリセット動作を短縮する位置検出装置
として、実開平４−７１１１４号公報に開示されるよう
に、増分値を検出するためのメインスケールと、基準点
を計測するためのサブスケールとをそれぞれ備えて、油
圧シリンダの任意のストローク位置から２つの基準点を
通過させることにより絶対位置を得るものが知られてい
る。
として、実開平４−７１１１４号公報に開示されるよう
に、増分値を検出するためのメインスケールと、基準点
を計測するためのサブスケールとをそれぞれ備えて、油
圧シリンダの任意のストローク位置から２つの基準点を
通過させることにより絶対位置を得るものが知られてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置では使用開始時には基準点検出のためにアクチ
ュエータをストロークさせて最低２つの基準点を検出す
る必要があるが、この立ち上げ時などでは現在のストロ
ーク位置を判定できないために常時安全な側へストロー
クさせる場合があり、必ずしも近接した基準点側にスト
ロークさせていないので、リセット時間が増大すること
があるという問題があった。
来の装置では使用開始時には基準点検出のためにアクチ
ュエータをストロークさせて最低２つの基準点を検出す
る必要があるが、この立ち上げ時などでは現在のストロ
ーク位置を判定できないために常時安全な側へストロー
クさせる場合があり、必ずしも近接した基準点側にスト
ロークさせていないので、リセット時間が増大すること
があるという問題があった。
【０００６】そこで本発明は、アクチュエータのストロ
ーク方向を容易に判別するとともに、絶対位置を短時間
で設定可能な位置検出装置を提供することを目的とす
る。
ーク方向を容易に判別するとともに、絶対位置を短時間
で設定可能な位置検出装置を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、図１におい
て、所定の位置を境にして所定の異なる深さで形成され
た弱磁性部をアクチュエータの移動方向の所定のピッチ
でそれぞれ配設した第１の磁気スケールとしてのメイン
スケール２と、前記メインスケール２のピッチに対応し
て９０度の位相差をもった正弦波を出力する一対の第１
の磁気センサ５と、第１の磁気センサ５の出力から相対
位置を演算する手段１０と、第１の磁気センサ５の出力
から振幅レベルを判定する手段２０と、前記メインスケ
ール２と相対移動可能に配設されて所定の深さで形成さ
れた弱磁性部を、アクチュエータの移動方向で所定の位
置を境にして基準点に対応する所定のピッチで配設した
第２の磁気スケールとしてのサブスケール６と、このサ
ブスケール６のピッチに対応して９０度の位相差をもっ
た正弦波を出力する一対の第２の磁気センサ９と、前記
第２の磁気センサ９の出力から基準点を検出する手段２
１と、前記基準点と直前に検出した基準点との間隔を算
出する手段２２と、前記サブスケール６の基準点に対応
した絶対位置を予め格納する手段２４と、前記振幅レベ
ルの判定結果と基準点の間隔とから前記格納手段２４の
絶対位置信号を制御する手段２３と、前記絶対位置信号
制御手段２３が読み出す基準点の絶対位置と前記算出さ
れた相対位置とから絶対位置を演算する手段２５とを備
える。
て、所定の位置を境にして所定の異なる深さで形成され
た弱磁性部をアクチュエータの移動方向の所定のピッチ
でそれぞれ配設した第１の磁気スケールとしてのメイン
スケール２と、前記メインスケール２のピッチに対応し
て９０度の位相差をもった正弦波を出力する一対の第１
の磁気センサ５と、第１の磁気センサ５の出力から相対
位置を演算する手段１０と、第１の磁気センサ５の出力
から振幅レベルを判定する手段２０と、前記メインスケ
ール２と相対移動可能に配設されて所定の深さで形成さ
れた弱磁性部を、アクチュエータの移動方向で所定の位
置を境にして基準点に対応する所定のピッチで配設した
第２の磁気スケールとしてのサブスケール６と、このサ
ブスケール６のピッチに対応して９０度の位相差をもっ
た正弦波を出力する一対の第２の磁気センサ９と、前記
第２の磁気センサ９の出力から基準点を検出する手段２
１と、前記基準点と直前に検出した基準点との間隔を算
出する手段２２と、前記サブスケール６の基準点に対応
した絶対位置を予め格納する手段２４と、前記振幅レベ
ルの判定結果と基準点の間隔とから前記格納手段２４の
絶対位置信号を制御する手段２３と、前記絶対位置信号
制御手段２３が読み出す基準点の絶対位置と前記算出さ
れた相対位置とから絶対位置を演算する手段２５とを備
える。
【０００８】
【作用】したがって、アクチュエータの起動時には、メ
インスケールの弱磁性部を通過する際に第１の磁気セン
サが出力する正弦波から相対位置を算出するとともに、
サブスケールの弱磁性部を通過する際に第２の磁気セン
サが出力する正弦波の振幅レベルから基準点を検出し、
第１の磁気センサの振幅レベルを比較して基準点の位置
を判定する。さらに、算出された相対位置から直前に検
出した基準点と現在の基準点との間隔を演算する。前記
基準点における第１の磁気センサの出力の振幅レベル、
基準点の間隔、基準点の間隔の符号に基づくアクチュエ
ータの変位方向をパラメータとして絶対位置を格納する
手段のアドレスを演算し、算出されたアドレスに格納さ
れている絶対位置を現在の基準点の絶対位置としてセッ
トし、以降この基準点の絶対位置に相対変位量を加算し
たものを絶対位置として出力する。
インスケールの弱磁性部を通過する際に第１の磁気セン
サが出力する正弦波から相対位置を算出するとともに、
サブスケールの弱磁性部を通過する際に第２の磁気セン
サが出力する正弦波の振幅レベルから基準点を検出し、
第１の磁気センサの振幅レベルを比較して基準点の位置
を判定する。さらに、算出された相対位置から直前に検
出した基準点と現在の基準点との間隔を演算する。前記
基準点における第１の磁気センサの出力の振幅レベル、
基準点の間隔、基準点の間隔の符号に基づくアクチュエ
ータの変位方向をパラメータとして絶対位置を格納する
手段のアドレスを演算し、算出されたアドレスに格納さ
れている絶対位置を現在の基準点の絶対位置としてセッ
トし、以降この基準点の絶対位置に相対変位量を加算し
たものを絶対位置として出力する。
【０００９】
【実施例】図１〜３に本発明の実施例を示す。
【００１０】図２において、１は図示しない油圧シリン
ダを構成する磁性材料（強磁性部４）で形成されたピス
トンロッドで、このピストンロッド１の表面の軸方向に
は最収縮位置から全ストローク量の１／２の中心位置ま
では深さＭ1で、このストロークの中心位置から最伸長
位置までは深さＭ2でそれぞれ形成された弱磁性部３が
所定のピッチＰで配設され、これら弱磁性部３及び強磁
性部４によりメインスケール２を構成する。なお、交互
に配設される弱磁性部３及び強磁性部４の軸方向の幅
は、それぞれ１／２Ｐで形成される。
ダを構成する磁性材料（強磁性部４）で形成されたピス
トンロッドで、このピストンロッド１の表面の軸方向に
は最収縮位置から全ストローク量の１／２の中心位置ま
では深さＭ1で、このストロークの中心位置から最伸長
位置までは深さＭ2でそれぞれ形成された弱磁性部３が
所定のピッチＰで配設され、これら弱磁性部３及び強磁
性部４によりメインスケール２を構成する。なお、交互
に配設される弱磁性部３及び強磁性部４の軸方向の幅
は、それぞれ１／２Ｐで形成される。
【００１１】このメインスケール２に重複しないピスト
ンロッド１の外周には軸方向にサブスケール６が形成さ
れる。サブスケール６は所定の幅の弱磁性部７で構成さ
れるメインスケール２に対応した基準点ｈ１〜ｈ１２に
より形成され、全ストロークの１／２の中心位置を中心
とする間隔Ｌ0で基準点ｈ６、７を配設し、さらに基準
点ｈ７から最伸長位置に向けて（図中右方向）順次距離
を増大させた間隔Ｌ1〜Ｌ5で基準点ｈ８〜１２を配設す
る一方、基準点ｈ６から最収縮位置に向けて（図中左方
向）順次距離を増大させた間隔Ｌ1〜Ｌ5で基準点ｈ５〜
ｈ１を配設し、基準点ｈ１〜ｈ６と基準点ｈ７〜ｈ１２
は中心位置に対して対称に配設される。ここで、基準点
ｈ１〜ｈ１２の軸方向の幅はそれぞれＬ0／２で、所定
の深さＳの弱磁性部７で形成され、各間隔Ｌ0〜Ｌ5はＬ
0＜Ｌ1＜Ｌ2＜Ｌ3＜Ｌ4＜Ｌ5の関係を満たすとともに、
隣合う間隔の差Ｌn+1−Ｌnはメインスケール２の分解能
より大きい値に設定される。
ンロッド１の外周には軸方向にサブスケール６が形成さ
れる。サブスケール６は所定の幅の弱磁性部７で構成さ
れるメインスケール２に対応した基準点ｈ１〜ｈ１２に
より形成され、全ストロークの１／２の中心位置を中心
とする間隔Ｌ0で基準点ｈ６、７を配設し、さらに基準
点ｈ７から最伸長位置に向けて（図中右方向）順次距離
を増大させた間隔Ｌ1〜Ｌ5で基準点ｈ８〜１２を配設す
る一方、基準点ｈ６から最収縮位置に向けて（図中左方
向）順次距離を増大させた間隔Ｌ1〜Ｌ5で基準点ｈ５〜
ｈ１を配設し、基準点ｈ１〜ｈ６と基準点ｈ７〜ｈ１２
は中心位置に対して対称に配設される。ここで、基準点
ｈ１〜ｈ１２の軸方向の幅はそれぞれＬ0／２で、所定
の深さＳの弱磁性部７で形成され、各間隔Ｌ0〜Ｌ5はＬ
0＜Ｌ1＜Ｌ2＜Ｌ3＜Ｌ4＜Ｌ5の関係を満たすとともに、
隣合う間隔の差Ｌn+1−Ｌnはメインスケール２の分解能
より大きい値に設定される。
【００１２】図示しない油圧シリンダの一端にはピスト
ンロッド１の変位に伴ってメインスケール２の１ピッチ
を１周期とし、互いに９０度の位相差を備えた２相の正
弦波を出力する一対の磁気センサ５が第１の磁気センサ
として備えられ、同じく油圧シリンダ１の一端にはピス
トンロッド１の変位に伴ってサブスケール６の１ピッチ
を１周期とし、互いに９０度の位相差を備えた２相の正
弦波を出力する一対の磁気センサ９が第２の磁気センサ
として備えられる。
ンロッド１の変位に伴ってメインスケール２の１ピッチ
を１周期とし、互いに９０度の位相差を備えた２相の正
弦波を出力する一対の磁気センサ５が第１の磁気センサ
として備えられ、同じく油圧シリンダ１の一端にはピス
トンロッド１の変位に伴ってサブスケール６の１ピッチ
を１周期とし、互いに９０度の位相差を備えた２相の正
弦波を出力する一対の磁気センサ９が第２の磁気センサ
として備えられる。
【００１３】ピストンロッド１の変位に伴う磁気センサ
５の出力は、図４に示すように９０度の位相差を備えた
２相の出力信号sigＡ、sigＢとして出力され、磁気セン
サ９の出力は、図５に示すように９０度の位相差を備え
た２相の出力信号ＺA、ＺBとして出力される。
５の出力は、図４に示すように９０度の位相差を備えた
２相の出力信号sigＡ、sigＢとして出力され、磁気セン
サ９の出力は、図５に示すように９０度の位相差を備え
た２相の出力信号ＺA、ＺBとして出力される。
【００１４】磁気センサ５からの２相の出力信号sig
Ａ、sigＢは、図１に示すように、相対位置演算手段１
０に入力されて９０度の位相差をもつ２相の信号に基づ
いて相対位置を演算して位置信号演算手段２５に相対位
置信号を送出する一方、振幅レベル判定手段２０では出
力信号sigＡ、sigＢの振幅レベルからメインスケール２
の中心位置に対するストローク位置を判定する。
Ａ、sigＢは、図１に示すように、相対位置演算手段１
０に入力されて９０度の位相差をもつ２相の信号に基づ
いて相対位置を演算して位置信号演算手段２５に相対位
置信号を送出する一方、振幅レベル判定手段２０では出
力信号sigＡ、sigＢの振幅レベルからメインスケール２
の中心位置に対するストローク位置を判定する。
【００１５】磁気センサ９からの２相の出力信号ＺA、
ＺBは基準点検出手段２１に入力され、振幅レベルのピ
ーク値に基づいて後述するように基準点位置を検出し、
基準点間隔演算手段２２は検出した基準点位置と直前に
検出した基準点位置とから基準点の間隔を演算する。絶
対位置制御手段２３は算出された基準点間隔と振幅レベ
ルの判定結果とからメモリなどの記憶手段により構成さ
れる絶対位置格納手段２４に予め設定された基準点の絶
対位置を読み出し、位置信号演算手段２５は算出された
相対位置信号と読み出された基準点の絶対位置を合算し
てストロークの絶対位置を算出する。
ＺBは基準点検出手段２１に入力され、振幅レベルのピ
ーク値に基づいて後述するように基準点位置を検出し、
基準点間隔演算手段２２は検出した基準点位置と直前に
検出した基準点位置とから基準点の間隔を演算する。絶
対位置制御手段２３は算出された基準点間隔と振幅レベ
ルの判定結果とからメモリなどの記憶手段により構成さ
れる絶対位置格納手段２４に予め設定された基準点の絶
対位置を読み出し、位置信号演算手段２５は算出された
相対位置信号と読み出された基準点の絶対位置を合算し
てストロークの絶対位置を算出する。
【００１６】相対位置演算手段１０は図３に示すように
構成され、磁気センサ５の出力信号sigＡ、sigＢ相それ
ぞれのピーク値をピーク値更新・格納手段１１で各ピッ
チ毎に更新、格納するとともに、振央値演算手段１２は
これらピーク値から図４に示すようにセンサ出力sig
Ａ、sigＢの振幅の中心値である振央値cenＡ、cenＢを
それぞれ演算する。正規化係数演算手段１３はこの検出
したピーク値と振央値の差の逆数を正規化係数として演
算し、センサ出力補正手段１４は磁気センサ５の２相の
出力信号sigＡ、sigＢに正規化係数を乗じて各振幅レベ
ルの同一化が行われて出力信号が補正される。
構成され、磁気センサ５の出力信号sigＡ、sigＢ相それ
ぞれのピーク値をピーク値更新・格納手段１１で各ピッ
チ毎に更新、格納するとともに、振央値演算手段１２は
これらピーク値から図４に示すようにセンサ出力sig
Ａ、sigＢの振幅の中心値である振央値cenＡ、cenＢを
それぞれ演算する。正規化係数演算手段１３はこの検出
したピーク値と振央値の差の逆数を正規化係数として演
算し、センサ出力補正手段１４は磁気センサ５の２相の
出力信号sigＡ、sigＢに正規化係数を乗じて各振幅レベ
ルの同一化が行われて出力信号が補正される。
【００１７】精位置演算手段１５及び粗位置演算手段１
６は補正された２相のセンサ出力より特開平４−１３６
７１３号公報に開示される三角関数逆演算などにより求
める。すなわち、１／２Ｐ単位の粗位置を求める一方、
精位置演算手段１５では振央値cenＡ、cenＢとピーク値
とから１／２Ｐ間を所定数に分割した粗位置を求め、相
対位置演算手段１７は算出された精位置と粗位置を合算
することでストロークの相対位置が求められる。
６は補正された２相のセンサ出力より特開平４−１３６
７１３号公報に開示される三角関数逆演算などにより求
める。すなわち、１／２Ｐ単位の粗位置を求める一方、
精位置演算手段１５では振央値cenＡ、cenＢとピーク値
とから１／２Ｐ間を所定数に分割した粗位置を求め、相
対位置演算手段１７は算出された精位置と粗位置を合算
することでストロークの相対位置が求められる。
【００１８】一方、基準点の検出はサブスケール６の磁
気センサ９の出力信号に基づいて行われ、図５を参照し
て基準点の判定方法について説明する。
気センサ９の出力信号に基づいて行われ、図５を参照し
て基準点の判定方法について説明する。
【００１９】ピストンロッド１が変位すると磁気センサ
９の２相の出力信号ＺA、ＺBはそれぞれ図５に示すよう
に９０度の位相差をもつ正弦波として出力され、弱磁性
部７の中心位置となる各基準点では、出力信号ＺAが振
央値cenＺA（図中●印）となる。このときの出力信号Ｚ
Bはほぼ最小ピーク値となるが、弱磁性部７の深さＳの
誤差などを排除するため、出力信号ＺBが予め設定した
基準判定レベルbasＺ以下（図中斜線部）かつ出力信号
ＺAが振央値cenＺAとなるストローク位置を基準点とし
て検出する。なお、振央値及びピーク値の検出は、図３
にも示したように相対位置演算手段１０と同様の構成に
より行うことができる。
９の２相の出力信号ＺA、ＺBはそれぞれ図５に示すよう
に９０度の位相差をもつ正弦波として出力され、弱磁性
部７の中心位置となる各基準点では、出力信号ＺAが振
央値cenＺA（図中●印）となる。このときの出力信号Ｚ
Bはほぼ最小ピーク値となるが、弱磁性部７の深さＳの
誤差などを排除するため、出力信号ＺBが予め設定した
基準判定レベルbasＺ以下（図中斜線部）かつ出力信号
ＺAが振央値cenＺAとなるストローク位置を基準点とし
て検出する。なお、振央値及びピーク値の検出は、図３
にも示したように相対位置演算手段１０と同様の構成に
より行うことができる。
【００２０】ここで、検出された基準点は、後述するよ
うに直前に検出された基準点との間隔よりその位置を判
定されるが、図２にも示したように、サブスケール６に
はピストンロッド１の中心位置を軸とする対象な位置に
基準点を配設したため、検出された基準点が中心位置よ
り最収縮位置側又は最伸長位置側であるかを判定する。
うに直前に検出された基準点との間隔よりその位置を判
定されるが、図２にも示したように、サブスケール６に
はピストンロッド１の中心位置を軸とする対象な位置に
基準点を配設したため、検出された基準点が中心位置よ
り最収縮位置側又は最伸長位置側であるかを判定する。
【００２１】すなわち、図６のフローチャートに示すよ
うに、Ｓ１において基準点を検出した位置で磁気センサ
５の２相の出力信号sigＡ、sigＢを同時に読み込み、Ｓ
２ではこれら出力信号の振幅ampを次式により算出す
る。
うに、Ｓ１において基準点を検出した位置で磁気センサ
５の２相の出力信号sigＡ、sigＢを同時に読み込み、Ｓ
２ではこれら出力信号の振幅ampを次式により算出す
る。
【００２２】
【数１】
【００２３】出力信号sigＡ、sigＢは図４に示すよう
に、深さＭ1の弱磁性部３ではレベル１の振幅を、深さ
Ｍ2の弱磁性部３ではレベル２の振幅を出力するため、
出力信号の振幅レベルにより検出された基準点がストロ
ークの中心位置のどちら側にあるかを判定する。
に、深さＭ1の弱磁性部３ではレベル１の振幅を、深さ
Ｍ2の弱磁性部３ではレベル２の振幅を出力するため、
出力信号の振幅レベルにより検出された基準点がストロ
ークの中心位置のどちら側にあるかを判定する。
【００２４】Ｓ３では既知の値であるレベル１とレベル
２の中間値をしきい値として、算出された振幅ampとの
比較を行い、ampがしきい値より大きければＳ４で振幅
レベルを２に設定する一方、小さければＳ５で振幅レベ
ルを１に設定する。振幅レベルが１であれば、検出した
基準点は図２において中心位置より左側、振幅レベルが
２であれば中心位置より右側となる。
２の中間値をしきい値として、算出された振幅ampとの
比較を行い、ampがしきい値より大きければＳ４で振幅
レベルを２に設定する一方、小さければＳ５で振幅レベ
ルを１に設定する。振幅レベルが１であれば、検出した
基準点は図２において中心位置より左側、振幅レベルが
２であれば中心位置より右側となる。
【００２５】次に、基準点を判定した以降の処理を図７
のフローチャートを参照しながら説明する。なお、図７
は装置の電源を投入してから基準点の絶対位置がセット
されるまでの流れを示す。
のフローチャートを参照しながら説明する。なお、図７
は装置の電源を投入してから基準点の絶対位置がセット
されるまでの流れを示す。
【００２６】まず、Ｓ１０において、メインスケール２
の位置データをリセットした後に、図示しない駆動手段
によってピストンロッド１を伸長させ、Ｓ１１では磁気
センサ９の出力信号ＺAが振央値cenＺAかつ出力信号ＺB
がbasＺ以下であるかの判定により第１の基準点の判定
を行う。
の位置データをリセットした後に、図示しない駆動手段
によってピストンロッド１を伸長させ、Ｓ１１では磁気
センサ９の出力信号ＺAが振央値cenＺAかつ出力信号ＺB
がbasＺ以下であるかの判定により第１の基準点の判定
を行う。
【００２７】第１の基準点が検出されると、Ｓ１２では
そのときのストローク位置、すなわち、磁気センサ５の
出力信号sigＡ、sigＢに基づいて算出される相対位置を
Ｘ1に、出力信号sigＢの振幅レベルをＡ1にそれぞれ保
持する。さらにピストンロッド１を駆動させて、Ｓ１３
ではＳ１１と同様にして第２の基準点を判定する。
そのときのストローク位置、すなわち、磁気センサ５の
出力信号sigＡ、sigＢに基づいて算出される相対位置を
Ｘ1に、出力信号sigＢの振幅レベルをＡ1にそれぞれ保
持する。さらにピストンロッド１を駆動させて、Ｓ１３
ではＳ１１と同様にして第２の基準点を判定する。
【００２８】Ｓ１３で第２の基準点が検出されると、Ｓ
１４ではＳ１２と同様にして、そのときの相対位置をＸ
2に、出力信号sigＢの振幅レベルをＡ2に保持し、Ｓ１
５においてそれぞれ保持された第１及び第２の基準点の
間隔Ｌを演算する。
１４ではＳ１２と同様にして、そのときの相対位置をＸ
2に、出力信号sigＢの振幅レベルをＡ2に保持し、Ｓ１
５においてそれぞれ保持された第１及び第２の基準点の
間隔Ｌを演算する。
【００２９】Ｓ１６では前記演算した間隔Ｌの絶対値と
サブスケール６の最小間隔Ｌ0とを比較して、間隔Ｌが
最小間隔Ｌ0より大きければＳ１８の処理へ進む一方、
小さければＳ１７の処理を経由して再び第２の基準点の
検出を行う。
サブスケール６の最小間隔Ｌ0とを比較して、間隔Ｌが
最小間隔Ｌ0より大きければＳ１８の処理へ進む一方、
小さければＳ１７の処理を経由して再び第２の基準点の
検出を行う。
【００３０】間隔Ｌが最小間隔Ｌ0未満となる場合は、
ピストンロッド１の伸縮によって磁気センサ９が第１の
基準点を２回通過した状態であり、正確に絶対位置を設
定できないため，Ｓ１７において最新の基準点の相対位
置及び振幅レベルを第１の基準点のデータとしてＸ1、
Ａ1にそれぞれ転送するとともに、Ｓ１３の処理に戻
る。
ピストンロッド１の伸縮によって磁気センサ９が第１の
基準点を２回通過した状態であり、正確に絶対位置を設
定できないため，Ｓ１７において最新の基準点の相対位
置及び振幅レベルを第１の基準点のデータとしてＸ1、
Ａ1にそれぞれ転送するとともに、Ｓ１３の処理に戻
る。
【００３１】一方、Ｓ１６の判定で間隔Ｌが最小間隔Ｌ
0より大きければ、Ｓ１８において第２の基準点での振
幅レベルＡ2がレベル１であるかを判定する。すなわ
ち、検出した第２の基準点がｈ１〜ｈ６またはｈ７〜ｈ
１２のいずれかのグループに属するかを判定する。
0より大きければ、Ｓ１８において第２の基準点での振
幅レベルＡ2がレベル１であるかを判定する。すなわ
ち、検出した第２の基準点がｈ１〜ｈ６またはｈ７〜ｈ
１２のいずれかのグループに属するかを判定する。
【００３２】このＳ１８の判定でＹＥＳ、すなわち、第
２の基準点が基準点ｈ１〜ｈ６のいずれかであると判定
されてＳ２０の処理へ進む一方、ＮＯの場合には第２の
基準点がｈ７〜ｈ１２のいずれかであると判定されてＳ
１９の処理へ進む。
２の基準点が基準点ｈ１〜ｈ６のいずれかであると判定
されてＳ２０の処理へ進む一方、ＮＯの場合には第２の
基準点がｈ７〜ｈ１２のいずれかであると判定されてＳ
１９の処理へ進む。
【００３３】Ｓ１９及びＳ２０では振幅レベル及び基準
点の間隔Ｌの正負からストロークの方向を判定し、間隔
Ｌが正であればＳ２１、２３へ、負であればＳ２２、２
４へそれぞれ進む。
点の間隔Ｌの正負からストロークの方向を判定し、間隔
Ｌが正であればＳ２１、２３へ、負であればＳ２２、２
４へそれぞれ進む。
【００３４】Ｓ２１〜２４はそれぞれ分類された基準点
のグループと、ピストンロッド１の変位方向、現在の基
準点における振幅レベルとから、所定の変換係数base１
〜４をそれぞれ与えられ、現在の基準点（前記第２の基
準点）と以前の基準点（前記第１の基準点）の間隔Ｌに
所定の変換定数ｍを乗じたものに変換係数base１〜４を
加算したものが、現在の基準点の絶対位置を格納するメ
モリのアドレスＡＤとして得られる。なお、変換定数ｍ
は基準点間の間隔Ｌをメモリのアドレスに変換するため
の定数である。
のグループと、ピストンロッド１の変位方向、現在の基
準点における振幅レベルとから、所定の変換係数base１
〜４をそれぞれ与えられ、現在の基準点（前記第２の基
準点）と以前の基準点（前記第１の基準点）の間隔Ｌに
所定の変換定数ｍを乗じたものに変換係数base１〜４を
加算したものが、現在の基準点の絶対位置を格納するメ
モリのアドレスＡＤとして得られる。なお、変換定数ｍ
は基準点間の間隔Ｌをメモリのアドレスに変換するため
の定数である。
【００３５】ここで、メモリの内容は、図８のメモリマ
ップに示すように磁気センサ５の出力信号の振幅レベ
ル、ストロークの方向、変換係数base１〜４、基準点の
間隔（Ｌ0〜Ｌ5）の順位で基準点ｈ１〜ｈ１２の絶対位
置が格納されている。なお、このメモリマップにおいて
同一の基準点の絶対位置が異なるアドレスに重複して格
納されるが、各アドレスの重複する基準点の絶対位置は
必ずしも等しくなく、これは、ピストンロッド１の変位
方向によって基準点の検出位置（出力信号sigＡが振央
値cenＡと等しくなる位置）が微妙にずれるためであ
る。したがって、各基準点ｈ１〜ｈ１２の絶対位置はピ
ストンロッド１の変位方向ごとにアドレスを変えて正確
な絶対位置を格納する。
ップに示すように磁気センサ５の出力信号の振幅レベ
ル、ストロークの方向、変換係数base１〜４、基準点の
間隔（Ｌ0〜Ｌ5）の順位で基準点ｈ１〜ｈ１２の絶対位
置が格納されている。なお、このメモリマップにおいて
同一の基準点の絶対位置が異なるアドレスに重複して格
納されるが、各アドレスの重複する基準点の絶対位置は
必ずしも等しくなく、これは、ピストンロッド１の変位
方向によって基準点の検出位置（出力信号sigＡが振央
値cenＡと等しくなる位置）が微妙にずれるためであ
る。したがって、各基準点ｈ１〜ｈ１２の絶対位置はピ
ストンロッド１の変位方向ごとにアドレスを変えて正確
な絶対位置を格納する。
【００３６】Ｓ２５ではＳ２１〜２４で得られたアドレ
スＡＤに基づいて格納された絶対位置を読み出すととも
に、現在の基準点においてメモリから読み出された絶対
位置をセットするとともに、以降算出される相対位置を
加算することで絶対位置を出力することが可能となり、
図示しない油圧シリンダの制御手段はピストンロッド１
の絶対位置に基づいて所望の駆動を行うことができる。
スＡＤに基づいて格納された絶対位置を読み出すととも
に、現在の基準点においてメモリから読み出された絶対
位置をセットするとともに、以降算出される相対位置を
加算することで絶対位置を出力することが可能となり、
図示しない油圧シリンダの制御手段はピストンロッド１
の絶対位置に基づいて所望の駆動を行うことができる。
【００３７】したがって、装置の休止中にピストンロッ
ド１が油漏れなどにより変位しても、任意の基準点を少
なくとも２箇所通過すれば自動的に絶対位置を設定する
ことが可能となり、メインスケール２の弱磁性部３を、
所定の位置を境にして異なる深さで構成する一方、サブ
スケール６には所定の間隔で配設した基準点を所定の深
さに設定するとともに、隣合う基準点の間隔を異なる距
離で配設したため、メインスケール２の磁気センサ５の
出力から現在のストローク位置が所定の位置に対してど
ちら側にあるかを即座に判定することが可能となって、
少ないストローク量で検出可能な基準点の方向を判定し
て絶対位置の設定時間を短縮し、さらに、メインスケー
ル２の弱磁性部３を少なくとも１つ通過させることによ
って所定の位置に対して所望の方向、例えばピストンロ
ッド１の安全な側へ駆動させれば、装置アクチュエータ
の信頼性及び高速化を両立することが可能となる。
ド１が油漏れなどにより変位しても、任意の基準点を少
なくとも２箇所通過すれば自動的に絶対位置を設定する
ことが可能となり、メインスケール２の弱磁性部３を、
所定の位置を境にして異なる深さで構成する一方、サブ
スケール６には所定の間隔で配設した基準点を所定の深
さに設定するとともに、隣合う基準点の間隔を異なる距
離で配設したため、メインスケール２の磁気センサ５の
出力から現在のストローク位置が所定の位置に対してど
ちら側にあるかを即座に判定することが可能となって、
少ないストローク量で検出可能な基準点の方向を判定し
て絶対位置の設定時間を短縮し、さらに、メインスケー
ル２の弱磁性部３を少なくとも１つ通過させることによ
って所定の位置に対して所望の方向、例えばピストンロ
ッド１の安全な側へ駆動させれば、装置アクチュエータ
の信頼性及び高速化を両立することが可能となる。
【００３８】一方、メモリの所定のアドレスに各基準点
ｈ１〜ｈ１２の絶対位置を再設定するには、詳述はしな
いが、ピストンロッド１を図２に示す最収縮位置まで変
位させ、このときの相対位置をゼロにセットした後に、
磁気センサ５の出力信号より算出される相対位置を、磁
気センサ９からの出力信号から基準点が判定される毎に
絶対位置格納手段の所定のアドレスＡＤに設定すること
で自動的に絶対位置を設定することができる。
ｈ１〜ｈ１２の絶対位置を再設定するには、詳述はしな
いが、ピストンロッド１を図２に示す最収縮位置まで変
位させ、このときの相対位置をゼロにセットした後に、
磁気センサ５の出力信号より算出される相対位置を、磁
気センサ９からの出力信号から基準点が判定される毎に
絶対位置格納手段の所定のアドレスＡＤに設定すること
で自動的に絶対位置を設定することができる。
【００３９】ピストンロッド１の最収縮位置で相対位置
をゼロにセットするため、検出した基準点の相対位置は
絶対位置と等価となり、上記処理を行うことにより容易
かつ正確に各基準点の絶対位置を設定することができ
る。
をゼロにセットするため、検出した基準点の相対位置は
絶対位置と等価となり、上記処理を行うことにより容易
かつ正確に各基準点の絶対位置を設定することができ
る。
【００４０】図９は他の実施例を示し、前記第１の実施
例におけるサブスケール６に配設した基準点をｈ１〜ｈ
１１の１１カ所とし、シリンダロッド１のストロークの
中心位置上に基準点ｈ６を配設し、さらに、最小基準点
間隔Ｌ0を２つ備えたものであり、その他の構成は前記
第１の実施例と同様である。
例におけるサブスケール６に配設した基準点をｈ１〜ｈ
１１の１１カ所とし、シリンダロッド１のストロークの
中心位置上に基準点ｈ６を配設し、さらに、最小基準点
間隔Ｌ0を２つ備えたものであり、その他の構成は前記
第１の実施例と同様である。
【００４１】これら等間隔の間隔Ｌ0で配設された基準
点ｈ５、ｈ７の識別は、メインスケール２の弱磁性部３
の深さＭ1、Ｍ2の違いに基づく振幅レベルより前記図
６、７のフローチャートに従って容易に識別することが
できる。
点ｈ５、ｈ７の識別は、メインスケール２の弱磁性部３
の深さＭ1、Ｍ2の違いに基づく振幅レベルより前記図
６、７のフローチャートに従って容易に識別することが
できる。
【００４２】なお、上記実施例において、任意の２カ所
の基準点を検出した時点で、現在のストローク位置をメ
モリに格納された絶対位置に置き換えたが、この置き換
えは複数回行ってもよく、例えば、電源再投入時に現在
位置をメモリに格納された絶対位置に置き換えた後、基
準点の間隔を常時演算するとともに、各基準点で演算さ
れたストロークの絶対位置とメモリの格納値とを比較し
て、演算されたストローク量の絶対位置が異なっている
場合などにメモリに格納された絶対位置を読み出して置
き換えてもよい。
の基準点を検出した時点で、現在のストローク位置をメ
モリに格納された絶対位置に置き換えたが、この置き換
えは複数回行ってもよく、例えば、電源再投入時に現在
位置をメモリに格納された絶対位置に置き換えた後、基
準点の間隔を常時演算するとともに、各基準点で演算さ
れたストロークの絶対位置とメモリの格納値とを比較し
て、演算されたストローク量の絶対位置が異なっている
場合などにメモリに格納された絶対位置を読み出して置
き換えてもよい。
【００４３】また、上記実施例においてメインスケール
２の弱磁性部３の深さをＭ1、Ｍ2の２通りとし、その境
界を全ストローク量の中心位置としたが、この境界の位
置は特に限定されることはなく右より又は左よりなどで
もよく、さらにより多数の深さに分類してもよい。
２の弱磁性部３の深さをＭ1、Ｍ2の２通りとし、その境
界を全ストローク量の中心位置としたが、この境界の位
置は特に限定されることはなく右より又は左よりなどで
もよく、さらにより多数の深さに分類してもよい。
【００４４】また、上記実施例において、各基準点の間
隔Ｌを順次大きく又は小さくなるように配設したが、図
示はしないがＬ0、Ｌ5、Ｌ3、Ｌ1などのようにランダム
に配設してもよい。
隔Ｌを順次大きく又は小さくなるように配設したが、図
示はしないがＬ0、Ｌ5、Ｌ3、Ｌ1などのようにランダム
に配設してもよい。
【００４５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、アクチュ
エータが休止中に変位しても、任意の基準点を２箇所通
過すれば自動的に絶対位置を設定することが可能とな
り、第１の磁気センサの出力から現在のストローク位置
が所定の位置に対してどちら側にあるかを即座に判定す
ることが可能となって、起動時には少ないストローク量
で近接する基準点の方向を判定して絶対位置の設定時間
を短縮することが可能となり、所定の位置に対するスト
ローク位置に応じてして所望の方向、例えばアクチュエ
ータの安全な側へ駆動させれば、アクチュエータの信頼
性及び高速化を向上することができる。
エータが休止中に変位しても、任意の基準点を２箇所通
過すれば自動的に絶対位置を設定することが可能とな
り、第１の磁気センサの出力から現在のストローク位置
が所定の位置に対してどちら側にあるかを即座に判定す
ることが可能となって、起動時には少ないストローク量
で近接する基準点の方向を判定して絶対位置の設定時間
を短縮することが可能となり、所定の位置に対するスト
ローク位置に応じてして所望の方向、例えばアクチュエ
ータの安全な側へ駆動させれば、アクチュエータの信頼
性及び高速化を向上することができる。
【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例を示す磁気スケールの拡大図で
ある。
ある。
【図３】図１の相対位置演算手段を示すブロック図であ
る。
る。
【図４】各ピッチにおけるメインスケールの磁気センサ
の出力信号を示す図である。
の出力信号を示す図である。
【図５】各基準点におけるサブスケールの磁気センサの
出力信号を示す図である。
出力信号を示す図である。
【図６】振幅レベルの判定処理を示すフローチャートで
ある。
ある。
【図７】絶対位置の制御の一例を示すフローチャートで
ある。
ある。
【図８】絶対位置格納手段の内容を示す図である。
【図９】他の実施例を示す磁気スケールの説明図であ
る。
る。
２ メインスケール ３ 弱磁性部 ４ 強磁性部 ５ 磁気センサ ６ サブスケール ７ 弱磁性部 ９ 磁気センサ １０ 相対位置演算手段 ２０ 振幅レベル判定手段 ２１ 基準点検出手段 ２２ 基準点間隔演算手段 ２３ 絶対位置信号制御手段 ２４ 絶対位置格納手段 ２５ 位置信号演算手段
Claims (1)
- 【請求項１】 所定の位置を境にして所定の異なる深さ
で形成された弱磁性部をアクチュエータの移動方向の所
定のピッチでそれぞれ配設した第１の磁気スケールと、
前記第１の磁気スケールのピッチに対応して９０度の位
相差をもった正弦波を出力する一対の第１の磁気センサ
と、第１の磁気センサの出力から相対位置を演算する手
段と、第１の磁気センサの出力から振幅レベルを判定す
る手段と、前記第１の磁気スケールと相対移動可能に配
設されて所定の深さで形成された弱磁性部を、アクチュ
エータの移動方向で所定の位置を境にして基準点に対応
する所定のピッチで配設した第２の磁気スケールと、こ
の第２の磁気スケールのピッチに対応して９０度の位相
差をもった正弦波を出力する一対の第２の磁気センサ
と、前記第２の磁気センサの出力から基準点を検出する
手段と、前記基準点と直前に検出した基準点との間隔を
算出する手段と、前記第２の磁気スケールの基準点に対
応した絶対位置を予め格納する手段と、前記振幅レベル
の判定結果と基準点の間隔とから前記格納手段の絶対位
置信号を制御する手段と、前記絶対位置信号制御手段が
読み出す基準点の絶対位置と前記算出された相対位置と
から絶対位置を演算する手段とを備えたことを特徴とす
る位置検出装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04344902A JP3136012B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 位置検出装置 |
| US08/168,096 US5497083A (en) | 1992-12-24 | 1993-12-15 | Rod axial position detector including a first scale having equidistant magnetic parts and a second scale having unequally distant parts and differing field strengths |
| ITRM930842A IT1261951B (it) | 1992-12-24 | 1993-12-22 | Rivelatore della posizione assiale di un'asta, in particolare lo stelodi un pistone. |
| DE4344290A DE4344290C2 (de) | 1992-12-24 | 1993-12-23 | Axialer Positionsdetektor für eine Stange |
| KR1019930029468A KR970007064B1 (ko) | 1992-12-24 | 1993-12-24 | 로드의 축방향위치의 탐지기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04344902A JP3136012B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06194111A true JPH06194111A (ja) | 1994-07-15 |
| JP3136012B2 JP3136012B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=18372879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04344902A Expired - Fee Related JP3136012B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3136012B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6229301B1 (en) | 1997-12-22 | 2001-05-08 | Brown & Sharpe Tesa Sa | Electronic circuit and method for a dimension-measuring device |
| CN111809135A (zh) * | 2020-07-17 | 2020-10-23 | 宜昌至晟科技有限公司 | 一种可定位件及制造方法 |
| JP2021042987A (ja) * | 2019-09-06 | 2021-03-18 | 積水ハウス株式会社 | 変位計測装置及び計測システム |
-
1992
- 1992-12-24 JP JP04344902A patent/JP3136012B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6229301B1 (en) | 1997-12-22 | 2001-05-08 | Brown & Sharpe Tesa Sa | Electronic circuit and method for a dimension-measuring device |
| JP2021042987A (ja) * | 2019-09-06 | 2021-03-18 | 積水ハウス株式会社 | 変位計測装置及び計測システム |
| CN111809135A (zh) * | 2020-07-17 | 2020-10-23 | 宜昌至晟科技有限公司 | 一种可定位件及制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3136012B2 (ja) | 2001-02-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |