JPH11281320A

JPH11281320A - 位置センス装置

Info

Publication number: JPH11281320A
Application number: JP10335398A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Watanabe; 伸一郎渡辺
Original assignee: Jasco Corp
Current assignee: Jasco Corp
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 1999-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】信号を読み込むセンサーの他に別のセンサーを
設けたり、基準位置からの信号の数をカウントする必要
を無くし、よってコストを抑え、電源ＯＮ直後に、どこ
の情報を読み取っているかの絶対位置を素早く把握し、
リミットにぶつかることのない位置センス装置を提供す
ることにある。【解決手段】相対移動可能な二つの物体３２、３６を含
み、その一方の物体３６に相対移動方向に沿って一定間
隔で相対移動量を示す複数のマークが設けられ、他方の
物体３２に該マークを検出可能なセンサー３４が設けら
れた位置センス装置において、前記マークの少なくとも
一部に絶対位置情報を付加し、前記センサー３４が相対
移動量と絶対位置情報を検出可能としたことを特徴とす
る位置センス装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、位置センス装置、
特に相対移動量と絶対位置を同一センサーで検知可能な
装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】位置センス手段は、対象物の基準位置か
らの変位量を知ることと対象物そのものを認識し、対象
物を所定の位置に配置するための自動位置決め技術など
に深く関わるものである。自動位置決め技術は、生産シ
ステムや機器の自動化にとって無くてはならない技術で
あり、製品を製造する過程、機器の作動過程において必
ず位置決めが行われる。このような状況を考えれば自動
位置決め技術が現代の機械、産業にとってどれだけ大き
なウェイトを占めているかは、想像に堅くない。言い換
えれば、現代の産業の発展は、自動位置決め技術が支え
ているといっても過言でない。

【０００３】このような自動位置決め技術の中で位置セ
ンス手段の占める割合は非常に大きく、位置決めの精度
は位置センス手段の精度によって決定するというもので
あり、一般的には、要求される位置決め精度より数倍高
い検出分解能が必要であると言われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来は位置決
め位置を示す位置情報を記した物体からセンサーによっ
て所定の位置を検知していたが、これら物体には通常の
場合、等間隔にマークが付され、相対移動中に検出した
マーク数により相対移動量を検出する装置であるため絶
対位置まではセンサーによって読みとることができなか
った。そして、情報を記された物体のどの場所の情報を
読みとっているのかを判別するため、相対移動量信号を
読み込むセンサーの他に一つの基準位置を検出する基準
位置センサーを設け、該基準位置よりの相対移動量を相
対移動量センサーによりカウントしていた。

【０００５】しかしこのような方法は、情報を記された
物体より相対移動量を読み込むセンサーの他に別の基準
位置センサーを必要とするためコストがかかってしまう
という問題があった。

【０００６】また、電源をＯＦＦにすると、再びＯＮと
したときに、センサーが物体から情報を読みとっている
場所がどこであるかを判別できなくなるために、センサ
ー或いは物体を一度、所定方向に強制移動し、例えば端
部の基準位置に戻してから相対移動センサーによって情
報を読み込み直す作業を必要とするため、起動に時間を
要し、センサー或いは物体を端部基準位置に戻す際にど
の程度移動させればよいかを機械が判断できないために
リミットスイッチに勢い良くぶつかってしまうというこ
とがあり、精密さが要求される自動位置決め装置にとっ
て悪い影響を及ぼすという問題もあった。

【０００７】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、情報を記された物体より信号を読み込むセンサーの
他に別のセンサーを設ける必要が無く、また、電源をＯ
ＦＦから再びＯＮとしたときに、どこの情報を読み取っ
ているかの絶対位置を素早く把握し得る位置センス装置
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明にかかる位置センス装置は、相対移動可能な
二つの物体を含み、その一方の物体に相対移動方向に沿
って一定間隔で相対移動量を示す複数のマークが設けら
れ、他方の物体に該マークを検出可能なセンサーが設け
られた位置センス装置において、前記マークの少なくと
も一部に絶対位置情報を付加し、前記センサーが相対移
動量と絶対位置情報を検出可能としたことを特徴とす
る。また、前記位置センス装置において、前記絶対位置
情報は、相対移動方向に長さの異なる検出可能域よりな
ることが好適である。

【０００９】

【発明の実施形態】前述したように自動位置決め技術に
は、位置センス手段が深く関わっている。自動位置決め
技術は、図１に示したようなシステム系で構成されてい
る。同図にあるように自動位置決めシステム系２は、位
置決め対象物１２を所望位置に移動するための指令値１
４を制御系１６に入力する。制御系１６は指令値１４及
び位置センサー１８によって制御系１６にフィードバッ
クされる位置決め対象物１２の現在位置に基づいて、駆
動機構系２０を駆動させ、位置決め対象物１２を移動さ
せる。その後、位置センサー１８により、再度、位置決
め対象物１２の位置を検知し、その位置を制御系１６に
フィードバックして、制御系１６は位置決め対象物１２
の現在位置と指令値１４をもとに駆動機構系２０を駆動
させるというフィードバックループを持った構成をして
いる。

【００１０】このシステム系の中で本発明の位置センス
装置が用いられるのは、位置センサー１８及び位置決め
対象物１２である。或いはまた、位置決め対象物１２そ
ものではなく位置決め対象物１２の所定の位置情報が記
された物体からセンサーによって位置決め対象物１２の
位置情報を読み取る制御系１６、或いは指令値１４に組
み込まれている場合もあり、本発明はこういったケース
も含む。

【００１１】本発明は、物体上に記された検知すべき情
報を読みとりながら、物体全体の中のどの構造部分の情
報を読みとっているかの絶対位置情報を同時に同一セン
サーで検知することを特徴とする。

【００１２】図２はセンサーによって情報の記された物
体から位置情報を読み取ったときの検知信号の波形図で
ある。同図（ａ）における波形図が本発明を用いたもの
であり、同図（ｂ）は従来の検知信号の波形図であり、
（ａ）、（ｂ）共に示される波形、、の立ち上が
り部分Ｍ₁、Ｍ₂、Ｍ₃が、相対移動量を示す位置情報を
検知していることを示している。

【００１３】この図において、（ｂ）はＭ₁、Ｍ₂、Ｍ₃
の相対移動量を示す位置情報を読み取ることができてい
るが、それぞれＭ₁、Ｍ₂、Ｍ₃が、全体の中のどの位置
情報であるかという絶対位置は検知信号が同じなために
識別はできない。

【００１４】これに対して図２（ａ）は、ピーク、
、の検知信号の立ち上がり部分Ｍ₁、Ｍ₂、Ｍ₃によ
って相対移動量を示す位置情報を検知できることは
（ｂ）と同じであるが、（ａ）の場合は、ピーク、
、の検知信号の長さＰ₁、Ｐ₂、Ｐ₃によってＭ₁、Ｍ
₂、Ｍ₃が全体の中のどの相対移動量を示す位置情報を読
み取っているのかという絶対位置も同一センサーによっ
て識別することができている。

【００１５】このように本発明を用いれば、相対移動量
を示す位置情報が記された物体から情報を読み取りなが
ら、同時にその情報が相対移動量を示す位置情報が記さ
れた物体のどこに記されている情報なのかという物体に
おける絶対位置も同一のセンサーによって読み取ること
が可能である。逆に、今、相対移動量を示す位置情報が
記された物体のどの場所から情報を読み込んでいるのか
ということからセンサーの位置も識別できる。以下に、
本発明を実際に機器に用いた例を挙げて、更に詳しく説
明する。

【００１６】

【実施例】［実施例１］図３、及び図４は波長スキャン
に本発明を適用した例である。図３は、被測定光を分光
し、その分光光から各主要な波長の強度を測定できる発
光分光器の概略図である。

【００１７】被測定光供給源２２は、ここでは定義しな
いが水素炎イオン化検出法を実施できるトーチ体や、試
料を化学発光させる装置などの、何らかの原子や物質の
同定のために発光現象を起こさせる機構である。この被
測定光供給源２２より放射される被測定光は、カップリ
ングミラー２４によって集光され、スリット２６を通過
し、フォログラフィー回折格子２８に向けられ分光され
る。

【００１８】このようにして各波長毎に分光された被測
定光は、点線で囲まれた検出部３０によって各波長ごと
の強度を測定し、その結果に基づき物質や原子を同定す
るのである。

【００１９】図４は、図３における検出部３０の拡大説
明図である。図３において点線で囲まれた検出部３０
は、各波長の光の強度を測定する一つの検出器３２と、
検出器３２に接続された物体から情報を検知するセンサ
ー３４と、一定距離ごとに校正点の位置情報を備えた物
体３６と、検出器３２を各波長の光を測定できるように
移動させる駆動部３８を備えている。

【００２０】駆動部３８は、ステップモーター４０、ネ
ジ棒４２、ステップモーターとネジ棒を連結するジョイ
ント４４からなっており、検出器３２とネジ棒４２は螺
合して接続されているので、ステップモーター４０を駆
動することで検出器３２を左右に移動させることが可能
である。

【００２１】本実施例では、センサー３４は、一定距離
ごとに校正点の位置情報を備えた物体３６と接触するこ
とで位置情報を読み取る形式のものである。一定距離ご
とに校正点の位置情報を備えた物体３６は、図４に示さ
れたような形状をしており、平板状の板の上に情報発生
板、、を設けることによって校正点の位置の情報
を表している。

【００２２】検出器３２は、一定のスピードでステップ
モーター４０が駆動することで各波長の光の強度を順次
測定して行くことができる。ステップモーター４０はパ
ルス電流によって駆動するため、同じパルス数の電流で
ほぼ同じ距離だけ検出器３２を移動させることができる
が、正確に距離と電流のパルス数とが一致するわけでな
く微妙に誤差が生じる。

【００２３】この情報発生板、、はその左端
Ｍ₁、Ｍ₂、Ｍ₃が、１００パルス分の電流によって移動
しているべき位置を示している。このためパルス数が１
００とは異なる数でこの信号を検知したときには、電流
のパルス数と移動距離に微妙な誤差を生じていることが
判明し、即座に校正することができる。

【００２４】そしてその位置情報発生板、、の長
さＡ、Ｂ、Ｃ、つまりセンサー３４を移動したときの位
置情報発生板とセンサー３４との検出時間の長さが、そ
の信号が示す位置が、位置情報を示す物体のどの位置に
あたるのかの絶対位置情報を示している。また一定距離
ごとに校正点の位置情報を備えた物体３６上の絶対位置
が判ることで、予め絶対位置を表す信号の長さＡ、Ｂ、
Ｃとその信号が表す位置で測定できる波長を対応させて
けば、信号の長さＡ、Ｂ、Ｃからその位置で測定してい
る波長も即座に判明できるし、特定の波長のみを測定し
たい場合でもすぐにその測定位置を見つけだすことが可
能である。

【００２５】本発明において特徴的なことは、上述した
ような絶対位置の検知や任意の測定位置の割り出しをた
だ一つのセンサーのみで行えることである。更に電源を
ＯＮ直後に現在地がすぐに判明できる。その確認方法を
説明する。まず図４にあるように一定距離ごとに校正点
の位置情報を備えた物体３６は右端が必ず位置情報発生
板があり、左端には位置情報発生板がない状態となって
いる。今、説明のために、位置情報発生板がある時を
「板あり」、無い時を「板なし」と呼ぶことにする。

【００２６】電源をＯＮ直後にセンサー３４が「板な
し」を検知したら必ず右端近くでないことが判明するの
で、センサー３４を右に移動させることができる。右に
移動させて行けば必ず「板あり」が検知されるからその
信号の長さを測定すれば現在位置を特定できる。

【００２７】逆に電源をＯＮ直後にセンサー３４が「板
あり」を検知したら必ず左端近くでないことが判明する
ので、センサー３４を左に移動させることができる。左
に移動させて行けば必ず「板なし」が検知されるから、
その時点で右に移動させて行き、電源ＯＮ直後に検知し
ていた「板あり」信号の長さを測定すれば現在位置を特
定できる。

【００２８】ところで信号の長さを検知するのが一番右
端の「板あり」であった場合、右端のリミットにぶつか
ってしまうことがないようにしなければならないが、こ
れは簡単に解決できる。「板あり」を検知しその長さを
右に移動しながら確認して行く。図４に表されているよ
うに、右端の信号の長さＣは、位置情報発生板の中で
一番長くなっている。そこで「板あり」信号の長さを検
知して行き、位置情報発生板の表す信号の長さＢを過
ぎてもまだ「板あり」を検知しているときは信号であ
ることは容易に判明するから、この時点でセンサー３
４、つまりは検出器３２の移動を止めることができるの
で本発明を用いればリミットにぶつかることもない。

【００２９】このように本発明を用いることによって、
電源をＯＮ直後でも即座に、一つのセンサーのみで現在
位置を確認することができ、その過程でリミットにぶつ
かることがない。

【００３０】［実施例２］図５は実施例１の検出部とほ
ぼ同じ構成を持つが、駆動部が一般的なモーターによっ
て駆動する場合の機構を示したものである。実施例１に
ある検出部との構成の違いは、モーター４６と校正点及
び位置情報を備えた物体４８だけである。校正点及び位
置情報を備えた物体４８は図５にあるように校正点と物
体中の絶対位置を示す信号、、の他に、櫛の歯状
の信号を等間隔に備えている。

【００３１】この櫛の歯状の信号はステップモーターを
用いた際のパルス駆動電流と同じ役目を果たし、連続的
に流れる電流により、やはり連続で駆動し続けるモータ
ー４６による検出器３２の移動量がこの信号によって判
るようになっている。

【００３２】校正点は櫛の歯状信号１００個分の距離を
移動したときに校正点の左端を検知するように校正点を
置くことにより、物体のどの場所から情報を検知してい
るのか、及び自分はどの場所にいるのかといった情報を
同時に検知可能となっている。

【００３３】このように構成された図５記載の装置も、
測定している波長も即座に判明できるし、特定の波長の
みを測定したい場合でもすぐにその測定位置を見つけだ
すことが可能であり、絶対位置の検知や任意の測定位置
の割り出しをただ一つのセンサーのみで行うことができ
る。また櫛の歯状信号を「板なし」と見なすことによっ
て実施例１同様の方法を用いることで、電源をＯＮ直後
に現在地がすぐに判明できる。

【００３４】なお本実施例では、接触することで検知す
るセンサーを、位置情報を記した物体として、平板の上
に位置情報発生板を設けたものを使用しているが、本発
明はこれに限られるものでなく、位置情報を記した物体
と、そこから情報を検知するセンサーによって、物体の
中の位置情報を読み取りながら、その情報が記されてい
る場所の絶対位置を同一センサーにより検知できるよう
に構成されていることを要件とするものであり、光セン
サや磁気センサ、静電容量型センサなどであっても良
い。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明を用いれ
ば、相対移動量を示す位置情報を記された物体から位置
情報を読み込みながら、同時に物体のどの部分の位置情
報を読み込んでいるのかという絶対位置も判るで、相対
移動量を示す位置情報を記された物体より信号を読み込
むセンサーの他に別のセンサーを設けたり、基準位置よ
りいくつめの信号であるかをカウントする必要が無く、
それによってコストが抑えられ、また、電源をＯＦＦか
ら再びＯＮとしたときに、どこの情報を読み取っている
かの絶対位置を素早く把握することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動位置決めシステム系の説明図である。

【図２】センサーによって物体からある位置情報を読み
取ったときの検知信号の波形図である。

【図３】各主要な波長の強度を測定できる分光スペクト
ロメータの概略図である。

【図４】図３における検出部の拡大説明図である。

【図５】図４における検出部に一般的なモーターを適用
した場合の説明図である。

【符号の説明】

２：自動位置決めシステム系１２：位置決め対象物１４：指令値１６：制御系１８：位置センサー２０：駆動機構系２２：被測定光供給源２４：カップリングミラー２６：スリット２８：フォログラフィー回折格子３０：検出部３２：検出器３４：センサー３６：校正点の位置情報を備えた物体３８：駆動部４０：ステップモーター４２：ネジ棒４４：ジョイント４６：モーター４８：校正点及び位置情報を備えた物体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相対移動可能な二つの物体を含み、その
一方の物体に相対移動方向に沿って一定間隔で相対移動
量を示す複数のマークが設けられ、他方の物体に該マー
クを検出可能なセンサーが設けられた位置センス装置に
おいて、前記マークの少なくとも一部に絶対位置情報を付加し、
前記センサーが相対移動量と絶対位置情報を検出可能と
したことを特徴とする位置センス装置。
【請求項２】請求項１記載の装置において、前記絶対位置情報は、相対移動方向に長さの異なる検出
可能域よりなることを特徴とする位置センス装置。