JPS6166113A - 変位検出装置の異常検出方法及び回路 - Google Patents
変位検出装置の異常検出方法及び回路Info
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- JPS6166113A JPS6166113A JP18782284A JP18782284A JPS6166113A JP S6166113 A JPS6166113 A JP S6166113A JP 18782284 A JP18782284 A JP 18782284A JP 18782284 A JP18782284 A JP 18782284A JP S6166113 A JPS6166113 A JP S6166113A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、変位検出装置の異常検出回路及び回路に係り
、特に、直線型変位測定機に用いるのに好適な、第１検
知体と第２検知体とを相対移動せしめて、相互に位相が
ずれた複数のアナログ検出信号を発生させ、該アナログ
検出信号をパルス化して、そのパルス数を計数すること
により、２つの検知体間の相対移動変位量を求めるよう
にした変位検出装置の異常検出方法及び回路の改良に関
する。 ［従来の技術］ 一般に、物体の長さ等を測定する測長器、例えばノギス
やマイタロメータにおいて、その本体に対する測定子の
移動ｌ、コラムに対するスライダの移動量等のように、
相対移動するものの移動量を測定する場合、例えば、光
源、光学格子を有するメインスケール、所定のピッチず
れを持った複数の光学格子を有するインブラタススケー
ル及び受光素子からなるエンコーダを副長器本体に組込
み、前記メインスケールとインブラタススケールとを相
対移動せしめて、その光量変化に応じて、相互に位相が
ずれた２つのアナログ検出信号を発生させ、該アナログ
検出信号をパルス化して、そのパルス数を計数すること
により、メインスケールとインデックススケール間の相
対移動変位量を求めるようにした、いわゆる光学式変位
検出装置が知られている。この光学式変位検出装置は、
高精度の検出が可能であり、且つ、デジタル表示により
読取りが容易であることから、広く採用されている。 このような変位検出装置における異常検出は重要であり
、特に、機器の高精度化に伴って、例えば工作機械のフ
ィードバック系に採用される等、オンラインで使用され
る場合には、その製品保証等から検出の是否は厳しく管
理されなければならない。 一般に、前記のような変位検出装置、例えば光学式変位
検出装置の異常としては、光源の故障、断線、レンズや
光学格子の汚れ、位１ずれ、電源電圧変動等の検出器自
体に起因するもの、断線、分割ミス、ノイズの混入、電
子部品破損等のエンコーダに起因するもの、及びその他
カウンタ、表示器等に起因するもの等が考えられる。 このうち、エンコーダ以降の電気信号を監視するものと
しては、従来から、アナログ検出信号を計数のためのパ
ルス信号に変換した後に基準クロックパルスと対比させ
、その異常パルスを発見する方法や、アナログ検出信号
のレベル低下を監視する方法が提案されている。
、特に、直線型変位測定機に用いるのに好適な、第１検
知体と第２検知体とを相対移動せしめて、相互に位相が
ずれた複数のアナログ検出信号を発生させ、該アナログ
検出信号をパルス化して、そのパルス数を計数すること
により、２つの検知体間の相対移動変位量を求めるよう
にした変位検出装置の異常検出方法及び回路の改良に関
する。 ［従来の技術］ 一般に、物体の長さ等を測定する測長器、例えばノギス
やマイタロメータにおいて、その本体に対する測定子の
移動ｌ、コラムに対するスライダの移動量等のように、
相対移動するものの移動量を測定する場合、例えば、光
源、光学格子を有するメインスケール、所定のピッチず
れを持った複数の光学格子を有するインブラタススケー
ル及び受光素子からなるエンコーダを副長器本体に組込
み、前記メインスケールとインブラタススケールとを相
対移動せしめて、その光量変化に応じて、相互に位相が
ずれた２つのアナログ検出信号を発生させ、該アナログ
検出信号をパルス化して、そのパルス数を計数すること
により、メインスケールとインデックススケール間の相
対移動変位量を求めるようにした、いわゆる光学式変位
検出装置が知られている。この光学式変位検出装置は、
高精度の検出が可能であり、且つ、デジタル表示により
読取りが容易であることから、広く採用されている。 このような変位検出装置における異常検出は重要であり
、特に、機器の高精度化に伴って、例えば工作機械のフ
ィードバック系に採用される等、オンラインで使用され
る場合には、その製品保証等から検出の是否は厳しく管
理されなければならない。 一般に、前記のような変位検出装置、例えば光学式変位
検出装置の異常としては、光源の故障、断線、レンズや
光学格子の汚れ、位１ずれ、電源電圧変動等の検出器自
体に起因するもの、断線、分割ミス、ノイズの混入、電
子部品破損等のエンコーダに起因するもの、及びその他
カウンタ、表示器等に起因するもの等が考えられる。 このうち、エンコーダ以降の電気信号を監視するものと
しては、従来から、アナログ検出信号を計数のためのパ
ルス信号に変換した後に基準クロックパルスと対比させ
、その異常パルスを発見する方法や、アナログ検出信号
のレベル低下を監視する方法が提案されている。
しかしながら、前者は、検出装置の運転状態がまちまち
であることから確実性に欠（ｆ、後者も不充分であると
いう問題点を有していた。 又、従来の方法は、いずれも、エンコーダ以後の電気信
号を監視するものであり、使用者側の取付は直し、分解
組立て等の作業も伴って、実際に発生することが多い検
出器側に起因する異常を検出することができないという
問題点を有していた。 このような問題点を解消するべく、各相アナログ信号を
計数用のパルス信号とは別に処理して、アナログ検出信
号の位相や振幅の異常を検出することが考えられるが、
この場合には、アナログ検出信号に手を加えてしまうた
め、構成が複雑となるだけでなく、アナログ検出信号に
手を加える際に異常を発生する恐れがあった。 （発明の目的］ 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、アナログ検出信号に手を加えたり、計数用パルス
化後のパルス信号に手を加えることなく、多くの故障原
因による異常を一括して監視することができる変位検出
装置の異常検出方法を提供することを第１の目的とする
。 本発明は、又、前記本発明に係る異常検出方法が採用さ
れた変位検出装置の異常検出回路を提供することを第２
の目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は、第１検知体と第２検知体とを相対移動せしめ
て、相互に位相がずれた複数のアナログ検出信号を発生
させ、該アナログ検出信号をパルス化して、そのパルス
数を計数することにより、２つの検知体間の相対移動変
位量を求めるようにした変位検出装置の異常検出方法に
おいて、第１図にその要旨を示す如く、全てのアナログ
検出信号の共通基準レベルを挾むように設定された高レ
ベルと低レベルの間を異常検出領域とし、各相のアナロ
グ検出信号の実際のレベルが、前記異常検出領域内にあ
るか否かを、各相毎に監視して、全てのアナログ検出信
号の実際のレベルが、前記異常検出領域内にある時に、
異常有りと判定するようにして、前記第１の目的を達成
したものである。 叉、本発明の実施態様は、前記高レベルと低レベルの差
、即ち異常検出領域を、アナログ検出信号の相数が多い
稈、小さく設定するようにして、アナログ検出信号の相
数が多い場合でも、感度良く異常を検出できるようにし
たものである。 又、本発明は、第１検知体と第２検知体とを相対移動せ
しめて、相互に位相がずれた複数のアナログ検出信号を
エンコーダに発生させ、該アナログ検出信号を波形成形
回路でパルス化して１、そのパルス数を可逆カウンタで
計数することにより、２つの検知体間の相対移動変位量
を求めるようにした変位検出装置の異常検出回路におい
て、全てのアナログ検出信号の共通基準レベルを挾むよ
うに設定された高レベル電圧及び低レベル電圧を出力す
る電圧設定器と、該電圧設定器出力と前記アナログ検出
信号のレベルを比較して、アナログ検出信号のレベルが
前記高レベル電圧と低レベル電圧の間の異常検出領域内
にある時に出ノｊを弁士ずる、各相のアナログ検出信号
毎に設けられた複数の電圧比較器と、全ての電圧比較器
が出力を発生した時に、異常有りと判定する異常判定回
路とを備えることにより、前記第２の目的を達成したも
のである。 又、本発明の実施態様は、前記電圧設定器出力の高レベ
ル電圧及び低レベル電圧を可変として、機種や使用態様
等の変化に容易に対応できるようにしたものである。 又、本発明の他の実施態様は、前記電圧比較器を、スイ
ッチング作用を有するコンパレータで構成して、本発明
による処理が簡単な構成で適確に行われるようにしたも
のである。
であることから確実性に欠（ｆ、後者も不充分であると
いう問題点を有していた。 又、従来の方法は、いずれも、エンコーダ以後の電気信
号を監視するものであり、使用者側の取付は直し、分解
組立て等の作業も伴って、実際に発生することが多い検
出器側に起因する異常を検出することができないという
問題点を有していた。 このような問題点を解消するべく、各相アナログ信号を
計数用のパルス信号とは別に処理して、アナログ検出信
号の位相や振幅の異常を検出することが考えられるが、
この場合には、アナログ検出信号に手を加えてしまうた
め、構成が複雑となるだけでなく、アナログ検出信号に
手を加える際に異常を発生する恐れがあった。 （発明の目的］ 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、アナログ検出信号に手を加えたり、計数用パルス
化後のパルス信号に手を加えることなく、多くの故障原
因による異常を一括して監視することができる変位検出
装置の異常検出方法を提供することを第１の目的とする
。 本発明は、又、前記本発明に係る異常検出方法が採用さ
れた変位検出装置の異常検出回路を提供することを第２
の目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は、第１検知体と第２検知体とを相対移動せしめ
て、相互に位相がずれた複数のアナログ検出信号を発生
させ、該アナログ検出信号をパルス化して、そのパルス
数を計数することにより、２つの検知体間の相対移動変
位量を求めるようにした変位検出装置の異常検出方法に
おいて、第１図にその要旨を示す如く、全てのアナログ
検出信号の共通基準レベルを挾むように設定された高レ
ベルと低レベルの間を異常検出領域とし、各相のアナロ
グ検出信号の実際のレベルが、前記異常検出領域内にあ
るか否かを、各相毎に監視して、全てのアナログ検出信
号の実際のレベルが、前記異常検出領域内にある時に、
異常有りと判定するようにして、前記第１の目的を達成
したものである。 叉、本発明の実施態様は、前記高レベルと低レベルの差
、即ち異常検出領域を、アナログ検出信号の相数が多い
稈、小さく設定するようにして、アナログ検出信号の相
数が多い場合でも、感度良く異常を検出できるようにし
たものである。 又、本発明は、第１検知体と第２検知体とを相対移動せ
しめて、相互に位相がずれた複数のアナログ検出信号を
エンコーダに発生させ、該アナログ検出信号を波形成形
回路でパルス化して１、そのパルス数を可逆カウンタで
計数することにより、２つの検知体間の相対移動変位量
を求めるようにした変位検出装置の異常検出回路におい
て、全てのアナログ検出信号の共通基準レベルを挾むよ
うに設定された高レベル電圧及び低レベル電圧を出力す
る電圧設定器と、該電圧設定器出力と前記アナログ検出
信号のレベルを比較して、アナログ検出信号のレベルが
前記高レベル電圧と低レベル電圧の間の異常検出領域内
にある時に出ノｊを弁士ずる、各相のアナログ検出信号
毎に設けられた複数の電圧比較器と、全ての電圧比較器
が出力を発生した時に、異常有りと判定する異常判定回
路とを備えることにより、前記第２の目的を達成したも
のである。 又、本発明の実施態様は、前記電圧設定器出力の高レベ
ル電圧及び低レベル電圧を可変として、機種や使用態様
等の変化に容易に対応できるようにしたものである。 又、本発明の他の実施態様は、前記電圧比較器を、スイ
ッチング作用を有するコンパレータで構成して、本発明
による処理が簡単な構成で適確に行われるようにしたも
のである。
本発明においては、第１検知体と第２検知体とを相対移
動せしめて、相互に位相がずれた複数のアナログ検出信
号を発生させ、該アナログ検出信号をパルス化して、そ
のパルス数を計数することにより、２つの検知体間の相
対移動変位置を求めるに際して、各相のアナログ検出信
号の実際のレベルが、全てのアナログ検出信号の共通基
準レベルを挾むように設定された高レベルと低レベルの
開の異常検出領域内にある時に、異常有りと判定するよ
うにしたので、アナログ検出信号に手を加えたり、計数
用パルス化後のパルス信号に手を加えることなく、多く
の故障原因による異常を一括して監視することができる
。
動せしめて、相互に位相がずれた複数のアナログ検出信
号を発生させ、該アナログ検出信号をパルス化して、そ
のパルス数を計数することにより、２つの検知体間の相
対移動変位置を求めるに際して、各相のアナログ検出信
号の実際のレベルが、全てのアナログ検出信号の共通基
準レベルを挾むように設定された高レベルと低レベルの
開の異常検出領域内にある時に、異常有りと判定するよ
うにしたので、アナログ検出信号に手を加えたり、計数
用パルス化後のパルス信号に手を加えることなく、多く
の故障原因による異常を一括して監視することができる
。
以下、図面を参照して、本発明が採用された光学式変位
検出装置を備えた直線型変位測定１幾の実施例を詳細に
説明する。 本実施例は、第２図に示す如く、スピンドル等の測定子
（図示省略）に連結された、その変位を検出するための
、光源、メインスケール、インデックススケール及び受
光素子からなるエンコーダ１２と、必要に応じて方向弁
別回路や分割回路を含む波形成形回路１４と、該波形成
形回路１４出力の計数用パルス信号を可逆１数するカウ
ンタ１６ど、該カウンタ１６の計数値をデジタル表示に
適した信号に変換する表示器駆動）！ｉ＠１８と、該表
示器駆動装置１８によって駆動され、前記カウンタ１６
の計数値を測定１直として表示するデジタル表示器２０
と、前記カウンタ１６の計数値やデジタル表示器２０の
表示値をホールドしたり、クリアしたり、インチ−ミリ
単位の切換えを行ったりするための制御部２２とを備え
たデジタル表示式の直線型変位測定１１１０において、
計数用パルスを発生するための回路（波形成形回路１４
等）とは別個に、前記エンコーダ１２から出力される、
位相が９０’ずれた２つのアナログ検出信号Ｓａ、ｓｂ
の共通基準レベルを挾むように設定された高レベル電圧
１−ａ及び低レベル電圧Ｌｂを出力する電圧設定器３０
と、該電圧設定器３０出力と前記アナログ検出信号Ｓａ
、Ｓｂのレベルを比較して、アナログ検出信号のレベ
ルが前記高レベル電圧Ｌａと低レベル電圧Ｌｂの間の異
常検出領域Ｓ内にある時に出力を発生する、各相のアナ
ログ検出信号毎に設けられた２つの電圧比較器３２．３
３と、全ての電圧比較器３２．３３が出力を発生した時
に異常有りと判定して、警報を出力する異常判定回路３
４と、を設けたものである。 前記エンコーダ１２は、例えば第３図に詳細に示す如く
、測定子と共に移動するようにされた、その長手方向に
明暗の目盛縞１２Ｂが形成されたメインスケール１２Ａ
と、直線型変位測定機１０の本体に固定された、位相が
９０°ずれた２つのアナログ検出信号を発生させるため
の、位相が９０°ずれた２つの明暗の目＠縞１２Ｄ、１
２Ｅが形成されたインデックススケール１２Ｃと、前記
メインスケール１２Ａ及びインデックススケール１２Ｇ
に光を照射するための光源１２Ｆ、 １２Ｇと、前記メ
インスケール１２Ａ及びインデックススケール１２Ｇを
透過した光を検出して２つのアナログ検出信号Ｓａ 、
Ｓｂとするための受光素子１２Ｈ１１２，Ｊとから構成
されている。 従って、この受光素子１２Ｈ，１２Ｊは、メインスケー
ル１２Ａとインデックススケール１２Ｇの相対移動に伴
って、第４図に示す如く、互に位相が９０°ずれた２つ
のアナログ検出信号５ａ１ｓｂを弁士する。 前記電圧設定器３０は、第５図に詳細に示す如く、電源
電圧＼／ｂを分圧して、それぞれ高レベル電圧（−ａ及
び低レベル電圧Ｌｂとするための、可変抵抗器３０Ａ１
３０Ｂ、３０Ｇからなる。 前記電圧比較器３２．３３は、同じく第５図に詳細に示
す如く、前記第１の受光素子１２Ｈから入力される第１
のアナログ検出信号Ｓａと前記高レベル電圧Ｌａ又は低
レベル電圧Ｌｂをそれぞれ比較し、前記アナログ検出信
号Ｓａが高レベル電圧Ｌａ以下であるか、又は、低レベ
ル電圧Ｌｂ以上である時に高レベル信号を出力する、ス
イッチング作用を有する２つのコンパレータ３２Ａ、３
２Ｂと、前記第２の受光素子１２Ｊから入力される第２
のアナログ検出信号ｓｂと前記高レベル電圧Ｌａ又は低
レベル電圧Ｌｔｌをそれぞれ比較し、前記アナログ検出
信号Ｓｔ＋が高レベル電圧Ｌａ以下であるか、又は、低
レベル電圧Ｌｂ以上である時に高レベル信号を出力する
、同じくスイッチング作用を有する２つのコンパレータ
３３Ａ、３３Ｂとから構成されている。 前記異常判定回路３４は、同じく第５図に詳細に示す如
く、前Ｆｉ［！４個のコンパレータ３２Ａ、３＝ １２
− ２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂの出力を相互に接続した上で、抵
抗３４Ａを介して電源電圧ｖｂと接続するように構成さ
れている。従って、この異常判定回路３４の出力は、前
記４個のコンパレータ３２Ａ１３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ
の出力が全て高レベルとなった時、即ち、アナログ検出
信号Ｓａ 、Ｓｂが共に高レベル電圧１ａと低レベル電
圧Ｌｂの間の異常検出領域Ｓ内に存在する時に高レベル
となって警報を出力する。 以下、実施例の作用を説明する。 まず、正常な状態では、適切な高レベル電圧Ｌａと低レ
ベル電圧１ｂが設定されていれば、コンパレータ３２Ａ
、３２Ｂの出力ａとコンパレータ３３Ａ、３３Ｂの出力
すが同時に高レベルになることはない。従って、警報は
出力されない。 一方、スケール目盛の異常や、機械的不具合等により、
両相間に位相ずれが生じると、異常検出領域Ｓ内のタイ
ミングが遅れ又は進むため、両信号３ａ、３ｂが同期的
となり、前記出力ａ 、 ））が同時に高レベルとなっ
て、警報が出力される。又、スケールの汚れや、光学系
、電気系統の異常等により、アナログ検出信号の振幅が
小さくなると、異常検出領域Ｓ内の滞在期間が長くなる
ため、やはり前配出力ａ、ｂが同時に高レベルとなって
、警報が出力される。 本実施例における異常発生時の各部信号波形の例を第６
図に示す。図から明らかな如く、何らかの原因によりア
ナログ検出信号ｓｂに異常が生じた場合には、異常判定
回路３４の出力ａｘｂが高レベルとなるため、アナログ
検出信号Ｓａ 、 Ｓｂの位相角、振幅の異常の他、光
１１２Ｆ、１２Ｇの断線、メインスケール１２Ａやイン
デックススケール１２Ｃの汚れ、受光素子１２Ｈ１１２
Ｊの破損等によるアナログ検出信号の消滅等、あらゆる
故障を発見することができる。 故障検出の感度は、高レベル電圧１−ａと低レベル電圧
Ｌｂの差Ｓを可変抵抗器３０Ａ、３０Ｂ１３０Ｇにより
適宜設定することで、任意に選ぶことができる。 本実施例においては、電圧設定器３０における高レベル
電圧１ａ及び低レベル電圧Ｌ ｌ）が変更可能とされて
いるので、機種や使用態１！等の変化に容易に対応する
ことが可能である。 なお、各相共通の基準電圧や各和波高値をも合わせて監
視できるようにすれば、更に元電源低下等をも同時に監
視することが可能となる。 前記実施例においては、異常判定回路３４の出力により
警報を発生するようにしていたが、異常判定回路３４の
出力の利用方法はこれに限定されず、例えば直線型変位
測定機１０の出力に応じてフィードバック制御されてい
るＴ作機械へ停止命令を与えることも可能である。 なお、前記実施例においては、本発明が、９０°の位相
差を有する２つのアナログ検出信号３ａ。 ｓｂを発生する光学式の変位検出装置を備えた直線型変
位測定ｖ１１１０に適用されていたが、本発明の適用範
囲はこれに限定されない。例えば、３相以上である場合
には、その相数に比例して前記異常検出領域Ｓを狭くす
れば、より感度の高い監視を行うことができ、多相にな
っても感度が落ちることがない。又、光学式の変位検出
装置を備えた直線型変位測定機だ１号でなく、他の方式
の変位検出装置を備えた直線型変位測定機やロータリ型
の変位測定機にも同様に適用することかできる。
検出装置を備えた直線型変位測定１幾の実施例を詳細に
説明する。 本実施例は、第２図に示す如く、スピンドル等の測定子
（図示省略）に連結された、その変位を検出するための
、光源、メインスケール、インデックススケール及び受
光素子からなるエンコーダ１２と、必要に応じて方向弁
別回路や分割回路を含む波形成形回路１４と、該波形成
形回路１４出力の計数用パルス信号を可逆１数するカウ
ンタ１６ど、該カウンタ１６の計数値をデジタル表示に
適した信号に変換する表示器駆動）！ｉ＠１８と、該表
示器駆動装置１８によって駆動され、前記カウンタ１６
の計数値を測定１直として表示するデジタル表示器２０
と、前記カウンタ１６の計数値やデジタル表示器２０の
表示値をホールドしたり、クリアしたり、インチ−ミリ
単位の切換えを行ったりするための制御部２２とを備え
たデジタル表示式の直線型変位測定１１１０において、
計数用パルスを発生するための回路（波形成形回路１４
等）とは別個に、前記エンコーダ１２から出力される、
位相が９０’ずれた２つのアナログ検出信号Ｓａ、ｓｂ
の共通基準レベルを挾むように設定された高レベル電圧
１−ａ及び低レベル電圧Ｌｂを出力する電圧設定器３０
と、該電圧設定器３０出力と前記アナログ検出信号Ｓａ
、Ｓｂのレベルを比較して、アナログ検出信号のレベ
ルが前記高レベル電圧Ｌａと低レベル電圧Ｌｂの間の異
常検出領域Ｓ内にある時に出力を発生する、各相のアナ
ログ検出信号毎に設けられた２つの電圧比較器３２．３
３と、全ての電圧比較器３２．３３が出力を発生した時
に異常有りと判定して、警報を出力する異常判定回路３
４と、を設けたものである。 前記エンコーダ１２は、例えば第３図に詳細に示す如く
、測定子と共に移動するようにされた、その長手方向に
明暗の目盛縞１２Ｂが形成されたメインスケール１２Ａ
と、直線型変位測定機１０の本体に固定された、位相が
９０°ずれた２つのアナログ検出信号を発生させるため
の、位相が９０°ずれた２つの明暗の目＠縞１２Ｄ、１
２Ｅが形成されたインデックススケール１２Ｃと、前記
メインスケール１２Ａ及びインデックススケール１２Ｇ
に光を照射するための光源１２Ｆ、 １２Ｇと、前記メ
インスケール１２Ａ及びインデックススケール１２Ｇを
透過した光を検出して２つのアナログ検出信号Ｓａ 、
Ｓｂとするための受光素子１２Ｈ１１２，Ｊとから構成
されている。 従って、この受光素子１２Ｈ，１２Ｊは、メインスケー
ル１２Ａとインデックススケール１２Ｇの相対移動に伴
って、第４図に示す如く、互に位相が９０°ずれた２つ
のアナログ検出信号５ａ１ｓｂを弁士する。 前記電圧設定器３０は、第５図に詳細に示す如く、電源
電圧＼／ｂを分圧して、それぞれ高レベル電圧（−ａ及
び低レベル電圧Ｌｂとするための、可変抵抗器３０Ａ１
３０Ｂ、３０Ｇからなる。 前記電圧比較器３２．３３は、同じく第５図に詳細に示
す如く、前記第１の受光素子１２Ｈから入力される第１
のアナログ検出信号Ｓａと前記高レベル電圧Ｌａ又は低
レベル電圧Ｌｂをそれぞれ比較し、前記アナログ検出信
号Ｓａが高レベル電圧Ｌａ以下であるか、又は、低レベ
ル電圧Ｌｂ以上である時に高レベル信号を出力する、ス
イッチング作用を有する２つのコンパレータ３２Ａ、３
２Ｂと、前記第２の受光素子１２Ｊから入力される第２
のアナログ検出信号ｓｂと前記高レベル電圧Ｌａ又は低
レベル電圧Ｌｔｌをそれぞれ比較し、前記アナログ検出
信号Ｓｔ＋が高レベル電圧Ｌａ以下であるか、又は、低
レベル電圧Ｌｂ以上である時に高レベル信号を出力する
、同じくスイッチング作用を有する２つのコンパレータ
３３Ａ、３３Ｂとから構成されている。 前記異常判定回路３４は、同じく第５図に詳細に示す如
く、前Ｆｉ［！４個のコンパレータ３２Ａ、３＝ １２
− ２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂの出力を相互に接続した上で、抵
抗３４Ａを介して電源電圧ｖｂと接続するように構成さ
れている。従って、この異常判定回路３４の出力は、前
記４個のコンパレータ３２Ａ１３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ
の出力が全て高レベルとなった時、即ち、アナログ検出
信号Ｓａ 、Ｓｂが共に高レベル電圧１ａと低レベル電
圧Ｌｂの間の異常検出領域Ｓ内に存在する時に高レベル
となって警報を出力する。 以下、実施例の作用を説明する。 まず、正常な状態では、適切な高レベル電圧Ｌａと低レ
ベル電圧１ｂが設定されていれば、コンパレータ３２Ａ
、３２Ｂの出力ａとコンパレータ３３Ａ、３３Ｂの出力
すが同時に高レベルになることはない。従って、警報は
出力されない。 一方、スケール目盛の異常や、機械的不具合等により、
両相間に位相ずれが生じると、異常検出領域Ｓ内のタイ
ミングが遅れ又は進むため、両信号３ａ、３ｂが同期的
となり、前記出力ａ 、 ））が同時に高レベルとなっ
て、警報が出力される。又、スケールの汚れや、光学系
、電気系統の異常等により、アナログ検出信号の振幅が
小さくなると、異常検出領域Ｓ内の滞在期間が長くなる
ため、やはり前配出力ａ、ｂが同時に高レベルとなって
、警報が出力される。 本実施例における異常発生時の各部信号波形の例を第６
図に示す。図から明らかな如く、何らかの原因によりア
ナログ検出信号ｓｂに異常が生じた場合には、異常判定
回路３４の出力ａｘｂが高レベルとなるため、アナログ
検出信号Ｓａ 、 Ｓｂの位相角、振幅の異常の他、光
１１２Ｆ、１２Ｇの断線、メインスケール１２Ａやイン
デックススケール１２Ｃの汚れ、受光素子１２Ｈ１１２
Ｊの破損等によるアナログ検出信号の消滅等、あらゆる
故障を発見することができる。 故障検出の感度は、高レベル電圧１−ａと低レベル電圧
Ｌｂの差Ｓを可変抵抗器３０Ａ、３０Ｂ１３０Ｇにより
適宜設定することで、任意に選ぶことができる。 本実施例においては、電圧設定器３０における高レベル
電圧１ａ及び低レベル電圧Ｌ ｌ）が変更可能とされて
いるので、機種や使用態１！等の変化に容易に対応する
ことが可能である。 なお、各相共通の基準電圧や各和波高値をも合わせて監
視できるようにすれば、更に元電源低下等をも同時に監
視することが可能となる。 前記実施例においては、異常判定回路３４の出力により
警報を発生するようにしていたが、異常判定回路３４の
出力の利用方法はこれに限定されず、例えば直線型変位
測定機１０の出力に応じてフィードバック制御されてい
るＴ作機械へ停止命令を与えることも可能である。 なお、前記実施例においては、本発明が、９０°の位相
差を有する２つのアナログ検出信号３ａ。 ｓｂを発生する光学式の変位検出装置を備えた直線型変
位測定ｖ１１１０に適用されていたが、本発明の適用範
囲はこれに限定されない。例えば、３相以上である場合
には、その相数に比例して前記異常検出領域Ｓを狭くす
れば、より感度の高い監視を行うことができ、多相にな
っても感度が落ちることがない。又、光学式の変位検出
装置を備えた直線型変位測定機だ１号でなく、他の方式
の変位検出装置を備えた直線型変位測定機やロータリ型
の変位測定機にも同様に適用することかできる。
以上説明した通り、本発明によれば、アナログ検出信号
に手を加えたり、計数用パルス化後のパルス信号に手を
加えることなく、多くの故障原因による異常を一括して
監視することが可能となるという優れた効果を有する。
に手を加えたり、計数用パルス化後のパルス信号に手を
加えることなく、多くの故障原因による異常を一括して
監視することが可能となるという優れた効果を有する。
第１図は、本発明に係る変位検出装置の異常検出方法の
要旨を示す流れ図、第２図は、本発明が採用された光学
式変位検出装置を備えた直線型変位測定機の実施例の回
路構成を示すブロック線図、第３図は、前記実施例で用
いられているエンコーダの構成を示す分解斜視図、第４
図は、前記実施例における受光素子出力、即ちアナログ
検出信号の関係の例を示す縮図、第５図は、前記実施例
で用いられている、本発明に係る電圧設定器、電圧比較
器及び異常判定回路の構成を示す回路図、第６図は、前
記実施例における各部信号波形の例を示す線図である。 １０・・・直線型変位測定機、 １２・・・エンコーダ、 １２Ａ・・・メインスケール、 １２Ｇ・・・インデックススケール、 １４・・・波形成形回路、 １６・・・カウンタ、 ３０・・・電圧設定器、 ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｇ・・・可変抵抗器、１ａ・・・
高レベル電圧、 Ｌ ｂ・・・低レベル電圧、 Ｓ・・・異常検出領域、 ３２．３３・・・電圧比較器、 ３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ・・・コンパレータ、
３４・・・異常判定回路。
要旨を示す流れ図、第２図は、本発明が採用された光学
式変位検出装置を備えた直線型変位測定機の実施例の回
路構成を示すブロック線図、第３図は、前記実施例で用
いられているエンコーダの構成を示す分解斜視図、第４
図は、前記実施例における受光素子出力、即ちアナログ
検出信号の関係の例を示す縮図、第５図は、前記実施例
で用いられている、本発明に係る電圧設定器、電圧比較
器及び異常判定回路の構成を示す回路図、第６図は、前
記実施例における各部信号波形の例を示す線図である。 １０・・・直線型変位測定機、 １２・・・エンコーダ、 １２Ａ・・・メインスケール、 １２Ｇ・・・インデックススケール、 １４・・・波形成形回路、 １６・・・カウンタ、 ３０・・・電圧設定器、 ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｇ・・・可変抵抗器、１ａ・・・
高レベル電圧、 Ｌ ｂ・・・低レベル電圧、 Ｓ・・・異常検出領域、 ３２．３３・・・電圧比較器、 ３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ・・・コンパレータ、
３４・・・異常判定回路。
Claims (5)
- （１）第１検知体と第２検知体とを相対移動せしめて、
相互に位相がずれた複数のアナログ検出信号を発生させ
、該アナログ検出信号をパルス化して、そのパルス数を
計数することにより、２つの検知体間の相対移動変位量
を求めるようにした変位検出装置の異常検出方法におい
て、 全てのアナログ検出信号の共通基準レベルを挾むように
設定された高レベルと低レベルの間を異常検出領域とし
、 各相のアナログ検出信号の実際のレベルが、前記異常検
出領域内にあるか否かを、各相毎に監視して、 全てのアナログ検出信号の実際のレベルが、前記異常検
出領域内にある時に、異常有りと判定するようにしたこ
とを特徴とする変位検出装置の異常検出方法。 - （２）前記高レベルと低レベルの差、即ち異常検出領域
を、アナログ検出信号の相数が多い程、小さく設定する
ようにした特許請求の範囲第１項記載の変位検出装置の
異常検出方法。 - （３）第１検知体と第２検知体とを相対移動せしめて、
相互に位相がずれた複数のアナログ検出信号をエンコー
ダに発生させ、該アナログ検出信号を波形成形回路でパ
ルス化して、そのパルス数を可逆カウンタで計数するこ
とにより、２つの検知体間の相対移動変位量を求めるよ
うにした変位検出装置の異常検出回路において、 全てのアナログ検出信号の共通基準レベルを挾むように
設定された高レベル電圧及び低レベル電圧を出力する電
圧設定器と、 該電圧設定器出力と前記アナログ検出信号のレベルを比
較して、アナログ検出信号のレベルが前記高レベル電圧
と低レベル電圧の間の異常検出領域内にある時に出力を
発生する、各相のアナログ検出信号毎に設けられた複数
の電圧比較器と、全ての電圧比較器が出力を発生した時
に、異常有りと判定する異常判定回路と、 を備えたことを特徴とする変位検出装置の異常検出回路
。 - （４）前記電圧設定器出力の高レベル電圧及び低レベル
電圧が可変とされている特許請求の範囲第３項記載の変
位検出装置の異常検出回路。 - （５）前記電圧比較器が、スイッチング作用を有するコ
ンパレータで構成されている特許請求の範囲第３項記載
の変位検出装置の異常検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18782284A JPS6166113A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 変位検出装置の異常検出方法及び回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18782284A JPS6166113A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 変位検出装置の異常検出方法及び回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6166113A true JPS6166113A (ja) | 1986-04-04 |
| JPH0347684B2 JPH0347684B2 (ja) | 1991-07-22 |
Family
ID=16212839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18782284A Granted JPS6166113A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 変位検出装置の異常検出方法及び回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6166113A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009061001A1 (en) * | 2007-11-08 | 2009-05-14 | Nikon Corporation | Movable body apparatus, pattern formation apparatus and exposure apparatus, and device manufacturing method |
| JP2011164029A (ja) * | 2010-02-12 | 2011-08-25 | Mitsutoyo Corp | 光電式エンコーダ |
| US8422015B2 (en) | 2007-11-09 | 2013-04-16 | Nikon Corporation | Movable body apparatus, pattern formation apparatus and exposure apparatus, and device manufacturing method |
| JP2013190327A (ja) * | 2012-03-14 | 2013-09-26 | Omron Corp | ロータリーエンコーダの監視装置および監視方法 |
| US9013681B2 (en) | 2007-11-06 | 2015-04-21 | Nikon Corporation | Movable body apparatus, pattern formation apparatus and exposure apparatus, and device manufacturing method |
| US9256140B2 (en) | 2007-11-07 | 2016-02-09 | Nikon Corporation | Movable body apparatus, pattern formation apparatus and exposure apparatus, and device manufacturing method with measurement device to measure movable body in Z direction |
-
1984
- 1984-09-07 JP JP18782284A patent/JPS6166113A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9013681B2 (en) | 2007-11-06 | 2015-04-21 | Nikon Corporation | Movable body apparatus, pattern formation apparatus and exposure apparatus, and device manufacturing method |
| US9256140B2 (en) | 2007-11-07 | 2016-02-09 | Nikon Corporation | Movable body apparatus, pattern formation apparatus and exposure apparatus, and device manufacturing method with measurement device to measure movable body in Z direction |
| WO2009061001A1 (en) * | 2007-11-08 | 2009-05-14 | Nikon Corporation | Movable body apparatus, pattern formation apparatus and exposure apparatus, and device manufacturing method |
| US8665455B2 (en) | 2007-11-08 | 2014-03-04 | Nikon Corporation | Movable body apparatus, pattern formation apparatus and exposure apparatus, and device manufacturing method |
| US8422015B2 (en) | 2007-11-09 | 2013-04-16 | Nikon Corporation | Movable body apparatus, pattern formation apparatus and exposure apparatus, and device manufacturing method |
| JP2011164029A (ja) * | 2010-02-12 | 2011-08-25 | Mitsutoyo Corp | 光電式エンコーダ |
| JP2013190327A (ja) * | 2012-03-14 | 2013-09-26 | Omron Corp | ロータリーエンコーダの監視装置および監視方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0347684B2 (ja) | 1991-07-22 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |