JPS6224726B2 - - Google Patents
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- JPS6224726B2 JPS6224726B2 JP54093169A JP9316979A JPS6224726B2 JP S6224726 B2 JPS6224726 B2 JP S6224726B2 JP 54093169 A JP54093169 A JP 54093169A JP 9316979 A JP9316979 A JP 9316979A JP S6224726 B2 JPS6224726 B2 JP S6224726B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はエンコーダ装置、特に誤差補正を行う
ことができるエンコーダ装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an encoder device, and particularly to an encoder device that can perform error correction.
従来のこの種の装置は、あらかじめ測定されて
いる累積誤差の量をカムやテンプレートの形で記
憶し、該カムをスケールとともに移動しその測定
点での誤差値を検出し、該誤差量に応じて合成量
が連続的に変化するごとく構成された位相合成回
路を用いて、累積誤差の補正を行つている(例え
ば公開特許公報52―69346)。 Conventional devices of this type store the amount of cumulative error that has been measured in advance in the form of a cam or template, move the cam along with the scale to detect the error value at that measurement point, and calculate the amount of error according to the amount of error. The accumulated error is corrected using a phase synthesis circuit configured such that the synthesis amount changes continuously (for example, Japanese Patent Publication No. 52-69346).
この種の装置は構成上、コスト上問題がある。 This type of device has problems in terms of structure and cost.
そこで、これらの欠点を克服し、比較的僅かな
電子装置を附加して、高精度の補正を行なうこと
ができるエンコーダ装置を得るために、第1図に
示した如き構成のエンコーダ装置が考えられる。
第1図では、一定ピツチの格子縞をもつガラス製
スケール1を移動自在に設け、このスケール1の
移動を変位検出器2が光電的に検出して電気的信
号に変換する。変位検出器2の出力は反転アンプ
4を用いて抵抗分割器3に接続される。尚、この
接続法については後述する。抵抗分割器3のタツ
プ出力は半導体スイツチ5の入力となり、スイツ
チ5の出力は順次トリガー回路6、パルス化回路
7、計数器8、デジタル計算機9に加えられるよ
うに接続され、計算機の出力は表示装置10に出
力表示される。尚、構成部分1,2,6,7,8
で公知の光電式リニアエンコーダを構成する。 Therefore, in order to overcome these drawbacks and obtain an encoder device that can perform highly accurate correction by adding a relatively small number of electronic devices, an encoder device having the configuration shown in Fig. 1 can be considered. .
In FIG. 1, a glass scale 1 having lattice stripes of a constant pitch is provided movably, and a displacement detector 2 photoelectrically detects the movement of the scale 1 and converts it into an electrical signal. The output of the displacement detector 2 is connected to a resistor divider 3 using an inverting amplifier 4. Note that this connection method will be described later. The tap output of the resistor divider 3 becomes the input of a semiconductor switch 5, and the output of the switch 5 is connected to be applied sequentially to a trigger circuit 6, a pulsing circuit 7, a counter 8, and a digital calculator 9, and the output of the calculator is displayed. The output is displayed on the device 10. In addition, component parts 1, 2, 6, 7, 8
This constitutes a known photoelectric linear encoder.
3,4,5で移相器を構成している。 3, 4, and 5 constitute a phase shifter.
次に動作についてみることにするが、変位検出
器2の内部にはスケール1と同一ピツチの格子を
もつ。該格子をスケール1に重ねると光の透過量
はスケール1の移動に伴つて正弦波的に変化す
る。互に1/4ピツチずれた2つの格子を用いる
ことによつて0゜と90゜の位相をもつ信号S1,
S2を得る。変位検出器2の出力に反転アンプ4
を挿入して信号S1を反転して180゜信号をつく
り、該3信号を適切に端子間抵抗値を調整した抵
抗分割器3に入力する。すると、第2図に示すよ
うに中間位相の信号を得ることができる。互に位
相のずれた信号をとり出す抵抗分割器3のタツプ
出力は半導体スイツチ5の入力となる。半導体ス
イツチ5は計算機9からの信号D1,D2を00,
01,10,11のように変化させることによつて第1
と第2の群の0〜3までの4端子を切換えること
ができる2回路半導体スイツチである。該スイツ
チを切換えると、出力S4,S5は、互いの位相
差を90゜に保つたままで、S1,S2との位相差
を0〜+67.5゜まで変化させることができる。出
力S4,S5はトリガー回路6に与えられ、これ
によつて矩形波に変換される。矩形波出力はパル
ス化回路7によつてパルス列になる。該パルス列
を計数器8で計数することにより、スケール1の
移動量をデジタル化することができる。 Next, let us look at the operation. Inside the displacement detector 2, there is a grating with the same pitch as the scale 1. When the grating is superimposed on the scale 1, the amount of light transmitted changes sinusoidally as the scale 1 moves. By using two gratings shifted by 1/4 pitch, a signal S1 with a phase of 0° and 90° is generated.
Obtain S2. Inverting amplifier 4 is connected to the output of displacement detector 2.
is inserted and the signal S1 is inverted to create a 180° signal, and the three signals are input to the resistor divider 3 whose terminal resistance value is appropriately adjusted. Then, a signal with an intermediate phase can be obtained as shown in FIG. The tap output of the resistor divider 3 which takes out signals out of phase with each other becomes the input of the semiconductor switch 5. The semiconductor switch 5 changes the signals D1 and D2 from the computer 9 to 00,
By changing like 01, 10, 11, the first
This is a two-circuit semiconductor switch that can switch four terminals from 0 to 3 in the second group. When the switch is changed, the phase difference between the outputs S4 and S5 and S1 and S2 can be changed from 0 to +67.5 degrees while maintaining the phase difference between them at 90 degrees. The outputs S4 and S5 are applied to a trigger circuit 6, where they are converted into rectangular waves. The rectangular wave output is converted into a pulse train by the pulsing circuit 7. By counting the pulse train with a counter 8, the amount of movement of the scale 1 can be digitized.
格子縞からパルス発生までを第3図a〜dに示
す。半導体スイツチ5を切換えると第3図aに示
す格子とbの正弦波の間の位置関係が変化する。
従つて第3図dから明らかとなるようにパルス発
生の位置が変化する。計数器8はスケール1の原
点位置でリセツトされるとすると、計数器8の計
数値はスケール1の絶対位置を示す。計算機9は
該計数値を用いて、あらかじめ記憶されているス
ケール1の累積誤差表に従つて演算を行い、而し
て出力信号D1,D2を変化させて誤差補正を行
なう。同時に1格子ピツチ以上の誤差については
計数器8の計数値に直接補正値を加えることによ
つて補正もできる。補正された数値は表示装置1
0で表示される。 From the lattice stripes to the pulse generation is shown in FIGS. 3a to 3d. When the semiconductor switch 5 is switched, the positional relationship between the grating shown in FIG. 3a and the sine wave shown in FIG. 3b changes.
The position of pulse generation therefore changes, as is clear from FIG. 3d. Assuming that the counter 8 is reset at the origin position of the scale 1, the count value of the counter 8 indicates the absolute position of the scale 1. The calculator 9 uses the counted value to perform calculations in accordance with a pre-stored cumulative error table for scale 1, and then changes the output signals D1 and D2 to correct the error. At the same time, errors of one grid pitch or more can be corrected by directly adding a correction value to the count value of the counter 8. The corrected value is displayed on display device 1.
Displayed as 0.
以上述べたようなエンコーダ装置では、従来の
リニアエンコーダに電子装置を追加するのみで一
切の機械的負担をかけないですむので、安いコス
トでなおかつ小型化を達成できるという利点があ
る。しかしながらこのものでは、抵抗分割器によ
り移相器を構成しているので、複雑な抵抗回路が
必要であり、補正信号が連続的に得られない、と
いう問題がある。 The encoder device described above has the advantage that it can be made smaller at a lower cost because it requires no mechanical load by simply adding an electronic device to a conventional linear encoder. However, in this method, since the phase shifter is constructed by a resistor divider, a complicated resistor circuit is required, and there is a problem that a correction signal cannot be obtained continuously.
そこで本発明は、従来のエンコーダ装置に比し
高精度な補正を行なうことができるばかりでな
く、より安価に連続的な補正信号を得ることので
きるエンコーダ装置を提供することを目的とす
る。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an encoder device that is not only capable of performing correction with higher accuracy than conventional encoder devices, but also capable of obtaining continuous correction signals at a lower cost.
第4図は本発明の実施例である。この実施例で
は第1図の抵抗分割器3、反転アンプ4、半導体
スイツチ5で構成した移相器の代りに第4図に示
すように接続した反転アンプ、可変ゲインアンプ
11、抵抗合成器12で構成した移相器をもつ。
他の部分は第1図と同じものであり同一符号が付
してある。なお、第4図の信号S3は第1図の信号
S4に、第4図の信号S4は第1図の信号S5に対応し
ている。可変ゲインアンプ11は計算機9からの
デジタル信号D1,D2に応じて増巾度を変え
る。一方、抵抗合成器12は0゜,90゜,180゜
の3つの位相の信号から45゜,135゜の2つの位
相の信号をつくり出す。構成部分4,12,13
は第1図における構成部分3,4,5と同一の機
能を果す。 FIG. 4 shows an embodiment of the present invention. In this embodiment, instead of the phase shifter composed of the resistor divider 3, inverting amplifier 4, and semiconductor switch 5 shown in FIG. 1, an inverting amplifier, a variable gain amplifier 11, and a resistor combiner 12 are connected as shown in FIG. It has a phase shifter composed of.
Other parts are the same as in FIG. 1 and are given the same reference numerals. Note that the signal S3 in Figure 4 is the signal in Figure 1.
The signal S 4 in FIG. 4 corresponds to the signal S 5 in FIG. The variable gain amplifier 11 changes the degree of amplification according to the digital signals D1 and D2 from the computer 9. On the other hand, the resistance combiner 12 creates signals with two phases of 45° and 135° from signals with three phases of 0°, 90°, and 180°. Component parts 4, 12, 13
performs the same function as components 3, 4, and 5 in FIG.
第4図の実施例は第1図の実施例とほぼ同じよ
うに動作するが第1図の実施例と比べて次のよう
に異なる。計数器8は第1図の場合と同様にスケ
ール1の絶対位置を示す数値を出力し、計算機9
は該数値を計算機内部の記憶装置にあらかじめ記
憶されているスケール1の累積誤差補正表と照ら
し合せて、補正値を読み出す。計算機9は該補正
値に応じてD1,D2を変化させ、可変ゲインア
ンプ11のゲイン比を決定する。可変ゲインアン
プ11のゲイン比によつてS3,S4の位相が変
化する様子を第5図にベクトル図で示す。この様
に、第1図の場合と同様に計算機9の指示によつ
て信号S3,S4の位相を変えて誤差補正を行な
わせることができる。計算機9がD1,D2を決
定する方法は、補正表内に直接D1,D2にあた
るデータを記憶させておくことも可能であるし、
より複雑な補正に対応してスケール位置とD1,
D2の関係を数式の形で記憶させて計算機9内で
演算をしてD1,D2を決定する方法も考えられ
る。 The embodiment of FIG. 4 operates in substantially the same manner as the embodiment of FIG. 1, but differs from the embodiment of FIG. 1 as follows. The counter 8 outputs a numerical value indicating the absolute position of the scale 1 as in the case of FIG.
compares the numerical value with the cumulative error correction table of scale 1 stored in advance in the storage device inside the computer, and reads out the correction value. The calculator 9 changes D1 and D2 according to the correction value and determines the gain ratio of the variable gain amplifier 11. FIG. 5 is a vector diagram showing how the phases of S3 and S4 change depending on the gain ratio of the variable gain amplifier 11. In this way, as in the case of FIG. 1, error correction can be performed by changing the phases of the signals S3 and S4 according to instructions from the computer 9. The method by which the calculator 9 determines D1 and D2 is that it is possible to directly store the data corresponding to D1 and D2 in the correction table,
In response to more complex corrections, the scale position and D1,
A method of determining D1 and D2 by storing the relationship of D2 in the form of a mathematical formula and performing calculations within the calculator 9 can also be considered.
第4図に示したこの実施例では第1図の場合に
比べて細かい補正が可能である。 This embodiment shown in FIG. 4 allows finer correction than in the case of FIG. 1.
以上のように本発明によれば、スケールの累積
誤差を高精度に補正ができるのみならず、スケー
ルを取り付けた工作機械等の誤差をも同時に補正
することができる。更に、デジタル計算機に温度
センサーとA/D変換器を付加すれば温度補正も
同時に行なうことができる。 As described above, according to the present invention, not only the accumulated error of the scale can be corrected with high precision, but also the error of the machine tool etc. to which the scale is attached can be corrected at the same time. Furthermore, if a temperature sensor and an A/D converter are added to the digital computer, temperature correction can be performed at the same time.
更にまた、2つの可変ゲインアンプのゲイン比
を決定することで信号の位相変化を行なわせてい
るから、
(イ) 複雑な抵抗回路が不用になり、コストが安く
なる、
(ロ) スイツチ回路と抵抗回路の組み合わせに比し
より細かい補正が行なえる、
(ハ) 応答速度が速く、しかも動作が安定化する、
等の効果がある。 Furthermore, since the phase of the signal is changed by determining the gain ratio of the two variable gain amplifiers, (a) there is no need for a complicated resistor circuit, resulting in lower costs; and (b) there is no need for a switch circuit. (c) Faster response speed and more stable operation,
There are other effects.
本発明は、光電式のみならず磁気式、電磁式、
静電式等の測長、測角装置に応用できる。 The present invention is applicable not only to photoelectric type but also to magnetic type, electromagnetic type,
Can be applied to electrostatic length and angle measurement devices.
第1図は従来のエンコーダ装置の欠点を解決し
たエンコーダ装置のブロツク図、第2図は抵抗分
割器の例を示す線図、第3図は格子縞からパルス
信号を発生するまでの説明図、第4図は本発明の
実施例のブロツク図、第5図は誤差補正用の計算
機出力を示すベクトル図である。
主要部分の符号の説明、1…スケール、2…変
位検出器、3…抵抗分割器、4…反転アンプ、5
…半導体スイツチ、6…トリガ回路、7…パルス
化回路、8…計数回路、9…デジタル計算機、1
0…表示装置。
Fig. 1 is a block diagram of an encoder device that solves the drawbacks of conventional encoder devices, Fig. 2 is a diagram showing an example of a resistor divider, Fig. 3 is an explanatory diagram of the process from lattice stripes to generation of a pulse signal, FIG. 4 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a vector diagram showing the output of a computer for error correction. Explanation of symbols of main parts, 1... Scale, 2... Displacement detector, 3... Resistance divider, 4... Inverting amplifier, 5
...Semiconductor switch, 6...Trigger circuit, 7...Pulsing circuit, 8...Counting circuit, 9...Digital computer, 1
0...Display device.
Claims (1)
2つの正弦波状信号S1,S2を出力する変位検出器
2と、 前記2つの正弦波状信号の一方を入力する第1
可変ゲインアンプ11と、 前記2つの正弦波状信号の一方を入力する反転
回路4と、 該反転回路の出力信号を入力する第2可変ゲイ
ンアンプ11と、 前記2つの正弦波状信号の他方と前記第1可変
ゲインアンプの出力信号とのベクトル合成信号S3
と、前記2つの正弦波状信号の他方と前記第2可
変ゲインアンプの出力信号とのベクトル合成信号
S4と、を出力するベクトル合成手段12と、 該ベクトル合成手段による2つのベクトル合成
信号を入力し、前記スケールに対する前記変位検
出器の絶対位置を示す位置信号を出力する計数手
段と、 表示装置と、 前記スケールの累積誤差に対応した補正値を前
記絶対位置に対応せしめて予め記憶し、前記計数
手段からの絶対位置信号に応じた前記補正値を読
み出すと共に、該読み出した補正値に基づいて、
前記第1可変ゲインアンプと前記第2可変ゲイン
アンプとのゲイン調整を行ない、さらに、前記計
数手段の計数値に基づいた表示を前記表示装置に
行なわせる計算器と、 で構成したことを特徴とする誤差補正されたエ
ンコーダ装置。[Claims] 1. A displacement detector 2 that outputs two sinusoidal signals S 1 and S 2 with a 90 degree phase difference according to the relative displacement with respect to the scale, and receives one of the two sinusoidal signals as input. 1st
a variable gain amplifier 11; an inverting circuit 4 inputting one of the two sinusoidal signals; a second variable gain amplifier 11 inputting the output signal of the inverting circuit; 1 Vector composite signal S3 with the output signal of the variable gain amplifier
and a vector composite signal of the other of the two sinusoidal signals and the output signal of the second variable gain amplifier.
S 4 , a vector synthesizing means 12 for outputting S4; a counting means for inputting two vector synthesized signals from the vector synthesizing means and outputting a position signal indicating the absolute position of the displacement detector with respect to the scale; and a display device. and storing in advance a correction value corresponding to the accumulated error of the scale in correspondence with the absolute position, reading out the correction value according to the absolute position signal from the counting means, and based on the read correction value. ,
A calculator that adjusts the gains of the first variable gain amplifier and the second variable gain amplifier, and further causes the display device to display a display based on the counted value of the counting means. error-corrected encoder device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9316979A JPS5618715A (en) | 1979-07-24 | 1979-07-24 | Error-compensated encoder |
Applications Claiming Priority (1)
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JP9316979A JPS5618715A (en) | 1979-07-24 | 1979-07-24 | Error-compensated encoder |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPS5618715A JPS5618715A (en) | 1981-02-21 |
JPS6224726B2 true JPS6224726B2 (en) | 1987-05-29 |
Family
ID=14075060
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9316979A Granted JPS5618715A (en) | 1979-07-24 | 1979-07-24 | Error-compensated encoder |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS5618715A (en) |
Families Citing this family (3)
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JPS63199019U (en) * | 1987-06-15 | 1988-12-21 | ||
JP2571096B2 (en) * | 1988-04-18 | 1997-01-16 | ファナック株式会社 | Encoder |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5262040A (en) * | 1975-11-18 | 1977-05-23 | Nippon Chemical Ind | Error compensated encoder |
JPS5269346A (en) * | 1975-12-08 | 1977-06-09 | Nippon Chemical Ind | Error compensated encoder |
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1979
- 1979-07-24 JP JP9316979A patent/JPS5618715A/en active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5262040A (en) * | 1975-11-18 | 1977-05-23 | Nippon Chemical Ind | Error compensated encoder |
JPS5269346A (en) * | 1975-12-08 | 1977-06-09 | Nippon Chemical Ind | Error compensated encoder |
Also Published As
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JPS5618715A (en) | 1981-02-21 |
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