JP2014219296A - リニアエンコーダ装置、及び基準位置検出方法 - Google Patents
リニアエンコーダ装置、及び基準位置検出方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014219296A JP2014219296A JP2013099153A JP2013099153A JP2014219296A JP 2014219296 A JP2014219296 A JP 2014219296A JP 2013099153 A JP2013099153 A JP 2013099153A JP 2013099153 A JP2013099153 A JP 2013099153A JP 2014219296 A JP2014219296 A JP 2014219296A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- reference position
- sensor
- pulse
- linear
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims abstract description 20
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 11
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- G01D5/12—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 using electric or magnetic means
- G01D5/14—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 using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/16—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 using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance
- G01D5/165—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 using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance by relative movement of a point of contact or actuation and a resistive track
-
- 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
- G01D5/12—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 using electric or magnetic means
- G01D5/244—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 using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
-
- 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
- G01D5/12—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 using electric or magnetic means
- G01D5/244—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 using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/245—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 using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
- G01D5/2454—Encoders incorporating incremental and absolute signals
- G01D5/2455—Encoders incorporating incremental and absolute signals with incremental and absolute tracks on the same encoder
- G01D5/2457—Incremental encoders having reference marks
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
【課題】リファレンスマークの取り付けを容易にする。【解決手段】リニアエンコーダ装置は、リニアスケールに対向して設けられた第１のセンサが出力する信号に基づいて、第１のセンサがリニアスケールに沿って移動した際に移動距離に同期した周期的な同期信号を生成する同期信号生成部と、第１のセンサと共に設けられた第２のセンサが出力する信号に基づいて、リファレンスマークを検出したことを示すパルス信号を生成するリファレンス信号生成部と、リファレンス信号生成部がパルス信号を生成した後に、同期信号が所定の値に変化すると、予め定められた基準位置を検出したことを示す基準位置信号を生成する基準位置検出部とを備える。【選択図】図３
Description
本発明は、リニアエンコーダ装置、及び基準位置検出方法に関する。
インクリメンタル式のリニアエンコーダ装置には、原点等の基準位置を検出するためのリファレンスマークが設けられている。リニアエンコーダ装置は、センサがリファレンスマークを検出した際に出力されるリファレンス信号と、センサがスケールから検出した情報に応じて出力される位相信号（Ｚ信号）とに基づいて、基準位置の検出を行っている。
基準位置の検出はリファレンス信号及び位相信号それぞれの信号レベルの組み合わせに基づいて行われているため、リファレンス信号が所定の位置で得られるようにリファレンスマークの取り付け位置を調整する必要がある（例えば、非特許文献１）。また、リファレンスマークの取り付け位置を調整することに代えて、センサがリファレンスマークを検出した際に出力するリファレンス信号を補正することにより、基準位置の検出が行えるようにしているリニアエンコーダ装置もある。
「インストレーションガイド：ＲＧＨ２４シリーズリードヘッド」、［ｏｎｌｉｎｅ］、２００９年１月、Ｒｅｎｉｓｈａｗ Ｋ．Ｋ．、［平成２５年４月９日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.renishaw.jp/media/pdf/jp/192dd963be6a4a08b15c65d91881cf76.pdf＞
しかしながら、前述のようなリファレンスマークの取り付け位置の調整や、リファレンス信号の補正は、基準位置の検出状況を判断しながら人手で行われるため、作業者が調整や補正に慣れていないと時間がかかったり基準位置が正しく得られなかったりしてしまうという問題がある。また、リファレンス信号を補正する場合には、インターポレータを備える必要があるため、リニアエンコーダ装置全体のコストが増加してしまうという問題がある。
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、リファレンスマークの取り付けを容易にすることができるリニアエンコーダ装置、及び基準位置検出方法を提供することにある。
上記問題を解決するために、本発明の一態様は、リニアスケールとリファレンスマークとを備えるリニアエンコーダ装置であって、前記リニアスケールに対向して設けられた第１のセンサが出力する信号に基づいて、前記第１のセンサが前記リニアスケールに沿って移動した際に移動距離に同期した周期的な同期信号を生成する同期信号生成部と、前記第１のセンサと共に設けられた第２のセンサが出力する信号に基づいて、前記リファレンスマークを検出したことを示すパルス信号を生成するリファレンス信号生成部と、前記リファレンス信号生成部がパルス信号を生成した後に、前記同期信号が所定の値に変化すると、予め定められた基準位置を検出したことを示す基準位置信号を生成する基準位置検出部とを備えることを特徴とするリニアエンコーダ装置である。
また、本発明の一態様は、リニアスケールと、リファレンスマークと、前記リニアスケールに対向して設けられた第１のセンサが出力する信号に基づいて前記第１のセンサが前記リニアスケールに沿って移動した際に移動距離に同期した周期的な同期信号を生成する同期信号生成部と、前記第１のセンサと共に設けられた第２のセンサが出力する信号に基づいて前記リファレンスマークを検出したことを示すパルス信号を生成するリファレンス信号生成部とを備えるリニアエンコーダ装置が行う基準位置検出方法であって、前記リファレンス信号生成部がパルス信号を生成した後に、前記同期信号が所定の値に変化すると、予め定められた基準位置を検出したことを示す基準位置信号を生成する基準位置検出ステップを有することを特徴とする基準位置検出方法である。
この発明によれば、リファレンス信号生成部がパルス信号を発生させた後における同期信号の変化に基づいて基準位置信号を生成するようにした。これにより、同期信号が所定の値のときにパルス信号が得られる位置にリファレンスマークを設置せずとも、基準位置において基準位置信号を生成することができ、リファレンスマークの取り付け位置に対する要求精度を低くすることができる。その結果、リファレンスマークの取り付けを容易にすることができる。
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態におけるリニアエンコーダ装置、及び基準位置検出方法を説明する。図１及び図２は、本実施形態におけるリニアエンコーダ装置６０を適用したによるリニアモータ装置の概略構成を示す図である。図１は、本実施形態におけるリニアモータ５及びリニアモータ制御装置８０の概略構成を示す斜視図である。図２は、リニアモータ５の概略構成を示す断面図である。本実施形態におけるリニアモータ装置は、図１に示すように、リニアモータ５、リニアモータ５に取り付けられている磁気式のリニアエンコーダ装置６０、及び、リニアモータ５を制御するリニアモータ制御装置８０を具備している。
リニアモータ５は、一方向（Ｘ方向）に細長く伸びるベース１０、及び、ベース１０に対して摺動自在に設けられたテーブル２０を備えている。ベース１０とテーブル２０との間には、一対のリニアガイド５０が設けられ、ベース１０に対してテーブル２０が円滑に摺動可能になっている。ベース１０に対するテーブル２０の相対的な位置、速度、加速度は、リニアエンコーダ装置６０から出力される信号によって検出される。
リニアエンコーダ装置６０は、ベース１０の外側面に取り付けられた磁気スケール６１（リニアスケール）、基準位置を示すためのリファレンスマーク６２、及びテーブル２０の下面に取り付けられたエンコーダヘッド６４等を有している。磁気スケール６１は、細長い矩形の磁性体からなり、その上面（エンコーダヘッド６４と対向する面）を一定のピッチでＮ極とＳ極とが交互に等間隔に現れるように着磁されたものである。磁気スケール６１は、ベース１０の側壁部１２の外側面にベース１０の長手方向（Ｘ方向）に沿って密着配置されている。
リファレンスマーク６２は、薄くて小さい矩形の磁性体からなり、その厚み方向の一方の面をＮ極に、他方の面をＳ極に着磁されたものである。リファレンスマーク６２は、磁気スケール６１の側方にわずかに隙間を隔てて近接配置されている。リファレンスマーク６２は、ベース１０の外側面において、磁気スケール６１の上方側（＋Ｚ方向側）に配置されている。リファレンスマーク６２のＸ方向の取り付け位置は、リニアモータ装置を利用するにあたって基準位置（原点）にしたい位置、又は任意の位置に設定される。
エンコーダヘッド６４には、２つのＭＲ（Magneto-Resistance）素子６６、６７が取り付けられている。ＭＲ素子６６は、磁気スケール６１と対向するように取り付けられている。ＭＲ素子６６は磁気スケール６１の磁束密度を検出する。ＭＲ素子６６は、テーブル２０の移動に伴い磁気スケール６１に対して相対移動すると、磁気スケール６１の磁束密度の変化を検出し、検出した磁束密度の変化に応じた正弦波信号を出力する。すなわち、ＭＲ素子６６は、磁気スケール６１に対して相対移動すると、移動距離に同期した周期的な正弦波信号を出力することになる。ＭＲ素子６７は、リファレンスマーク６２の磁束密度を検出し、検出した磁束密度の強さに応じた信号を出力する。エンコーダヘッド６４から出力されるこれらの信号はリニアモータ制御装置８０に入力される。
ベース１０は、細長い矩形の底壁部１１と、この底壁部１１の幅方向（Ｙ方向）の両端に垂直に設けられた一対の側壁部１２とから形成される。ベース１０は、例えば、鉄鋼等の磁性体材料又はアルミニウム等の非磁性材料から形成される。ベース１０の底壁部１１の上面には、テーブル２０に向かってＮ極とＳ極とが交互に現れるように複数のマグネット３２が配列された磁石部３０が取り付けられている。複数のマグネット３２は、薄板状の磁石プレート３１上に一列に並べられている。
また、ベース１０の側壁部１２のそれぞれの上面には、リニアガイド５０の軌道レール５１がベース１０の長手方向（Ｘ方向）に沿って配置されている。この２本の軌道レール５１は平行に配置されており、それぞれに移動ブロック５２が取り付けられている。
テーブル２０は、例えば、鉄鋼等の磁性体材料又はアルミニウム等の非磁性材料からなり、矩形の板状に形成されている。テーブル２０の下面２０ｂには前述の移動ブロック５２が取り付けられている。移動ブロック５２は、前述した２本の軌道レール５１に取り付けられている。すなわち、テーブル２０は、軌道レール５１に沿って案内する一対のリニアガイド５０を介して、ベース１０に対して直線運動可能に支持されている。
また、テーブル２０の下面２０ｂに取り付けられている移動ブロック５２の間には、コイル部４０が取り付けられている。コイル部４０は３つのコイルを有している。また、コイル部４０が有する３つのコイルは、ベース１０に取り付けられている磁石部３０に対向している。コイル部４０の３つのコイルに異なる位相の電流を流して各コイルに磁界を発生させることにより、各コイルの磁界と磁石部３０の磁界との作用でテーブル２０がベース１０の長手方向に直線運動する。なお、コイル部４０と磁石部３０との間は、テーブル２０が直線運動してもリニアガイド５０により一定のギャップｇで維持される。また、テーブル２０の下面２０ｂには、センサブランケット７５を介して、エンコーダヘッド６４も取り付けられている。
リニアモータ制御装置８０は、外部から入力される位置指令値と、エンコーダヘッド６４から入力される前述の信号とに基づいて、リニアモータ５を駆動することによりテーブル２０を移動させる。
図３は、本実施形態におけるリニアモータ制御装置８０の構成を示す概略ブロック図である。リニアモータ制御装置８０は、エンコーダヘッド６４から入力される２つの信号を処理するセンサ信号処理部８１、及び、コイル部４０の３つのコイルに電力を供給するリニアモータ制御部８９を備えている。センサ信号処理部８１は、リファレンス信号生成部８２、同期信号生成部８３、基準位置検出部８４、及び、位置算出部８５を有している。
リファレンス信号生成部８２は、ＭＲ素子６７から入力される信号が所定の信号レベル以上のときＨ（High）レベルのリファレンス信号（Ｒｅｆ信号／パルス信号）を生成し、ＭＲ素子６７から入力される信号が所定の信号レベル未満のときＬ（Low）レベルのＲｅｆ信号を生成する。すなわち、リファレンス信号生成部８２は、ＭＲ素子６７がリファレンスマーク６２の磁束を検出すると矩形形状のパルスをＲｅｆ信号に発生させる。このＲｅｆ信号により、ＭＲ素子６７がリファレンスマーク６２に対向している又は近傍に位置していることが示される。リファレンス信号生成部８２は、生成したＲｅｆ信号を基準位置検出部８４に出力する。
同期信号生成部８３は、ＭＲ素子６６から入力される正弦波信号に基づいて、磁気スケール６１の極性がＮ極からＳ極に変化するとき又はＳ極からＮ極に変化する位置を示すパルスが現れるＺ１信号（同期信号）を生成する。同期信号生成部８３は、生成したＺ１信号を基準位置検出部８４に出力する。
基準位置検出部８４は、リファレンス信号生成部８２が出力するＲｅｆ信号と、同期信号生成部８３が出力するＺ１信号とに基づいて、テーブル２０が基準位置に位置することを示すパルスが現れるＺ相信号（基準位置信号）を生成する。基準位置検出部８４は、生成したＺ相信号をリニアモータ制御部８９に出力する。
図４は、本実施形態における基準位置検出部８４における信号処理の概要を示す図である。同図において、横軸はテーブル２０及びエンコーダヘッド６４の位置を示している。また、テーブル２０及びエンコーダヘッド６４が図４において左から右へ移動した際のＺ１信号、Ｒｅｆ信号、Ｚ２信号、及び、Ｚ相信号の変化が示されている。なお、Ｚ２信号は、Ｚ相信号の生成に用いる信号であり、基準位置検出部８４内において生成される内部信号である。また、各信号の信号レベルは、テーブル２０及びエンコーダヘッド６４の位置に対応している。
Ｚ１信号には、磁気スケール６１の極性が変化するごとにパルスが現れる。Ｒｅｆ信号は、リファレンスマーク６２の位置に対応して信号レベルがＨレベルに変化する。基準位置検出部８４は、Ｒｅｆ信号の立ち上がりを検出すると、Ｚ２信号の信号レベルをＬレベルからＨレベルに変化させる。基準位置検出部８４は、Ｚ２信号の信号レベルをＨレベルに変化させた後にＺ１信号のパルスの立ち下がりを検出すると、Ｚ２信号の信号レベルをＨレベルからＬレベルに変化させる。
基準位置検出部８４は、Ｚ１信号とＺ２信号との論理積演算（ＡＮＤ演算）をすることにより、リニアエンコーダ装置６０における基準位置を示す信号であるＺ相信号を生成する。すなわち、基準位置検出部８４は、Ｒｅｆ信号が立ち上がった後に、Ｚ１信号がＨレベルに変化すると、Ｚ相信号の信号レベルをＨレベルに変化させる。また、Ｚ１信号の立ち下がりに応じてＺ２信号をＬレベルに変化させるので、Ｚ相信号の信号レベルがＬに変化する。これにより、Ｚ相信号においてパルスを発生させることができる。
図３に戻り、リニアモータ制御装置８０の構成の説明を続ける。
位置算出部８５は、ＭＲ素子６６から出力される正弦波信号に基づいて、パルス信号をリニアモータ制御部８９に出力する。
位置算出部８５は、ＭＲ素子６６から出力される正弦波信号に基づいて、パルス信号をリニアモータ制御部８９に出力する。
リニアモータ制御部８９は、位置算出部８５から出力されるパルス信号と、基準位置検出部８４から出力されるＺ相信号と、外部より入力される位置指令値とに基づいて、テーブル２０を位置指令値が示す位置に移動させるようにコイル部４０に電流を供給する。また、リニアモータ制御部８９は、テーブル２０を移動させる前に原点復帰処理を行う。
図５は、本実施形態においてリニアモータ制御部８９が行う原点復帰処理を示すフローチャートである。リニアモータ制御部８９は、原点復帰処理を開始すると、コイル部４０に電力を供給して、予め定められた方向にテーブル２０を移動させる（ステップＳ１０１）。リニアモータ制御部８９は、テーブル２０が可動範囲の端に達したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
テーブル２０が端に達していない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、リニアモータ制御部８９は、基準位置が検出されたか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
基準位置が検出された場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、リニアモータ制御部８９は、原点復帰処理を終了する。
一方、基準位置が検出されていない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、リニアモータ制御部８９は、処理をステップＳ１０１に戻す。
基準位置が検出された場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、リニアモータ制御部８９は、原点復帰処理を終了する。
一方、基準位置が検出されていない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、リニアモータ制御部８９は、処理をステップＳ１０１に戻す。
ステップＳ１０２において、テーブル２０が端に達していた場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、リニアモータ制御部８９は、テーブル２０を前述の予め定められた方向と逆方向に移動させて可動範囲の端に達するまで移動させる（ステップＳ１０４）。
リニアモータ制御部８９は、ステップＳ１０４における移動によってテーブル２０が可動範囲の端に達すると、ステップＳ１０１と同様に予め定められた方向にテーブル２０を移動させる（ステップＳ１０５）。
リニアモータ制御部８９は、ステップＳ１０４における移動によってテーブル２０が可動範囲の端に達すると、ステップＳ１０１と同様に予め定められた方向にテーブル２０を移動させる（ステップＳ１０５）。
リニアモータ制御部８９は、テーブル２０が可動範囲の端に達したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。
テーブル２０が端に達していた場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、リニアモータ制御部８９は、基準位置の検出ができなかったと判断してエラー処理を行い（ステップＳ１０８）、原点復帰処理を終了する。エラー処理は、例えば原点復帰処理において基準位置を検出できなかったことをユーザに対して通知する処理などである。
テーブル２０が端に達していた場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、リニアモータ制御部８９は、基準位置の検出ができなかったと判断してエラー処理を行い（ステップＳ１０８）、原点復帰処理を終了する。エラー処理は、例えば原点復帰処理において基準位置を検出できなかったことをユーザに対して通知する処理などである。
テーブル２０が端に達していない場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、リニアモータ制御部８９は、基準位置が検出されたか否かを判定し（ステップＳ１０７）、基準位置が検出されていない場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、処理をステップＳ１０５に戻す。
基準位置が検出されていた場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、リニアモータ制御部８９は、原点復帰処理を終了する。
基準位置が検出されていた場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、リニアモータ制御部８９は、原点復帰処理を終了する。
以上のようにして、リニアモータ制御部８９は、原点復帰処理において、予め定められた方向にテーブル２０（リニアモータ５）を移動させているときに、基準位置を検出させる。これにより、Ｚ相信号において基準位置検出部８４がパルスを生成するタイミングと、テーブル２０及びエンコーダヘッド６４が基準位置に位置するタイミングとが一意に定まる。なお、テーブル２０が可動範囲の端に達したか否かの判定には、ベース１０等に予め設置されている近接センサ（不図示）の出力信号を用いるようにする。
基準位置の検出において、ＭＲ素子６６から出力されるＺ１信号と、ＭＲ素子６７から出力されるＲｅｆ信号との論理積の結果で得られるパルスを用いようとすると、リファレンスマーク６２を磁気スケール６１の極性が切り替わる位置と重なるように設置する必要がある。これに対して、本実施形態における基準位置検出部８４は、内部信号としてのＺ２信号をＲｅｆ信号及びＺ１信号に基づいて生成し、Ｚ２信号とＺ１信号との論理積の結果をＺ相信号としている。これにより、リファレンスマーク６２が、磁気スケール６１における極性が切り替わる位置と重なるように設置されていなくとも、基準位置を検出することができる。
その結果、リファレンスマーク６２の設置可能範囲を広げることができ、リファレンスマーク６２を取り付けた後に、Ｚ１信号のパルスが発生する位置と重なるようにリファレンスマーク６２の取り付け位置を調整したり、Ｚ相信号の出力タイミングを調整したりせずとも、基準位置におけるＺ相信号のパルスを得ることができる。したがって、本実施形態におけるリニアエンコーダ装置６０では、リファレンスマーク６２の取り付けを容易にすることができる。なお、リファレンスマーク６２のサイズは、磁気スケール６１の極性が変化する方向において、Ｚ１信号においてパルスが発生する２周期分より短ければよい。
なお、図１に示したリニアモータ制御装置８０は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。その場合、上述した基準位置検出部８４が行う処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われることになる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
また、上記の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。例えば、図４等に示した基準位置検出部８４における信号処理では、正論理で行う例を示したが、負論理で行うようにしてもよい。
また、上記の実施形態では、リニアエンコーダ装置６０は、磁束密度を検出するセンサ（ＭＲ素子６６、６７）を用いた構成を示したが、いずれか一方又は両方のＭＲ素子をホール素子に代えてもよい。また、磁気以外に光などを検出するセンサ（例えば光学センサ）を用いた構成であってもよい。
また、上記の実施形態では、基準位置検出部８４がＲｅｆ信号とＺ１信号とに基づいてＺ相信号を生成する構成を示したが、リニアモータ制御部８９からリニアモータ５の駆動方向を示す信号や、位置算出部８５から移動方向を示す信号を基準位置検出部８４に入力し、基準位置検出部８４が当該信号をＺ相信号の生成に用いるようにしてもよい。
また、上記の実施形態では、基準位置検出部８４がＲｅｆ信号とＺ１信号とに基づいてＺ相信号を生成する構成を示したが、リニアモータ制御部８９からリニアモータ５の駆動方向を示す信号や、位置算出部８５から移動方向を示す信号を基準位置検出部８４に入力し、基準位置検出部８４が当該信号をＺ相信号の生成に用いるようにしてもよい。
また、上記の実施形態では、リニアモータ制御装置８０がセンサ信号処理部８１を備える構成を示したが、エンコーダヘッド６４にセンサ信号処理部８１を設けるようにしてもよい。
また、上記の実施形態では、基準位置検出部８４がＺ１信号の立ち下がりを検出するとＺ２信号の信号レベルをＨレベルからＬレベルに変化させる構成を示した。しかし、テーブル２０を等速移動させる場合などにおいて、Ｚ１信号の立ち下がりがＺ１信号の立ち上がりから所定の期間の後に生じるときには、基準位置検出部８４は、Ｚ１信号の立ち上がりを検出した後に所定の期間が経過した後にＺ２信号の信号レベルをＨレベルからＬレベルに変化させるようにしてもよい。また、テーブル２０を等速移動させる場合などにおいて、基準位置検出部８４は、Ｚ２信号がＨレベルの状態において、Ｚ１信号の立ち上がりを検出したときに所定の期間の幅を有するパルスをＺ相信号に発生させるようにしてもよい。
また、上記の実施形態では、基準位置検出部８４がＺ１信号の立ち下がりを検出するとＺ２信号の信号レベルをＨレベルからＬレベルに変化させる構成を示した。しかし、テーブル２０を等速移動させる場合などにおいて、Ｚ１信号の立ち下がりがＺ１信号の立ち上がりから所定の期間の後に生じるときには、基準位置検出部８４は、Ｚ１信号の立ち上がりを検出した後に所定の期間が経過した後にＺ２信号の信号レベルをＨレベルからＬレベルに変化させるようにしてもよい。また、テーブル２０を等速移動させる場合などにおいて、基準位置検出部８４は、Ｚ２信号がＨレベルの状態において、Ｚ１信号の立ち上がりを検出したときに所定の期間の幅を有するパルスをＺ相信号に発生させるようにしてもよい。
また、上記の実施形態では、リニアモータ制御部８９が原点復帰処理においてテーブルを所定の方向に駆動させる処理（ステップＳ１０１）から開始させる構成を示した。しかし、ステップＳ１０１からステップＳ１０３の処理を行わずに、ステップＳ１０４の処理から始めるようにしてもよい。
リファレンスマークとスケールとの組み合わせによって、基準位置を検出することが不可欠な用途にも適用できる。
６０…リニアエンコーダ装置、６１…磁気スケール（リニアスケール）、６２…リファレンスマーク、６６…ＭＲ素子（第１のセンサ）、６７…ＭＲ素子（第２のセンサ）、
８２…リファレンス信号生成部、８３…同期信号生成部、８４…基準位置検出部
８２…リファレンス信号生成部、８３…同期信号生成部、８４…基準位置検出部
Claims (4)
- リニアスケールとリファレンスマークとを備えるリニアエンコーダ装置であって、
前記リニアスケールに対向して設けられた第１のセンサが出力する信号に基づいて、前記第１のセンサが前記リニアスケールに沿って移動した際に移動距離に同期した周期的な同期信号を生成する同期信号生成部と、
前記第１のセンサと共に設けられた第２のセンサが出力する信号に基づいて、前記リファレンスマークを検出したことを示すパルス信号を生成するリファレンス信号生成部と、
前記リファレンス信号生成部がパルス信号を生成した後に、前記同期信号が所定の値に変化すると、予め定められた基準位置を検出したことを示す基準位置信号を生成する基準位置検出部と
を備えることを特徴とするリニアエンコーダ装置。 - 請求項１に記載のリニアエンコーダ装置において、
前記リニアスケールは、
Ｎ極とＳ極とが等間隔に交互に現れるように着磁された磁気スケールであり、
前記同期信号生成部は、
前記第１のセンサから出力される信号に基づいて、前記第１のセンサが前記磁気スケールの対向する面における極性が変化したときにパルスを前記同期信号に発生させ、
前記基準位置検出部は、
前記リファレンス信号生成部がパルス信号を発生させた後に前記同期信号にパルスを検出した場合に前記基準位置信号を生成する
ことを特徴とするリニアエンコーダ装置。 - 請求項２に記載のリニアエンコーダ装置において、
前記基準位置検出部は、
前記リファレンス信号生成部がパルス信号を発生させると、前記基準位置信号の生成に用いる内部信号をＬレベルからＨレベルに変化させ、前記同期信号にパルスを検出した後に前記内部信号をＨレベルからＬレベルに変化させ、
前記同期信号と前記内部信号との論理演算の結果を前記基準位置信号として出力する
ことを特徴とするリニアエンコーダ装置。 - リニアスケールと、リファレンスマークと、前記リニアスケールに対向して設けられた第１のセンサが出力する信号に基づいて前記第１のセンサが前記リニアスケールに沿って移動した際に移動距離に同期した周期的な同期信号を生成する同期信号生成部と、前記第１のセンサと共に設けられた第２のセンサが出力する信号に基づいて前記リファレンスマークを検出したことを示すパルス信号を生成するリファレンス信号生成部とを備えるリニアエンコーダ装置が行う基準位置検出方法であって、
前記リファレンス信号生成部がパルス信号を生成した後に、前記同期信号が所定の値に変化すると、予め定められた基準位置を検出したことを示す基準位置信号を生成する基準位置検出ステップ
を有することを特徴とする基準位置検出方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013099153A JP5717787B2 (ja) | 2013-05-09 | 2013-05-09 | リニアエンコーダ装置、及び基準位置検出方法 |
| DE112014002315.9T DE112014002315B4 (de) | 2013-05-09 | 2014-05-08 | Linearcodiervorrichtung und Bezugspositions-Erfassungsverfahren |
| US14/786,265 US9518842B2 (en) | 2013-05-09 | 2014-05-08 | Linear encoder device and reference position detection method |
| PCT/JP2014/062403 WO2014181843A1 (ja) | 2013-05-09 | 2014-05-08 | リニアエンコーダ装置、及び基準位置検出方法 |
| CN201480025253.2A CN105190250B (zh) | 2013-05-09 | 2014-05-08 | 线性编码器装置以及基准位置检测方法 |
| TW103116617A TWI593944B (zh) | 2013-05-09 | 2014-05-09 | 線性編碼器裝置及基準位置檢測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013099153A JP5717787B2 (ja) | 2013-05-09 | 2013-05-09 | リニアエンコーダ装置、及び基準位置検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014219296A true JP2014219296A (ja) | 2014-11-20 |
| JP5717787B2 JP5717787B2 (ja) | 2015-05-13 |
Family
ID=51867320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013099153A Active JP5717787B2 (ja) | 2013-05-09 | 2013-05-09 | リニアエンコーダ装置、及び基準位置検出方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9518842B2 (ja) |
| JP (1) | JP5717787B2 (ja) |
| CN (1) | CN105190250B (ja) |
| DE (1) | DE112014002315B4 (ja) |
| TW (1) | TWI593944B (ja) |
| WO (1) | WO2014181843A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018506741A (ja) * | 2015-01-29 | 2018-03-08 | ニューポート・コーポレイションＮｅｗｐｏｒｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 一体型ピコモーターマウント |
| KR20210122115A (ko) | 2020-03-30 | 2021-10-08 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | 리니어모터반송시스템 및 그 운용방법 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9996071B2 (en) * | 2014-06-24 | 2018-06-12 | Western Digital Technologies, Inc. | Moveable slider for use in a device assembly process |
| JP6085658B1 (ja) * | 2015-10-28 | 2017-02-22 | Thk株式会社 | 位置検出装置及び位置検出装置付き運動案内装置 |
| JP6234497B2 (ja) * | 2016-03-15 | 2017-11-22 | Thk株式会社 | エンコーダ装置及びエンコーダ装置付き運動案内装置 |
| JP6385384B2 (ja) * | 2016-04-11 | 2018-09-05 | Thk株式会社 | 転がり案内装置 |
| US10816362B2 (en) * | 2018-11-21 | 2020-10-27 | Hiwin Mikrosystem Corp. | Linear position detecting device |
| JP7258609B2 (ja) * | 2019-03-15 | 2023-04-17 | ミネベアミツミ株式会社 | 位置検出装置 |
| DE202022103455U1 (de) * | 2022-06-21 | 2023-09-26 | Schunk Electronic Solutions Gmbh | Trennmaschine zum Heraustrennen von einzelnen Leiterplatten aus einem Leiterplattennutzen |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0654516A (ja) * | 1992-01-07 | 1994-02-25 | Shicoh Eng Co Ltd | リニア直流モ−タ内へのリニア磁気エンコ−ダの組込み形成方法 |
| JP2003083771A (ja) * | 2001-07-03 | 2003-03-19 | Olympus Optical Co Ltd | エンコーダ |
| JP2008289345A (ja) * | 2007-04-05 | 2008-11-27 | Wako Giken:Kk | リニアモータの原点設定方法 |
| WO2013047610A1 (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-04 | Thk株式会社 | アクチュエータ |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60120217A (ja) | 1983-12-02 | 1985-06-27 | Mitsutoyo Mfg Co Ltd | 光電式変位検出装置 |
| WO1988006717A1 (en) | 1987-02-24 | 1988-09-07 | Renishaw Plc | Scales for position determining apparatus |
| US6229140B1 (en) * | 1995-10-27 | 2001-05-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Displacement information detection apparatus |
| US5929789A (en) | 1997-04-09 | 1999-07-27 | Hewlett-Packrd Company | Single channel incremental position encorder with incorporated reference mark |
| JP3506613B2 (ja) | 1998-09-21 | 2004-03-15 | 株式会社ミツトヨ | 原点検出方式 |
| US20020190710A1 (en) | 2001-02-13 | 2002-12-19 | Asm Automation Sensorik Messtechnik Gmbh | Magnetic length measuring device |
| US7312437B2 (en) * | 2002-07-02 | 2007-12-25 | Olympus Corporation | Displacement sensor, method for detecting the optimal reference position, and method for judging stability of detecting the reference position of displacement sensor |
| US20060219786A1 (en) * | 2005-04-01 | 2006-10-05 | Metglas, Inc. | Marker for coded electronic article identification system |
| JP4953589B2 (ja) * | 2005-05-25 | 2012-06-13 | 株式会社ミツトヨ | エンコーダの原点信号生成方法及び装置 |
| US7830109B2 (en) | 2007-04-05 | 2010-11-09 | Wako Giken Co., Ltd | Method of setting the origin of a linear motor |
| GB0720972D0 (en) * | 2007-10-25 | 2007-12-05 | Renishaw Plc | Magnetic encoder |
| TWM432094U (en) * | 2012-02-14 | 2012-06-21 | Marson Technology Co Ltd | One-dimensional barcode reader using linear laser as pointer |
-
2013
- 2013-05-09 JP JP2013099153A patent/JP5717787B2/ja active Active
-
2014
- 2014-05-08 US US14/786,265 patent/US9518842B2/en active Active
- 2014-05-08 DE DE112014002315.9T patent/DE112014002315B4/de active Active
- 2014-05-08 WO PCT/JP2014/062403 patent/WO2014181843A1/ja active Application Filing
- 2014-05-08 CN CN201480025253.2A patent/CN105190250B/zh active Active
- 2014-05-09 TW TW103116617A patent/TWI593944B/zh active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0654516A (ja) * | 1992-01-07 | 1994-02-25 | Shicoh Eng Co Ltd | リニア直流モ−タ内へのリニア磁気エンコ−ダの組込み形成方法 |
| JP2003083771A (ja) * | 2001-07-03 | 2003-03-19 | Olympus Optical Co Ltd | エンコーダ |
| JP2008289345A (ja) * | 2007-04-05 | 2008-11-27 | Wako Giken:Kk | リニアモータの原点設定方法 |
| WO2013047610A1 (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-04 | Thk株式会社 | アクチュエータ |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018506741A (ja) * | 2015-01-29 | 2018-03-08 | ニューポート・コーポレイションＮｅｗｐｏｒｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 一体型ピコモーターマウント |
| KR20210122115A (ko) | 2020-03-30 | 2021-10-08 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | 리니어모터반송시스템 및 그 운용방법 |
| TWI792242B (zh) * | 2020-03-30 | 2023-02-11 | 日商住友重機械工業股份有限公司 | 線型馬達搬運系統及其之運用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20160084676A1 (en) | 2016-03-24 |
| WO2014181843A1 (ja) | 2014-11-13 |
| US9518842B2 (en) | 2016-12-13 |
| JP5717787B2 (ja) | 2015-05-13 |
| CN105190250B (zh) | 2017-07-07 |
| CN105190250A (zh) | 2015-12-23 |
| TWI593944B (zh) | 2017-08-01 |
| TW201502477A (zh) | 2015-01-16 |
| DE112014002315T5 (de) | 2016-01-21 |
| DE112014002315B4 (de) | 2018-04-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5717787B2 (ja) | リニアエンコーダ装置、及び基準位置検出方法 | |
| JP5443718B2 (ja) | リニアモータシステム及び制御装置 | |
| JP5567823B2 (ja) | リニアスケール、リニアモータ、及びリニアモータの制御装置 | |
| JP5390109B2 (ja) | リニアモータの原点設定方法 | |
| KR101479364B1 (ko) | 리니어 모터의 위치 검출 시스템 | |
| JP5896166B2 (ja) | 磁気式の位置センサと移動体及び移動体システム | |
| JP2006292396A (ja) | 位置検出器および位置決め装置 | |
| JP2011078196A (ja) | リニアモータの駆動システム及び制御方法 | |
| CN101009455A (zh) | 长行程大推力永磁式无刷直线直流电动机 | |
| JPWO2010024234A1 (ja) | 分散配置リニアモータおよび分散配置リニアモータの駆動システム | |
| JP6206458B2 (ja) | 移動体、及び、移動体の位置検出方法 | |
| JP5529637B2 (ja) | リニアモータの位置検出システム | |
| JP2012005233A (ja) | リニアモータの制御装置 | |
| JP2022517862A (ja) | 長尺リニア永久磁石モータのための位置センサ | |
| JPWO2013047610A1 (ja) | アクチュエータ | |
| JP4920941B2 (ja) | リニアスケールの製造方法 | |
| JP2006287098A (ja) | 位置決め装置 | |
| JP6576285B2 (ja) | 推力測定装置および推力測定方法 | |
| JP2010142033A (ja) | リニアモータ | |
| JPH07161153A (ja) | ヘッド駆動装置とその起動方式 | |
| JP2017166883A (ja) | エンコーダ装置及びエンコーダ装置付き運動案内装置 | |
| JP2011061995A (ja) | リニアモータ及びリニアモータの位置検出方法 | |
| WO2024079787A1 (ja) | 磁気式エンコーダ | |
| JP5026559B2 (ja) | リニアモータの制御装置 | |
| JP2004309356A (ja) | 位置検出方法、位置検出装置及び位置制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140929 |
|
| A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20140929 |
|
| A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20141015 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141021 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141222 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150217 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150317 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5717787 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |