JP7351993B1 - 位置検出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
位置検出装置1は、移動体2の移動をガイドする金属製のレール4と、レール4に配設されるスケール6と、移動体2と一体に設けられたセンサユニット8を備える。位置検出装置1は、本実施形態では工作機械における移動制御対象の位置を検出するものである。移動制御対象には、例えば主軸やテーブルなどが含まれる。
センサホルダ9における移動体2とは反対側端面にスクレーパユニット24が設けられ、そのスクレーパユニット24を外側から覆うようにカバー26が組み付けられる。カバー26は、ねじ27によりセンサホルダ9に固定される。スクレーパユニット24は、三枚のスクレーパ28a~28cを重ねる積層構造を有する(これらを特に区別しない場合には、単に「スクレーパ28」と称す)。
磁気センサ10は、センサホルダ9に組み付けられるヘッドホルダ11と、ヘッドホルダ11に支持される検出ヘッド30を含む。検出ヘッド30は、ヘッドホルダ11の端部においてカバー20を挟んでスケール6と対向する位置に設けられる。検出ヘッド30は、MR素子を含む。検出ヘッド30は、クーラント等による汚染防止のため、基板に実装したMR素子を樹脂封止して構成されてもよい。磁気センサ10は、ヘッドホルダ11が図示略のねじによりセンサホルダ9に組み付けられることで、スケール6と対向配置される。
ヘッドホルダ11には、カバー20と対向するように検出ヘッド30が設けられる。カバー26には配管接続部50が設けられている。配管接続部50の一端は外部に露出し、図示略の外部配管を介してエア供給源に接続される。
図8(A)に示すように、エア通路54が分岐した分岐通路55,57のそれぞれの端部に開口56,58が設けられている。エア通路54における分岐通路55,57の上流側に流量センサ62が設けられている。磁気センサ10には、検出ヘッド30や流量センサ62による検出信号を処理する情報処理回路60が設けられている。情報処理回路60は、それらの検出信号を処理し、ケーブル12を介して図示しない外部装置へ出力する。
位置検出装置1は、各種センサの検出値に基づいて所定の処理を実行する検出処理装置100を含む。検出処理装置100の各構成要素は、CPU(Central Processing Unit)および各種コンピュータプロセッサなどの演算器、メモリやストレージといった記憶装置、それらを連結する有線または無線の通信線を含むハードウェアと、記憶装置に格納され、演算器に処理命令を供給するソフトウェアによって実現される。コンピュータプログラムは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、それらの上位層に位置する各種アプリケーションプログラム、また、これらのプログラムに共通機能を提供するライブラリによって構成されてもよい。以下に説明する各ブロックは、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。
入力部120はセンサ信号取得部124を含む。センサ信号取得部124は、磁気センサ10(検出ヘッド30)および流量センサ62の各検出信号を取得する。センサ信号取得部124は「流量検出部」として機能する。出力部122は、変位情報出力部126および表示部128を含む。変位情報出力部126は、データ処理部112にて算出された位置情報を外部装置へ出力する。
距離算出テーブル160には、流量センサ62により検出されうる流量Vと、検出ヘッド30とカバー20との距離Taとが対応づけられている。流量Vと距離Taとの関係は、実験等により予め設定される。第1距離判定部144は、流量センサ62により検出されるエアの流量Vを用いて距離算出テーブル160を参照することにより、距離Taを判定する。
位置検出装置1では、磁気センサ10にエア通路が設けられ、移動体2の移動とともにカバー20にエアを吹き付けるため、カバー20の上面の異物を除去できる。それにより、異物による磁気センサ10の誤検出を防止又は抑制できる。また、磁気センサ10とスケール6との距離に関し、エアの流量に基づき機械的に検出される距離と、磁気信号に基づき電気的に検出される距離とに基づき、カバー20上の異物の固着等を検出できる。その異常を報知することで、工作機械のオペレータにメンテナンスを促すなど適切な措置をとることができる。結果的に、スケール6を異物から保護でき、磁気センサ10による位置検出精度を確保しやすい。
図11は、変形例1に係る異物排出構造を表す図であり、図8(A)に対応する。
本変形例は、エア通路54における分岐通路55,57にそれぞれ流量センサ62,64が設けられている。流量算出部132は、流量センサ62の検出情報に基づいて分岐通路55を流れるエアの流量を算出し、流量センサ64の検出情報に基づいて分岐通路57を流れるエアの流量を算出する。
本変形例では、エア通路254が磁気センサ10のトラック方向(Z方向)に分岐し、分岐通路254a,254bを形成している。レール4の一方のガイド面14aに分岐通路254aの開口256aが対向し、他方のガイド面14bに分岐通路254bの開口256bが対向する。分岐通路254aに流量センサ262a(第1流量センサ)が設けられ、分岐通路254bに流量センサ262b(第2流量センサ)が設けられる。
上記実施形態では、流量センサをセンサユニット8の内部に設ける構成を例示した。変形例においては、センサユニット8の外部に設けてもよい。また、上記実施形態では詳細を述べなかったが、表示部128として機能する表示装置(ディスプレイ、LED等)をセンサユニット8に設けてもよいし、センサユニット8とは別に設けてもよい。
Claims (3)
- 移動体をガイドするレールと、
前記レールに沿って配されるスケールと、
前記移動体の位置を検出するためのセンサであって、前記移動体に組み付けられるホルダと、前記ホルダに支持され前記スケールと対向する検出ヘッドと、有するセンサと、
前記スケールを覆うように前記レールに配されるカバーと、
を備え、
前記ホルダは、エアが流れることが可能なエア通路の開口を有し、
前記開口は、前記スケールと対向する前記ホルダの対向面にあり、かつ、前記移動体の移動方向における端部側にあり、
前記検出ヘッドは、前記カバーを挟んで前記スケールと対向し、
前記開口が前記カバーと対向し、
前記エア通路を流れるエアの流量を検出する流量検出部と、
検出されたエアの流量に基づいて、前記センサと前記カバーとの距離を判定する第1距離判定部と、
をさらに備える、位置検出装置。 - 前記ホルダの前記移動方向の外側に設けられ、前記カバーに付着した異物を除去するためのスクレーパをさらに備え、
前記開口は、前記ホルダにおける前記スクレーパよりも内側に設けられている、請求項1に記載の位置検出装置。 - 前記センサの検出情報に基づいて前記センサと前記スケールとの距離を判定する第2距離判定部と、
前記第1距離判定部が判定した距離と、前記第2距離判定部が判定した距離とに基づき、予め定める報知処理を実行する報知処理部と、
を備える、請求項1に記載の位置検出装置。
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