JPS602602B2 - 原点信号検出用ゼロ信号の発生状態識別装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、リニアェンコーダの如きディジタル棚長装置
における原点信号検出用ゼロ信号の発生状態を識別する
装置に関する。

長さの測定や工作機械等のステージの位置決め等に主に
用いられているディジタル側長装置としては、アブソリ
ュート方式又はインクリメンタル方式のリニアェンコー
ダがある。

近年、アブソリュート方式のもつ絶対位置情報表示と、
インクリメンタル方式のもつ任意の位置から一定の位鷹
までの移動距離情報の表示という夫々の機能を１つの装
置で行なう為に原点信号を有するインクリメンタル方式
のデジタル側長装置が開発され、用いられるようになっ
てきた。それらには、その原点信号を検出する為に、リ
ニアェンコーダのパルススケールに原点信号検出用スケ
ールを、及びインデックススケールに原点信号検出用ス
ケールと対応する窓を設けたり、或いはインデックスス
ケールと独立して、原点信号を検出する為のＩＪミット
スイッチをパルススケ−ルと粗合せたりして、原点信号
検出用ゼロ信号が作成されている。

この原点信号は立ち上り検出回路で原点信号検出用ゼロ
信号の立ち上りを検出し、その立ち上りをパルス化して
作成されたものである。

上述の原点信‐烏検出用ゼロ信号の作成において、前者
の場合にはパルススケールとインデックススケールとが
、また後者の場合にはパルススケールとＩＪミットスイ
ッチとが工作機械等に所定の関係に取付いていない時に
は、原点信号検出用ゼロ信号が長すぎたり或いは短すぎ
たりした状態で発生し、所定の関係に取付いているとき
には一定の長さの原点信号検出用ゼロ信号が発生してい
る。

即ち、いずれの場合であっても原点信号検出用ゼロ信号
はェンコーダの工作機械等への取付具合によって発生状
態が変わってくる。

換言すれば、‘１’パルススケールと原点検出用の窓を
有するインデックススケールとの一方を可動部材（機械
のステージ等）に、他方を固定部村（機械の本体）に取
付けるに際し、各々の間隔及び向きが設計通りの位置関
係に取付いていれば、原点信号検出用ゼロ信号はあらか
じめ定めた所定（一定）の長さであり、設計通りに取付
いていなければ、原点信号検出用ゼロ信号の幅は上記所
定の長さに比し、長くなったり短かくなったりするので
あり、【２｝同様に、パルススケールとりミットスイッ
チとが設計通りの位置関係に取付いていないと、原点信
号検出用ゼロ信号はあらかじめ定めた一定の長さになら
ないのである。

以下に、原点信号検出用ゼロ信号を作成する為の原点信
号検出用スケールとパルススケール内に、原点信号検出
用スケールと対応する窓をインデックススケール内に有
するリニアェンコーダを例にとって、従来の原点信号検
出用ゼロ信号の発生状態の識別について図に基づき説明
する。

第１図は周知のインクリメンタル方式のリニアェンコー
ダの概要図である。１はパルススケール‐であり、１０
〃ｍ程度の明暗の縞線で主スケール部ｌｍと原点検出用
スケール部ｌｚとを形成したものである。

パルススケール１に対してわずかな間隔を隔てた位置に
インデックススケール４があり、それには主スケール部
ｌｍと等ピッチのスケールを有する２つの窓４ａ，４ｂ
があり、この２つの窓４ａ，４ｂの各スケールは互に１
／４ピッ．チの位相差を有している。また、インデック
ススケール４には、パルススケール１の原点信号検出用
スケール部ｌｚに対向する位置に原点検出用の窓４Ｚが
ある。窓４ａ，４ｂ，４ｚに夫々対応する位贋に発光ダ
イオード６ａ，６ｂ，６ｚ及び受光素子５ａ，５ｂ，５
ｚとが第１図に示す如くパルススケール１及びインデッ
クススケール４をはさむ様に固段されている。パルスス
ケール１のみは機械のステージ等（不図示）に取付けら
れるの・で移動可能であり、インデックススケール４、
発光ダイオード６、受発素子５は機械本体（不図示）に
園設されるので移動不能ある。パルススケール１とイン
デックススケール４を相対的に移動させた場合、第２図
の上部に示す主計数信号１０ａ，１０ｂが受光素子５ａ
，５ｂか１う夫々発生するので、これらを計数表示する
ことにより、両スケールの相対的移動量が読みとれる。

主計数信号１０ａ，１０ｂを夫々矩形波信号１１ａ，１
１ｂに波形整形し、信号１１ａ，１１ｂ三英々の立ち上
りと立ち下りとで信号１０ａ，１２一ｂの２倍の周波数
を有するパルス列１２を作成する。

また、両スケール１及び４を相対的に移動させ１ヒ場合
、原点検出用ゼロ信号１０ｚが受光素子５＝ａより第２
図の上部に示す如き波形で発生し、これを矩形波に整形
したものが信号１１ｚである。

いま、リニアェンコーダが機械に取り付けられる前には
予めパルススケール１とインデックススケール４とが所
定の関係に調整されており、その，とき原点信号検出用
ゼロ信号１１ｚが所定の長さに得られている状態にあっ
たとする。しかし、機械本体にリニアェンコーダが実際
に取り付けられる際にパルススケール１とインデックス
スケール４とが所定の関係でなかった場合には、前述し
た如く原点信号検出用ゼロ信号１１ｚが所定の長さより
長すぎたり、或いは短すぎたり、即ち不安定な発生状態
になるということが生じていた。

従って、リニアェンコーダを機械に取り付ける時に、原
点信号検出用ゼロ信号の発生状態を謙賜Ｕすることは、
パルススケールとインデックススケールとの取り付け具
合が所定の関係にあるか否かを知る上で重要である。

原点信号検出用ゼロ信号はパルススケ−ル１の有効長の
中の１箇所か、又は例えば５仇舷程の間隔をもって配置
されているので、信号が瞬間的にかつ単発的にしか出て
こない。

それをオシロスコープ等で観察しても連続した信号とし
ては見ることができないので、一瞬の信号１ １ｚの波
形の観察が困難であった。また、−瞬の信号１ １ｚの
波形を長時間記憶しておける記憶式オシロスコープも実
際に用いられているが、これは非常に高価なものである
。以上のことは、原点信号検出用スケールｌｚとそれに
対応する窓４ｚを有し、それらで原点信号検出用ゼロ信
号を作成するェンコーダのみならず、インデックススケ
ールとは独立してパルススケールとＩＪミットスイッチ
を組合せて原点信号検出用ゼロ信号を作成する場合にも
同様なことが言える。

本発明の目的は、オシロスコープ等で波形を観察するこ
とないこ安価でかつ確実に原点信号検出用ゼロ信号の発
生状態を識別できる装置を提供することである。

以下に、原点信号検出用ゼロ信号を作成する為に、原点
信号検出用スケールをパルススケール内に、原点信号検
出用スケールと対応する窓をインデックススケール内に
有するリニアェンコーダを用いて、本発明の実施例を図
に基づき詳説する。

第３図ａに基づき、第１実施例について説明する。第３
図ａにおいて、１３はアップダウンカウンタであり、こ
れに第４図下部に示すパルス列１２が入力され計数され
ている。

前述した如く、本発明では立ち上り検出回路１７によっ
て原点信号検出用ゼロ信号・１１ｚの立ち上り＆鷹Ｓ，
でのパルス信号ｒを検出し、このパルス信号ｒを原点信
号と設定している。

原点信号則ちパルス信号ｒはアップダウンカウンター３
に入ったとき、カウンタ１３をゼロリセットする。

従って、パルス信号ｒが発生した後ではカゥンタ１３は
ゼロリセットされた状態からのパルス列１２を計数し、
その数値が記憶回路１４に送られる。立下り検出回路１
６から立ち下りパルスが発生した瞬間に記憶回路１４に
アップダウンカウンタ１３の値が保持される。即ち、カ
ウンタ１３は立ち上り位置Ｓ，からパルス列１２の計数
をし、記億回路１４において立ち上り位置Ｓ，から立ち
下り位置Ｓ２までのパルス数が記憶され、これが発光ダ
イオード数字表示素子１５で表示される。

例えば、本実施例では、パルススケール１を十万向送り
にした際、原点信号検出用ゼロ信号１１ｚの立ち上り位
置Ｓ，から立ち下り位置Ｓ２までのパルス計数値が第４
図の如く十５となった場合に、リニアヱンコーダの工作
機械等への取付が所定の関係になったと設定している。

ところが、実際にリニアヱンコーダを機械に取付けた際
取付具合が所定の関係にない場合には、パルス計数値が
例えば十７或いは十３になり、所定値より長すぎたり短
すぎたりする。従って、原点信号検出用ゼロ信号の発生
状態を識別することにより取付具合が所定の関係にある
か杏かが判る。以上の如く、本実施例によれば、記憶表
示式オシロスコープを用いなくとも、計数回路の機能に
記憶回路、立ち下り検出回路、立ち上り検出回路を付加
するだけで原点信号検出用ゼロ信号の発生状態を確実に
識別することができる。

次に、第２実施例を第３図ｂに基いて説明する。

第３図ｂに示す如く、第２実施例は第１実施例で用いた
記憶回路１４に代わる手段を用いて、原点信号検出用ゼ
ロ信号の発生状態を識別するものである。

本実施例では、パルス列１２がゲート回磯１８を介して
アップダウンカウンタ１３に入方され、計数される。

原点信号検出用ゼロ信号１１ｚの立ち上り信号を立ち上
り検出回路１７でとり出し、セットリセットフリップフ
ロツプ回路１９のＳ端子に入れ、これをセットする。信
号１１ｚの立ち下り信号を立ち下り検出回路２０で検出
して回路１９のＲ端子に入れ、これをリセツトする。フ
リツプフロップ回路１９によりゲート回路１８は、原点
信号検出用ゼロ信号１１ｚの立ち上りから立ち下りまで
の一定の間だけパルス列１２をアップダウンカウンター
３に入力する。また、立ち上り検出回路１ ７で検出さ
れる原点信号パルスｒ，は、それが発生するとき、アッ
プダウンカウンタ１３をゼロリセットする。パルススケ
ール１を十方向に移動した場合、アップダウンカゥンタ
１３は原点信号検出用ゼロ信号１１ｚの立ち上り位置Ｓ
．でのパルスｒ．が発生したときから原点信号検出用ゼ
ロ信号１１ｚの立ち下り位置Ｓ２でのパルスｈ，が発生
したときまでのパルス列１２を計数し、その値をホール
ドして発光ダイオード数字表示素子１５で表示しておけ
ば、本実施例でも第１実施例と全く同様の効果を得るこ
とができる。尚、上記実施例では原点信号検出用スケー
ルをパルススケール内に、原点信号検出用スケールと対
応する窓をインデックススケール内に有するリニアェン
コーダを用いて本発明を説明しているが、それらを有す
る代わりにパルススケールにリミットスイッチを粗合せ
て原点信号検出用ゼ。

信号を作成するりニアヱンコーダにも本発明を応用でき
る。また、上記実施例では光電式ェンコーダについての
み本発明を説明しているが、磁気式ェンコーダについて
も本発明を応用できるのは勿論である。

以上の如く、本発明によれば、オシロスコープ等で観察
することないこ安価でかつ確実に原点信‐号検出用ゼロ
信号の発生状態を識別できる装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は周知のインクリメンタル方式のリニア．ェンコ
ーダの概要図、第２図は第１図の装置に関する２つの主
計数信号、原点検出用ゼロ信号、これらの３つの信号を
矩形波に整形した信号、及び主計数信号の２倍の周波数
を持つパルス列を示す図、第３図は本発明の２つの実施
例を示すブロック図、第４図は第３図の装置に関する矩
形波に整形された２つの主計数信号、同じく矩形波に整
形された頂点検出用ゼロ信号、主計数信号の２倍の周波
数を持つパルス列、原点信号などを示す図である。 主要部分の符号の説明、１・・・・・・パルススケール
、ｌｍ……主スケール部、４……インデックススケール
、４ａ，４ｂ……インデックススケールの２つの窓、１
７・・・・・・原点信号発生回路、１３…肌アップダウ
ンカウンタ、１４・・・・・・記憶回路、１１；，２０
．．．・・・立ち下り検出回路、１９…・・・セット１
．’セットフリップフロツプ回路、１８…・・・パルス
発生回路からのパルスを一定期間カゥン外こ入力するゲ
ート回路、ｌｚ・・・・・・原点信号検出用スケール、
４ｚ・・・・・・原点信号検出用スケールと対応する裏
。 才１図 才２図 才３図 汁４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パルススケールと該スケールに対向せしめたインデ
   ツクススケールとを有し、該両スケールの相対的移動量
   に応じた数のパルスを出力するパルス発生装置と、前記
   相対的移動の所定位置において、原点信号検出用ゼロ信
   号を発生するゼロ信号発生装置と、を有する位置検出装
   置の原点信号検出用ゼロ信号の発生状態識別装置におい
   て、前記パルス発生装置とゼロ信号発生装置とに接続さ
   れ、前記ゼロ信号が入力される間に入力される前記パル
   スを計数する計数装置と、該計数装置により計数された
   パルス数に応じた表示を行なう表示装置とを有し、前記
   表示装置の表示から前記ゼロ信号の幅を知ることを特徴
   とする識別装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の装置において、前記
   ゼロ信号の発生開始時に該計数装置がゼロリセツトされ
   ることを特徴とする識別装置。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載の装置において、該計
   数装置がアツプダウンカウンタと、記憶回路と、原点信
   号検出用ゼロ信号が立ち下り位置に達した時にパルスを
   発生する立ち下り検出回路とを有し、該記憶回路は、該
   ゼロリセツト位置から該立ち下り検出回路からの該パル
   スが発生する時までの該パルス発生装置からの該アツプ
   ダウンカウンタによる計数値を該立ち下り検出回路から
   の該パルスにより記憶することを特徴とする識別装置。 ４ 特許請求の範囲第２項に記載の装置において、該計
   数装置がアツプダウンカウンタと、原点信号検出用ゼロ
   信号の立ち下り信号を検出する立ち下り検出回路と、該
   ゼロ信号の発生開始時にセツトされかつ立ち下り検出回
   路からの信号でリセツトされるセツトリセツトフリツプ
   フロツプ回路と、このフリツプフロツプ回路により原点
   信号検出用ゼロ信号の立ち上りから立ち下りまでの一定
   の間だけ該パルス発生装置からのパルスを該カウンタに
   入力するゲート回路とを有し、該アツプダウンカウンタ
   は該ゼロリセツト位置から原点信号検出用ゼロ信号の立
   ち下り位置までの該パルス発生装置からのパルスを計数
   し、その計数値をホールドすることを特徴とする識別装
   置。５ 特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか
   に記載の装置において、該原点信号検出用ゼロ信号発生
   装置は、該パルススケールに設けられた原点信号検出用
   スケールと、該インデツクススケールに設けられた該原
   点信号検出用スケールと対応する窓との組合せで原点信
   号検出用ゼロ信号を発生することを特徴とする識別装置
   。