セパレート型エンコーダ、及び、その取付方法
【課題】スケールと検出器の相対的な位置関係を簡単に把握でき、取付調整が容易にできるようにする。
【解決手段】スケール１０と検出器２０が別体とされ、測定対象への取付時に位置合わせが必要なセパレート型エンコーダにおいて、検出器２０に、測定方向と直交するラテラル方向のずれを検出するためのずれ量検出センサ３１、３２を設けて、スケール１０と検出器２０のずれを表示できるようにする。前記ずれ量検出センサ３１、３２で検出され、表示されるスケール１０と検出器２０のずれが解消されるように、スケール１０と検出器２０の位置合わせを行なうことができる。
【解決手段】スケール１０と検出器２０が別体とされ、測定対象への取付時に位置合わせが必要なセパレート型エンコーダにおいて、検出器２０に、測定方向と直交するラテラル方向のずれを検出するためのずれ量検出センサ３１、３２を設けて、スケール１０と検出器２０のずれを表示できるようにする。前記ずれ量検出センサ３１、３２で検出され、表示されるスケール１０と検出器２０のずれが解消されるように、スケール１０と検出器２０の位置合わせを行なうことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セパレート型エンコーダ、及び、その取付方法に係り、特に、複数のトラックを持つアブソリュートエンコーダに用いるのに好適な、スケールと検出器の位置合わせを容易に行なうことが可能な、セパレート型エンコーダ、及びその取付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械などで使用されるフィードバック用リニアエンコーダでは、電源投入時に絶対位置の検出が可能なアブソリュートエンコーダが一般的である。
【０００３】
このアブソリュートエンコーダは、測定方向と垂直なラテラル方向に配置された２トラック以上の複数のトラックを有するスケールを組合せて絶対位置を検出する方式が主流であり、スケールと検出器の位置関係を正確に調整する必要がある。
【０００４】
即ち、例えば２トラック構成のアブソリュートエンコーダの場合、図１に示すように、スケール１０と検出器２０の検出センサそれぞれに、対応するトラック１１、１２と検出センサ２１、２２があり、正常な位置検出を行なうためには、図２のように、トラック１１及び１２の検出センサ２１、２２とスケール１０が正しい状態で向き合うことが必要である。これに対して、図３に示すように、スケール１０と検出器２０の位置関係が例えばラテラル方向（図３は上方向）にずれていると、検出センサ２１、２２が正しい位置を検出することができない。
【０００５】
そこで、特にスケールと検出器が別々の構成のセパレート型エンコーダにおいては、装置に組み付ける際にスケールと検出器の位置関係を正しく設定するため、検出器の取付面の加工精度を上げたり、或いは、特許文献１に記載されているように、検出器の傾きによるトラック毎に設けられた位置検出用トラック検出センサ間の読取値の違いを検出して、スケールに対する検出器の傾き（ヨーイング）による誤差を補正することが提案されている。
【０００６】
又、出願人は、特許文献２で、スケール側にも傾き検出用コイルを配置することにより、検出器の傾き方向を検出して補正することを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−３２４９４８号公報
【特許文献２】特開２００８−６４４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、検出器取付面の加工精度を上げても、取付調整を容易にすることはできず、各トラックで検出される信号を見ながら、機械的に最適な位置に合わせる必要があり、正しい状態になっているか、又、どちらにずらせば良いか不明であるため、手間がかかっていた。
【０００９】
一方、特許文献１、２の技術は、いずれも、検出器の位置関係（角度）が変動しても検出器側で補正を行い、厳密な位置関係の調整を不要とすることを目的としている。従って、いずれの技術も、取付調整を容易とするものではなく、更に、スケールに対する検出器のヨーイングによる誤差を補正することはできるかも知れないが、ラテラル方向のずれによる誤差を補正することはできないという問題点を有していた。
【００１０】
又、特許文献２に記載の技術では、スケール側にも位置検出とは別の傾き検出用コイルを配置しなければならないという問題もあった。
【００１１】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、スケールと検出器の相対的な位置関係を簡単に把握して、取付調整を容易にすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、スケールと検出器が別体とされ、測定対象への取付時に位置合わせが必要なセパレート型エンコーダにおいて、検出器に、測定方向と直交するラテラル方向のずれを検出するためのずれ量検出センサを設け、スケールと検出器のずれを表示できるようにして、前記課題を解決したものである。
【００１３】
ここで、前記ずれ量検出センサを、検出器の測定方向両端に設けて、ヨーイング方向のずれの表示を可能とすることができる。
【００１４】
又、前記ずれ量検出センサを、ラインセンサとすることができる。
【００１５】
又、前記エンコーダを、複数のトラックを持つアブソリュートエンコーダとすることができる。
【００１６】
本発明は、又、前記のセパレート型エンコーダの取付に際して、前記ずれ量検出センサで検出され、表示されるスケールと検出器のずれが解消されるように、スケールと検出器の位置合わせを行なうようにしたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、スケールと検出器のずれを表示できるので、相対的な位置関係を簡単に把握でき、取付調整を容易に行うことができる。特に、ずれ量検出センサを、検出器の測定方向両端に設けた場合には、ヨーイング方向のずれも把握することができる。
【００１８】
更に、スケールと検出器の相対的な位置関係が定量的にわかるので、スケールと検出器の機械的な取付許容に対するマージンがわかり、取付調整が容易になる。
【００１９】
又、機械的な取付許容に対するマージンが確認出来るため、図４に示す如く、装置のスケール走り方向の変動分に影響するスケール取付面の相対的な加工精度を緩めることもできる。
【００２０】
本発明は、複数のトラックを持ち、精密な位置調整が容易なアブソリュートエンコーダに有効なものであるが、インクリメンタルエンコーダにも同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】２トラックのアブソリュートエンコーダのスケールと検出器の構成を模式的に示す平面図
【図２】同じくスケールに対して検出器が正しく調整されている状態を示す平面図
【図３】同じくスケールと検出器の位置関係がラテラル方向にずれた状態を示す平面図
【図４】本発明の効果を説明する図
【図５】本発明の第１実施形態の構成を示す（Ａ）平面図及び（Ｂ）ずれ量検出センサの出力の例を示す図
【図６】第１実施形態の表示例を示す図
【図７】本発明の第２実施形態の構成を示す（Ａ）平面図及び（Ｂ）ずれ量検出センサの出力の例を示す図
【図８】第２実施形態における検出回路の構成を示すブロック図
【図９】同じく（Ａ）ヨーイング方向にずれた状態と（Ｂ）ずれを解消した状態の棒グラフによる表示例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下図面を参照して、本発明の第１実施形態を詳細に説明する。
【００２３】
本発明の第１実施形態は、図５に示す如く、位置検出用のトラック１、２検出センサ２１、２２とは別に、検出器２０の一端（図では右端）部に、ラテラル方向のずれ量を検出するためのずれ量検出センサ３１を設けたものである。
【００２４】
該ずれ量検出センサ３１は、例えばＣＭＯＳイメージセンサなどのラインセンサを用いて、スケールトラック１１、１２の有無を検出するようにしておき、図５（Ｂ）に例示するように位置検出用のトラック１、２検出センサ２１、２２の位置と、スケールトラック１１、１２のラテラル方向位置との照合を行なわせ、スケール１０と検出器２０の位置関係が正しいかどうかを判断する。図５の場合、トラック１のピークは検出できるが、トラック２のピークは検出できない。
【００２５】
検出センサの位置とスケールトラックとの照合結果を表示用ＬＥＤやパソコンなどの表示部に出力し、例えば図６（Ａ）に示す如く、（１）トラック１、２のピークが両方とも完全にとれるＯＫの場合、（２）図５のように検出器２０が上へずれて下のトラック２のピークがとれず、検出器２０を下方に移動すべき場合、（３）逆に検出器２０が下へずれて上のトラック１のピークがとれず、検出器２０を上方に移動すべき場合の３つの表示灯で表示すれば、検出センサとスケールトラックの位置関係が正しいか、視覚的に判断でき、且つずれの方向（従って検出器の移動方向）もわかるので、調整を容易に行うことができる。
【００２６】
又、図６（Ｂ）に示すように、バーグラフで表示すれば、ずれ量も把握でき、取付調整が更に容易になる。
【００２７】
この第１実施形態によれば、ラテラル方向のずれを検出できる。
【００２８】
次に、ずれ量検出センサを一つ追加して、ヨーイング方向のずれも検出できるようにした本発明の第２実施形態を説明する。
【００２９】
本実施形態は、図７に示すように、検出器２０の測定方向両端にずれ量検出センサ３１と３２を設けたものである。
【００３０】
本実施形態における検出回路の構成例を図８に示す。図において、４０は、トラック１検出センサ２１とトラック２検出センサ２２の出力を処理して変位信号を得るための処理回路、４２は、ずれ量検出センサ３１と３２の出力を処理して、ずれ量検出センサ３１及びずれ量検出センサ３２の位置におけるずれをそれぞれ計算するマイコン、４４は、パソコン４６と、表示用ＬＥＤや、例えばパソコン４６のモニタ上に表示されるバーグラフ４８を備えた表示部である。
【００３１】
バーグラフの表示例を図９に示す。ヨーイング方向にずれた状態を図９（Ａ）、ヨーイング方向に調整された正しい状態を図９（Ｂ）に示す。
【００３２】
このようにして、本実施形態によれば、ずれ量検出センサ３１と３２のセンサ出力でスケールトラックの位置が異なる場合に、ヨーイング方向のずれが発生していることを容易に確認できる。
【００３３】
なお、前記実施形態においては、本発明がアブソリュート型のリニアエンコーダに適用されていたが、本発明の適用対象は、これに限定されず、インクリメンタル型のリニアエンコーダや、円弧エンコーダ、ロータリエンコーダにも同様に適用できる。トラックの数も２つに限定されず、１つ又は３つ以上でも構わない。
【符号の説明】
【００３４】
１０…スケール
１１、１２…スケールトラック
２０…検出器
２１、２２…トラック検出センサ
３１、３２…ずれ量検出センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セパレート型エンコーダ、及び、その取付方法に係り、特に、複数のトラックを持つアブソリュートエンコーダに用いるのに好適な、スケールと検出器の位置合わせを容易に行なうことが可能な、セパレート型エンコーダ、及びその取付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械などで使用されるフィードバック用リニアエンコーダでは、電源投入時に絶対位置の検出が可能なアブソリュートエンコーダが一般的である。
【０００３】
このアブソリュートエンコーダは、測定方向と垂直なラテラル方向に配置された２トラック以上の複数のトラックを有するスケールを組合せて絶対位置を検出する方式が主流であり、スケールと検出器の位置関係を正確に調整する必要がある。
【０００４】
即ち、例えば２トラック構成のアブソリュートエンコーダの場合、図１に示すように、スケール１０と検出器２０の検出センサそれぞれに、対応するトラック１１、１２と検出センサ２１、２２があり、正常な位置検出を行なうためには、図２のように、トラック１１及び１２の検出センサ２１、２２とスケール１０が正しい状態で向き合うことが必要である。これに対して、図３に示すように、スケール１０と検出器２０の位置関係が例えばラテラル方向（図３は上方向）にずれていると、検出センサ２１、２２が正しい位置を検出することができない。
【０００５】
そこで、特にスケールと検出器が別々の構成のセパレート型エンコーダにおいては、装置に組み付ける際にスケールと検出器の位置関係を正しく設定するため、検出器の取付面の加工精度を上げたり、或いは、特許文献１に記載されているように、検出器の傾きによるトラック毎に設けられた位置検出用トラック検出センサ間の読取値の違いを検出して、スケールに対する検出器の傾き（ヨーイング）による誤差を補正することが提案されている。
【０００６】
又、出願人は、特許文献２で、スケール側にも傾き検出用コイルを配置することにより、検出器の傾き方向を検出して補正することを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−３２４９４８号公報
【特許文献２】特開２００８−６４４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、検出器取付面の加工精度を上げても、取付調整を容易にすることはできず、各トラックで検出される信号を見ながら、機械的に最適な位置に合わせる必要があり、正しい状態になっているか、又、どちらにずらせば良いか不明であるため、手間がかかっていた。
【０００９】
一方、特許文献１、２の技術は、いずれも、検出器の位置関係（角度）が変動しても検出器側で補正を行い、厳密な位置関係の調整を不要とすることを目的としている。従って、いずれの技術も、取付調整を容易とするものではなく、更に、スケールに対する検出器のヨーイングによる誤差を補正することはできるかも知れないが、ラテラル方向のずれによる誤差を補正することはできないという問題点を有していた。
【００１０】
又、特許文献２に記載の技術では、スケール側にも位置検出とは別の傾き検出用コイルを配置しなければならないという問題もあった。
【００１１】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、スケールと検出器の相対的な位置関係を簡単に把握して、取付調整を容易にすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、スケールと検出器が別体とされ、測定対象への取付時に位置合わせが必要なセパレート型エンコーダにおいて、検出器に、測定方向と直交するラテラル方向のずれを検出するためのずれ量検出センサを設け、スケールと検出器のずれを表示できるようにして、前記課題を解決したものである。
【００１３】
ここで、前記ずれ量検出センサを、検出器の測定方向両端に設けて、ヨーイング方向のずれの表示を可能とすることができる。
【００１４】
又、前記ずれ量検出センサを、ラインセンサとすることができる。
【００１５】
又、前記エンコーダを、複数のトラックを持つアブソリュートエンコーダとすることができる。
【００１６】
本発明は、又、前記のセパレート型エンコーダの取付に際して、前記ずれ量検出センサで検出され、表示されるスケールと検出器のずれが解消されるように、スケールと検出器の位置合わせを行なうようにしたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、スケールと検出器のずれを表示できるので、相対的な位置関係を簡単に把握でき、取付調整を容易に行うことができる。特に、ずれ量検出センサを、検出器の測定方向両端に設けた場合には、ヨーイング方向のずれも把握することができる。
【００１８】
更に、スケールと検出器の相対的な位置関係が定量的にわかるので、スケールと検出器の機械的な取付許容に対するマージンがわかり、取付調整が容易になる。
【００１９】
又、機械的な取付許容に対するマージンが確認出来るため、図４に示す如く、装置のスケール走り方向の変動分に影響するスケール取付面の相対的な加工精度を緩めることもできる。
【００２０】
本発明は、複数のトラックを持ち、精密な位置調整が容易なアブソリュートエンコーダに有効なものであるが、インクリメンタルエンコーダにも同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】２トラックのアブソリュートエンコーダのスケールと検出器の構成を模式的に示す平面図
【図２】同じくスケールに対して検出器が正しく調整されている状態を示す平面図
【図３】同じくスケールと検出器の位置関係がラテラル方向にずれた状態を示す平面図
【図４】本発明の効果を説明する図
【図５】本発明の第１実施形態の構成を示す（Ａ）平面図及び（Ｂ）ずれ量検出センサの出力の例を示す図
【図６】第１実施形態の表示例を示す図
【図７】本発明の第２実施形態の構成を示す（Ａ）平面図及び（Ｂ）ずれ量検出センサの出力の例を示す図
【図８】第２実施形態における検出回路の構成を示すブロック図
【図９】同じく（Ａ）ヨーイング方向にずれた状態と（Ｂ）ずれを解消した状態の棒グラフによる表示例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下図面を参照して、本発明の第１実施形態を詳細に説明する。
【００２３】
本発明の第１実施形態は、図５に示す如く、位置検出用のトラック１、２検出センサ２１、２２とは別に、検出器２０の一端（図では右端）部に、ラテラル方向のずれ量を検出するためのずれ量検出センサ３１を設けたものである。
【００２４】
該ずれ量検出センサ３１は、例えばＣＭＯＳイメージセンサなどのラインセンサを用いて、スケールトラック１１、１２の有無を検出するようにしておき、図５（Ｂ）に例示するように位置検出用のトラック１、２検出センサ２１、２２の位置と、スケールトラック１１、１２のラテラル方向位置との照合を行なわせ、スケール１０と検出器２０の位置関係が正しいかどうかを判断する。図５の場合、トラック１のピークは検出できるが、トラック２のピークは検出できない。
【００２５】
検出センサの位置とスケールトラックとの照合結果を表示用ＬＥＤやパソコンなどの表示部に出力し、例えば図６（Ａ）に示す如く、（１）トラック１、２のピークが両方とも完全にとれるＯＫの場合、（２）図５のように検出器２０が上へずれて下のトラック２のピークがとれず、検出器２０を下方に移動すべき場合、（３）逆に検出器２０が下へずれて上のトラック１のピークがとれず、検出器２０を上方に移動すべき場合の３つの表示灯で表示すれば、検出センサとスケールトラックの位置関係が正しいか、視覚的に判断でき、且つずれの方向（従って検出器の移動方向）もわかるので、調整を容易に行うことができる。
【００２６】
又、図６（Ｂ）に示すように、バーグラフで表示すれば、ずれ量も把握でき、取付調整が更に容易になる。
【００２７】
この第１実施形態によれば、ラテラル方向のずれを検出できる。
【００２８】
次に、ずれ量検出センサを一つ追加して、ヨーイング方向のずれも検出できるようにした本発明の第２実施形態を説明する。
【００２９】
本実施形態は、図７に示すように、検出器２０の測定方向両端にずれ量検出センサ３１と３２を設けたものである。
【００３０】
本実施形態における検出回路の構成例を図８に示す。図において、４０は、トラック１検出センサ２１とトラック２検出センサ２２の出力を処理して変位信号を得るための処理回路、４２は、ずれ量検出センサ３１と３２の出力を処理して、ずれ量検出センサ３１及びずれ量検出センサ３２の位置におけるずれをそれぞれ計算するマイコン、４４は、パソコン４６と、表示用ＬＥＤや、例えばパソコン４６のモニタ上に表示されるバーグラフ４８を備えた表示部である。
【００３１】
バーグラフの表示例を図９に示す。ヨーイング方向にずれた状態を図９（Ａ）、ヨーイング方向に調整された正しい状態を図９（Ｂ）に示す。
【００３２】
このようにして、本実施形態によれば、ずれ量検出センサ３１と３２のセンサ出力でスケールトラックの位置が異なる場合に、ヨーイング方向のずれが発生していることを容易に確認できる。
【００３３】
なお、前記実施形態においては、本発明がアブソリュート型のリニアエンコーダに適用されていたが、本発明の適用対象は、これに限定されず、インクリメンタル型のリニアエンコーダや、円弧エンコーダ、ロータリエンコーダにも同様に適用できる。トラックの数も２つに限定されず、１つ又は３つ以上でも構わない。
【符号の説明】
【００３４】
１０…スケール
１１、１２…スケールトラック
２０…検出器
２１、２２…トラック検出センサ
３１、３２…ずれ量検出センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スケールと検出器が別体とされ、測定対象への取付時に位置合わせが必要なセパレート型エンコーダにおいて、
検出器に、測定方向と直交するラテラル方向のずれを検出するためのずれ量検出センサを設けて、
スケールと検出器のずれを表示できるようにしたことを特徴とするセパレート型エンコーダ。
【請求項２】
前記ずれ量検出センサが、検出器の測定方向両端に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のセパレート型エンコーダ。
【請求項３】
前記ずれ量検出センサが、ラインセンサであることを特徴とする請求項１又は２に記載のセパレート型エンコーダ。
【請求項４】
前記エンコーダが、複数のトラックを持つアブソリュートエンコーダであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のセパレート型エンコーダ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のセパレート型エンコーダの取付に際して、
前記ずれ量検出センサで検出され、表示されるスケールと検出器のずれが解消されるように、スケールと検出器の位置合わせを行なうことを特徴とするセパレート型エンコーダの取付方法。
【請求項１】
スケールと検出器が別体とされ、測定対象への取付時に位置合わせが必要なセパレート型エンコーダにおいて、
検出器に、測定方向と直交するラテラル方向のずれを検出するためのずれ量検出センサを設けて、
スケールと検出器のずれを表示できるようにしたことを特徴とするセパレート型エンコーダ。
【請求項２】
前記ずれ量検出センサが、検出器の測定方向両端に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のセパレート型エンコーダ。
【請求項３】
前記ずれ量検出センサが、ラインセンサであることを特徴とする請求項１又は２に記載のセパレート型エンコーダ。
【請求項４】
前記エンコーダが、複数のトラックを持つアブソリュートエンコーダであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のセパレート型エンコーダ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のセパレート型エンコーダの取付に際して、
前記ずれ量検出センサで検出され、表示されるスケールと検出器のずれが解消されるように、スケールと検出器の位置合わせを行なうことを特徴とするセパレート型エンコーダの取付方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２３７２３１（Ｐ２０１１−２３７２３１Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０７６９３（Ｐ２０１０−１０７６９３）
【出願日】平成２２年５月７日（２０１０．５．７）
【出願人】（０００１３７６９４）株式会社ミツトヨ (979)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月７日（２０１０．５．７）
【出願人】（０００１３７６９４）株式会社ミツトヨ (979)
【Ｆターム（参考）】
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