JPH0412405B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はリニアエンコーダに係り、特に、旋盤
及びボール盤等の工作機械におけるツールとワー
クとの相対位置を検出するのに好適なリニアエン
コーダに関する。

〔発明の背景〕

旋盤等の工作機械におけるツールとワークとの
相対位置を検出する計測器として、例えばインク
リメンタル型リニアエンコーダが用いられてい
る。このリニアエンコーダは、ツールと共に移動
する軸状部材に複数の磁石が直線上に配列され、
かつ各磁石が隣接する磁石と同極同志で対向配置
された磁気スケールと、磁気スケールの移動によ
り磁気スケールの磁石によつて形成される磁石に
感応してパルス信号を発生する位置センサと、位
置センサのパルス信号を計数してツールの移動量
を算出する演算装置とを備え、ツールとワークの
相対位置を検出することができる。ところが、従
来のこの種のリニアエンコーダは、停電によつて
磁気スケールが移動したり、計数状態でないとき
に磁気スケールの位置を変化させたりすると計数
値に誤差が生じるという不具合があつた。

そこで、ツールとワークとの相対位置計数の基
準点となる磁石を磁気スケールに設けると共に、
この磁石の磁界に感応するセンサを付加して基準
点を基にツールとワークとの相対位置を検出する
構成が採用された。このように構成されたリニア
エンコーダによれば、停電によつて磁気スケール
が楕性によつて移動したり、計数状態でないとき
に磁気スケールの位置が変化したりしてもツール
とワークの相対位置が基準点から計数されるた
め、計数値の誤差を補正することができる。

しかし、基準点を一ケ所設けたのではワークの
種類等によつてはリニアエンコーダを有効に活用
することができないため、基準点を複数個設けた
ものが提案されている。ところが、基準点が複数
個設けられた従来のリニアエンコーダは、各基準
点が固定されていたため、ワーク等の種類に応じ
てエンコーダを製造しなくてはならず、エンコー
ダの製造上種類が増加したり、又、ワーク等の種
類に応じて指定の基準点まで磁気スケールを移動
させなければならなかつたため、ツールとワーク
との相対位置を迅速に検出することができなかつ
た。

〔発明の目的〕

本発明は、前記従来の課題に鑑みて為されたも
のであり、その目的は、リニアエンコーダの製品
種類の統一化を図ると共に、リニアエンコーダに
よる相対位置検出の迅速化を図ることにある。

〔発明の概要〕

本発明は、基準点用の複数の磁石が配設された
筒体を有しこの筒体の軸方向に沿つて移動する移
動装置と、前記筒体内に挿入され筒体の軸方向に
沿つて延在すると共に筒体と共に移動する軸状部
材に複数の磁石が直線状に配列され、かつ各磁石
が隣接する磁石と同極同志で対向配置された磁気
スケールと、磁気スケールと筒体との間に挿入さ
れ、磁気スケールの移動により、磁気スケールの
磁石によつて形成される磁界に感応してパルス信
号を発生する位置センサと、磁気スケールと筒体
との間に挿入され、磁気スケールの移動により、
筒体の磁石から発生する磁界に感応して磁界検知
信号を発生する基準点センサと、位置センサ及び
基準点センサの出力信号を受け基準点センサの磁
界検知信号を基準に位置センサのパルス信号を計
数して移動装置の移動量を算出する演算装置と、
を備え、前記移動装置の各磁石は、筒体の軸方向
及び径方向で相異なる位置に配設されたリニアエ
ンコーダによつて前記目的を達成するようにした
ことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を
説明する。

第１図には、本発明の好適な実施例の構成が示
されている。

第１図において、矢印Ｘで示される水平方向に
往復動する移動装置１０にはブラケツト１２，１
４が立設されておりこのブラケツト１２，１４に
は円筒状のシリンダケース１６が固定されてい
る。このシリンダケース１６には、第２図に示さ
れるように、３個のマグネツトリング１８，２
０，２２が軸方向に沿つて離隔して埋設されてい
る。マグネツトリング１８，２０，２２は、第３
図のａ〜ｃに示されるように半円形で形成され、
シリンダケース１６の径方向で相異なる位置に埋
設されている。

又、シリンダケース１６内には、第２図に示さ
れるように、シリンダケース１６の軸方向に沿つ
て延在する軸状のロツドスケール２４が挿入され
ており、ロツドスケール２４の両端部がブラケツ
ト１２，１４に固定されている。このロツドスケ
ール２４は、その表面側に複数の磁石２６が軸方
向に沿つて直線状に配列され、かつ各磁石２６が
隣接する磁石と同極同志で対向配置され、磁気ス
ケールを構成している。

シリンダケース１６とロツドスケール２４との
間にはピストン３０，３２が挿入されている。ピ
ストン３０，３２のロツドスケール２４との対向
面側にはロツドスケール２４に配設された磁石２
６に感応してパルス信号を発生する位置センサ３
４が埋設されている。又、ピストン３２のシリン
ダケース１６内周面側にはマグネツトリング１
８，２０，２２から発生する磁界に感応して磁界
検知信号を発生する基準点センサ３６が埋設され
ている。又、ピストン３０，３２の一端にはロツ
ドスケール２４を囲む円筒体３８の端部と、ロツ
ドスケール２４の軸方向に沿つて延在するロツド
４０，４２の端部に固定されている。

円筒体３８、ロツド４０，４２の他端は第１図
に示されるように、デテクタユニツト４４に固定
されている。デテクタユニツト４４は、固定ステ
ー４６上に立設されたブラケツト４８に固定され
ている。デテクタユニツト４４には演算装置が内
蔵されており、この演算装置にはロツド４０，４
２と円筒体３８との空間部に配設される信号線
（図示省略）を介して位置センサ３４と基準点セ
ンサ３６の出力信号が供給されている。そして、
この演算装置は基準点センサ３６の磁界検知信号
を基準に位置センサ３４のパルス信号を計数して
移動装置１０の移動量を算出するように構成され
ている。そして、この算出値は出力ケーブル５０
を介して、移動装置１０等の制御を行なう制御装
置に供給される。

又、固定ステー４６は、円筒体３８を中心とし
て回動自在に固定されている。そして、基準点セ
ンサ３６の位置が、第３図に示されるように、マ
グネツトリング１８の中央部に位置する第３図の
ａの状態から、固定ステー４６が90゜回転すると、
位置センサ３４がマグネツトリング２０のほぼ中
央に位置する状態となる。又さらに固定ステー４
６がｂの状態から90゜回転すると、基準点センサ
３６がマグネツトリング２２のほぼ中央に位置す
る状態となる。このため、固定ステー４６が第１
図のａに示される位置にあるとき、基準点センサ
３６は、第４図に示されるように、マグネツトリ
ング１８の磁界に感応して磁界検知信号１００を
発生し、固定ステー４６が第１図のｂに示される
位置にあるときには、基準点センサ３６がマグネ
ツトリング２０の磁界に感応して磁界検知信号１
０２を発生する。又さらに固定ステー４６が第１
図のｃに示される位置にあるときには、基準点セ
ンサ３６はマグネツトリング２２の磁界に感応し
て磁界検知信号１０４を発生する。

以上の構成において、固定ステー４６が第１図
のａの位置にあるとき移動装置１０が矢印Ｘ方向
に往復動すると、この移動装置１０の往復動に応
じた移動装置１０の位置検知が位置センサ３２の
出力パルスを基に演算装置によつて計数される。
そして移動装置１０の移動量の算出は基準点セン
サ３６がマグネツトリング１８の磁界に感応した
磁界検知信号を基準に算出される。又、固定ステ
ー４６が第１図のｂ、又は第１図のｃに示される
位置にあるときには、移動装置１０の移動量の算
出は、基準点センサ３６によつてマグネツトリン
グ２０又はマグネツトリング２２の磁界に感応し
た磁界検知信号を基準に行なわれる。

このように本実施例においては、移動装置１０
の移動量を算出する際、計数値の基準となる３個
のマグネツトリング１８，２０，２２が設けられ
ているので、固定ステー４６の位置を変えるだけ
で用途に応じた基準点を選択することができる。
このためワークの種類等によつて基準点を変更す
る場合でも、従来のように固定された基準点まで
磁気スケールを移動させることなく任意の基準点
を選択することができるため、移動装置１０の移
動量を迅速に計測することができると共にエンコ
ーダの製品種類の統一化を図ることができる。

第５図には、デテクタユニツト４４を第１図の
ａ，ｂ，ｃの状態に自動的に移動させる装置の実
施例が示されている。

第５図において、デテクタユニツト４４が固定
されたブラケツト４８がコ字状に形成されたアー
ム６０に固定されておりアーム６０の側部が軸６
２を介して割出しモータ６４の回転軸に連結され
ている。又割出しモータ６４の回転軸には割出し
検出軸６６が連結されており、この割出し検出軸
６６にはドグプレート６８が連結されている。ド
グプレート６８の一端にはドグ７０が固定されて
いる。割出しモータ６４が載置された支持台７２
に立設された側板７４の表面には割出し位置検出
センサ７６，７８，８０がドグ７０の回転方向に
沿つて離隔して配置されている。そして、ドグ７
０と割出し位置検出センサ７４が当接したときに
はデテクタユニツト４４が第１図のａに示される
位置となり、割出しモータ６４の回転駆動によつ
てドグ７０と割出し検出センサ７８とが当接した
ときにはデテクタユニツト４４が第１図のｂの位
置になる。又さらに割出しモータ６４の回転駆動
によつてドグ７０と割出し位置検出センサ８０と
が検出したときにはデテクタユニツト４４が第１
図のｃに示される位置となるように構成されてい
る。

このように、第７図に示されるような基準点自
動選択装置を用いてデテクタユニツト４４を回転
駆動することによつてデテクタユニツト４４を第
１図のａ〜ｃの位置に自動的に移動させることが
できる。なお、ドグ７０と割出し位置検出センサ
７６，７８，８０とが当接したときには割出しモ
ータ６４の駆動は停止され、第１図のａ〜ｃのい
ずれかの状態が維持される。

又、前記実施例においては、マグネツトリング
を３個設けることについて述べたが、マグネツト
リングは３個に限定されるものではなく、多数の
マグネツトリングを設けることによつてワークの
種類又は用途に応じた基準点を設定することがで
きる。又、マグネツトリング１８〜２２の形状は
半円形のものに限定されるものではなく、半円形
以外のものでもシリンダケース１６の軸方向及び
径方向で相異なる位置に配設することによつて複
数の基準点センサを構成することも可能である。

又、前記実施例においては、基準点を変更する
場合にデテクタユニツト４４の位置を変更するこ
とについて述べたが、デテクタユニツト４４の位
置を変更しなくても磁界検知信号のレベルに応じ
て基準点の位置を判定することも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明によれば、移
動装置を構成する筒体に、複数の各磁石が筒体の
軸方向及び径方向で相異なる位置に配設され、こ
れらの磁石に感応する基準点センサの磁界検知信
号を基準に位置センサのパルス信号を計数して移
動装置の移動量を算出するようにしたため、ワー
クの種類や用途に応じて基準点を変更する場合で
も基準点の変更が容易に行なえ移動量算出のため
の計測時間を短縮することができると共に、リニ
アエンコーダの製品種類の統一化を図ることがで
きるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図のａ，ｂ，ｃはそれぞれ本発明の一実施
例を示す構成図、第２図は第１図に示すシリンダ
ケース１６の内部構成図、第３図のａ，ｂ，ｃは
それぞれ第１図に示すデテクタユニツト４４が第
１図のａ，ｂ，ｃに変化したときの基準点センサ
とマグネツトリングの位置関係を説明するための
図、第４図のａ〜ｄは基準点センサの動作説明
図、第５図は基準点自動選択装置の構成図であ
る。 １０…移動装置、１６…シリンダケース、１
８，２０，２２…マグネツトリング、２４…ロツ
ドスケール、３０，３２…位置センサ、３６…基
準点センサ、４４…デテクタユニツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基準点用の複数の磁石が配設された筒体を有
   しこの筒体の軸方向に沿つて移動する移動装置
   と、前記筒体内に挿入され筒体の軸方向に沿つて
   延在すると共に筒体と共に移動する軸状部材に複
   数の磁石が直線状に配列され、かつ各磁石が隣接
   する磁石と同極同志で対向配置された磁気スケー
   ルと、磁気スケールと筒体との間に挿入され、磁
   気スケールの移動により、磁気スケールの磁石に
   よつて形成される磁界に感応してパルス信号を発
   生する位置センサと、磁気スケールと筒体との間
   に挿入され、磁気スケールの移動により、筒体の
   磁石から発生する磁界に感応して磁界検知信号を
   発生する基準点センサと、位置センサ及び基準点
   センサの出力信号を受け基準点センサの磁界検知
   信号を基準に位置センサのパルス信号を計数して
   移動装置の移動量を算出する演算装置と、を備
   え、前記移動装置の各磁石は、筒体の軸方向及び
   径方向で相異なる位置に配設されていることを特
   徴とするリニアエンコーダ。