JPH0476797B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レールタイプあるいはアームタイプ
の自在平行定規に関し、更に特定すれば、ヘツド
のXY座標軸方向の移動量又は直定規の回転移動
量を表示器にデイジタルに精密に表示するための
表示装置に関する。

〔従来の技術〕

此種の装置においては、光学的読取目盛パター
ンが形成された円板状の、又は長尺状のエンコー
ダ板と、光学的読取検出器とから成るエンコーダ
を用いて、自在平行定規のＸ，Ｙカーソル、及び
定規取付板等の移動体の移動量をＡ−Ｄ変換し、
このエンコーダのインクリメンタルなデイジタル
パルスのカウント位置出力又はアブソリユートな
デイジタルパルス位置出力に基いて、前記移動体
の移動量を表示器にデイジタルに表示している。
この従来例は、特公昭58−55916号公報に開示さ
れている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

此種の自在平行定規において、移動体の移動量
を高精度に表示しようとすれば、エンコーダ板の
スリツト目盛パターンを高精度に形成すれば良
い。しかしながら、エンコーダ板に高精度にスリ
ツト目盛を形成するには、硬度の高い、高価な基
板を用いなければならない。又、自在平行定規は
温度及び湿度等の環境の異る、世界各国、各地域
に輸出、販売されるので、エンコーダ板に安価な
材料を用いると、エンコーダ板が使用地の温度、
湿度によつて伸縮し、その結果、移動体の移動量
の表示精度に誤差が生じてしまい、安価なエンコ
ーダを用いては、移動体の移動量を高精度に表示
することができなかつた。

本発明は上記欠陥を除去した、安価で高精度な
表示装置を提供することを目的とするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、図板面に対して任意の方向に、移動
体の移動によつて平行移動可能に支承されるヘツ
ドと、該ヘツドの基板に回転可能に連結する、ス
ケール取付用の移動体とから成る装置において、
上記移動体のうちの少くとも一つの移動体の移動
量をデイジタル信号に変換するエンコーダと、該
エンコーダの出力デイジタル信号に基づく位置信
号をアドレス信号として前記少くとも一つの移動
体の精密測定データが書き込み読み出し可能な記
憶手段に予じめ記憶されており、前記少なくとも
一つの移動体のアドレス位置信号が入力される
と、該アドレス位置信号に対応する前記精密測定
データに基いて、前記少なくとも一つの移動体の
正確な移動量を示すデイジタル信号を出力するマ
イクロコンピユータと、該マイクロコンピユータ
の出力信号を表示する表示器とから成ることを特
徴とするものである。

〔実施例〕

以下に本発明の構成を添付図面に示す実施例に
基いて詳細に説明する。

第３図において、２は図板であり、これにＸレ
ール４が固定され、該Ｘレール４にはＸカーソル
６（移動体）が移動自在に取付けられている。前
記Ｘカーソル６のＸレール４に沿つた移動運動
は、公知の、円盤型スリツト板と光学的検出器と
を備えた回転型Ｘエンコーダ８（第１図参照）に
よつて90度の位相差を有する一対の連続パルス信
号に変換されるように構成されている。１０は前
記Ｘカーソル６に連結するＹレールであり、該Ｙ
レール１０は前記Ｘレール４に対して直角に設定
され、該Ｙレール１０はＸレール４に沿つて移動
自在に前記図板２上に支持されている。１２は前
記Ｙレール１０に移動自在に取付けられたＹカー
ソル（移動体）であり、これにヘツド１４が取付
けられている。前記Ｙカーソル１２のＹレール１
０に沿つた移動運動は公知の、回転型Ｙエンコー
ダ１６によつて90度の位相差を有する一対の連続
パルス信号に変換されるように構成されている。
前記ヘツド１４にはスケール取付板１８（移動
体）が、ヘツド１４の基板に対して、回転可能に
取付けられ、該スケール取付板１８にはスケール
２０，２２が着脱可能に固定されている。前記ス
ケール取付板１８の、前記ヘツド１４基板に対す
る回転運動は公知の回転型エンコーダ２４によ
つて90度の位相差を有し、方向性を具備された一
対の連続パルス信号に変換されるように構成され
ている。前記Ｘ，Ｙエンコーダ８，１６として、
レール４，１０に沿つて配設される長尺状のスリ
ツト板と、カーソル６，１２側に配設される光学
的光検出器とから成るリニア型エンコーダを用い
ることができる。前記Ｘエンコーダ８の出力端は
第１図に示す如く、シユミツト回路２６、方向判
別回路２８、極性反転回路３０を介してＸカウン
タ３２に接続している。Ｘカーソル６をＸレール
４に沿つて第１図上、右方向に移動すると、Ｘエ
ンコーダ８が90度位相のずれた一対の連続パルス
を出力する。このパルスはシユミツト回路２６に
よつて波形整形されて、方向判別回路２８に入力
される。方向判別回路２８はエンコーダ８の出力
パルスの位相差に基いて上記パルスの方向を判別
し、極性反転回路３０を介して、Ｘカウンタ３２
のアツプカウントラインにパルスを出力し、Ｘカ
ウンタ３２は該パルスを加算する。Ｘカーソル６
をＸレール４に沿つて第３図上、左方向に移動す
ると、方向判別回路２８はＸエンコーダ８のパル
スを方向判別し、Ｘカウンター３２のダウンカウ
ントラインにパルスを出力する。これによりＸカ
ウンタ３２はパルスを減算する。上記と同様の原
理によつて、Ｙカウンタ５０は、Ｙカーソル１２
がＹレール１０に沿つて、第３図中、上昇すると
Ｙエンコーダ１６の出力パルスを加算し、Ｙカー
ソル１２が下降すると、Ｙエンコーダ１６の出力
パルスを減算する。また、前記エンコーダ２４
の出力端は第１図に示す如く、シユミツト回路９
０、方向判別回路９２、極性反転回路９４を介し
てカウンタ５２に接続している。９６はカウ
ンタ５２のカウント値ゼロを検出して、前記極性
反転回路９４のフリツプフロツプ回路を反転させ
るためのゼロ検出部である。定規取付板１８（移
動体）を第１図上、反時針方向に回動すると、
エンコーダ２４が90度位相のずれた一対の連続パ
ルスを出力する。このパルスはシユミツト回路９
０によつて波形整形されて、方向判別回路９２に
入力される。方向判別回路９２はエンコーダ２４
の出力パルスの位相差に基いて上記パルスの方向
を判別し、極性反転回路９４を介して、カウン
タ５２のアツプカウントラインにパルスを出力す
る。カウンタ５２はパルスを加算する。この加
算値は、極性検出回路９７によつて“−”の極性
フラグが付せられる。定規取付板１８を、ヘツド
１４の基板３９に対して第１図上、時針方向に移
動すると、方向判別回路９２はエンコーダ２４
のパルスを方向判別し、カウンター５２のダウ
ンカウントラインにパルスを出力する。これによ
りカウンタ５２はパルスを減算する。定規取付
板１８が第１図上、時針方向に回動して、カウ
ンター５２がゼロになり、尚も、定規取付板１８
が時針方向に回動すると、ゼロ検出部９６によつ
て極性反転回路９４が反転し、方向判別回路９２
の出力パルスのカウンター５２への入力経路が
切り換わる。即ち、カウンター５２のカウント
値ゼロを基準として、定規取付板１８が第１図
上、時針方向に位置している状態において、定規
取付板１８が時針方向に回動すると、カウンタ
５２は入力パルスを加算し、定規取付板１８が反
時針方向に回動すると、カウンタ５２はパルス
を減算する。尚、このときのカウンター５２のカ
ウント値には“−”の極性が付せられる。結局、
カウンタ５２は、定規取付板１８の、ヘツド基
板３９に対するゼロ原点位置を基準とする絶対移
動量を極性を付してカウントする。上記Ｘカーソ
ル６、Ｙカーソル１２及び、定規取付板１８のゼ
ロ原点位置は、Ｘ，Ｙ，原点指定スイツチ４
０，８８，６２を押してこれをオンとし、Ｘ，
Ｙ，リセツト回路４１，８９，６３を動作させ
てカウンター３２，５０，５２をリセツトするこ
とによつて設定することができる。通常、Ｘカー
ソル６のゼロ原点は、Ｘカーソル６をＸレール４
の左端に、ストツパーに係止されるまで移動した
位置に設定され、Ｙカーソル１２のゼロ原点はＹ
カーソル１２をＹレールの、第３図中、最下端
に、ストツパーに係止されるまで移動した位置に
設定される。上記定規取付板１８のゼロ原点は、
第３図に示す如く、水平直定規２０がＸレール４
に対して平行な状態のときに設定される。前記Ｘ
エンコーダ８はＸレール４の端部に、前記Ｙエン
コーダ１６はＹレール１０の端部に、前記エン
コーダ２４はヘツド１４の内部にそれぞれ配設さ
れている。前記Ｘ，Ｙ，カウンター３２，５
０，５２は前記エンコーダ８，１６，２４のそれ
ぞれのケーシングに内置され、該カウンター３
２，５０，５２はそれぞれラツチ７０，７２，７
４を介してマイクロコンピユータ７５の入出力イ
ンターフエース７６に接続している。前記マイク
ロコンピユータ７５の入出力インターフエース７
６，CPU７８，EP−ROM１００，RAM１０
２、デコーダ１０４はヘツド１４に取付けたカバ
ー内の回路取付板に集積化されて装置されてい
る。４８はＸ，Ｙ，、用プリセツト入力キー
群、５８はCPUリセツトスイツチ、５９はCPU
リセツト回路、６０はヘツド１４に取付けたXY
値表示器であり、ドライバー６１を介して入出
力インターフエース７６に接続している。前記キ
ー群４８及びスイツチ５８，４０，８８，６２は
ヘツド１４に装置されている。本実施例ではＸエ
ンコーダ８、Ｙエンコーダ１６及びエンコーダ
２４に市販のインクリメンタル方式のエンコーダ
板を用いているが、第６図に示す如く、市販のア
ブソリユート型エンコーダ板を用いることができ
る。

尚、上記の説明から明らかな如く、Ｘエンコー
ダ８、シユミツト回路２６、方向判別回路２８、
極性反転回路３０、Ｘ原点指定スイツチ４０、Ｘ
リセツト回路４１及びＸカウンタ３２はＸ移動デ
ータ造出手段を構成し、Ｙエンコーダ１６、シユ
ミツト回路８０、方向判別回路８２、極性反転回
路８４、Ｙ原点指定スイツチ８８、Ｙリセツト回
路８９及びＹカウンタ５０はＹ移動データ造出手
段を構成し、エンコーダ２４、シユミツト回路
９０、方向判別回路９２、極性反転回路９４、ゼ
ロ検出部９６、原点指定スイツチ６２、リセ
ツト回路６３、極性検出回路９７及びカウンタ
５２は角度データ造出手段を構成している。ア
ブソリユートエンコーダ板１１０を用いたエンコ
ーダ８，１６，２４を使用した場合、第２図に示
す如く、エンコーダ８とコード変換回路１１２と
でＸ移動データ造出手段を構成し、エンコーダ１
６とコード変換回路１１４とでＹ移動データ造出
手段を構成し、エンコーダ２４とコード変換回路
１１６とでデータ造出手段を構成することがで
きる。

次に、EP−ROM１００に精密測定データを書
き込む作業を第４図を参照して説明する。

まず、Ｘ移動データ造出手段の出力端即ち、Ｘ
カウンタ３２の出力端を、別途に用意したマイク
ロコンピユータ１２０の入力端Ａに接続し、且
つ、測長用レーザー精密測定器１２２の出力端を
マイクロコンピユータ１２０の入力端Ｂに接続す
る。また、マイクロコンピユータ１２０をEP−
ROM書き込み器１２８に接続するとともに、該
書き込み器１２８を、ヘツド１４内のマイクロコ
ンピユータ７５のコネクターを介して、EP−
ROM、即ち、書き込み読み出し可能な記憶手段
１００に接続する。更にＹレール１０にレーザー
反射器１２４を装着するとともに、レーザー発振
器１２６を所定位置にセツトする。次にＸカーソ
ル６を第４図中、Ｘレール４の左端ストツパー位
置まで移動し、該位置でＸ原点指定スイツチ４０
を押して、Ｘカウンタ３２をゼロにリセツトす
る。また、精密測定器１２２のカウンターをゼロ
にリセツトする。次に、Ｙレール１０を手動操作
で、第４図中、右方向に移動する。このときのＸ
カウンタ３２のカウント値Ａはマイクロコンピユ
ータ１２０に入力される。一方、Ｘカーソル６の
移動量はレーザー精密測定器１２２によつて精密
なパルスカウントデータＢに変換され、該パルス
カウントデータＢはマイクロコンピユータ１２０
の演算回路の入力端Ｂに入力される。マイクロコ
ンピユータ１２０は、Ｘカーソル６の移動全長を
任意のピツチに区切り、Ｘカウンタ３２のカウン
ト値に基いて、上記ピツチ毎の、Ｘカウンタ３２
の測定値誤差（Ａ−Ｂ）を演算する。即ち、Ｘカ
ーソル６がＸカウンタ３２のカウント値で１mm右
方向に移動した位置のカウントデータＡの、カウ
ントデータＢに対する誤剤がE1，２mmの位置に
おける誤差がE2というように演算して、このデ
ータEnを、カウントデータＡをアドレス信号と
して、該アドレス信号ごとに、且つ、該アドレス
信号とともに、EP−ROM用書き込み器１２８に
入力し、該EP−ROM用書き込み器１２８によつ
て、上記アドレス信号Ａとこれに対応する偏差値
EnをEP−ROM１００に書き込む。また、同様
に、Ｙカーソル１２にレーザー反射器１２４を装
着して、Ｙカーソルの第４図中、Ｙレール１０の
最下端をゼロ原点とする移動量偏差Enも、上記
と同様の作業によつて、Ｙカウンタ５０のカウン
ト値をアドレス信号として、EP−ROM１００に
書き込む。定規取付板１８の回転誤差をEP−
ROM１００に書き込む場合には、第５図に示す
如く、ヘツド１４の主軸４２から、ハンドル１４
ａ（第３図参照）を取り外し、ヘツド１４の基板
３９（非回転部）に角度測定用高精密測定器１３
０を装着するとともに、該測定器１３０の回転入
力軸１３２をコネクタ１３４を介して主軸４２に
連結する。次に定規取付板１８を、公知のインデ
ツクス機構のインデツクス爪（図示省略）が、イ
ンデツクスリング（図示省略）のゼロ度位置のイ
ンデツクス凹部（図示省略）に嵌合するまで、回
動する。このとき、水平直定規２０は、第３図に
示す如く、Ｘレール４に平行となる。該状態で、
原点指定スイツチ６２を押して、カウンタ５
２をゼロにリセツトする。また、高精密測定器１
３０のカウンターをゼロにリセツトする。次に、
定規取付板１８を手動操作で、第３図中、反時針
方向に回動する。このときのカウンタ５２のカ
ウント値Ａは極性検出回路９７によつて＋の極性
を付されて、マイクロコンピユータ１２０に入力
される。一方、定規取付板１８の回転量は高精密
測定器１３０によつて精密な、極性を有するパル
スカウントデータＢに変換され、該パルスカウン
トデータＢはマイクロコンピユータ１２０の演算
回路の入力端Ｂに入力される。マイクロコンピユ
ータ１２０は、定規取付板１８の全回転範囲を任
意のピツチに区切り、カウンタ５２のカウント
値に基いて、上記ピツチ毎の、カウンタ５２の
測定値誤差（Ａ−Ｂ）を演算する。即ち、第７図
に示す如く、定規取付板１８がカウンタ５２の
カウント値で、＋0.01度反時針方向に回動した位
置のカウントデータＡの、カウントデータＢに対
する偏差値Enが−0.02度、＋0.02度位置における
偏差値Enが−0.02度というように、第７図に示す
如く、演算して、この極性付きデータEnを、極
性付きカウントデータＡをアドレス信号として、
該アドレス信号ごとに、且つ、該アドレス信号と
ともに、EP−ROM用書き込み器１２８に入力
し、該EP−ROM用書き込み器１２８によつて、
上記アドレス信号Ａとこれに対応する偏差値En
をEP−ROM１００に書き込む。また、ゼロ原点
を基準として、定規取付板１８を時針方向に回転
すると、カウンタ５２のアドレス出力Ａと、測
定器１３０の出力Ｂに“−”の極性が付される。
上記EP−ROM１００への書き込みが完了したと
ころで、精密測定器１２２，１３０を自在平行定
規から外し、且つ、マイクロコンピユータ１２０
及び、EP−ROM書き込み器１２８をそれぞれカ
ウンター３２，５０，５２及びヘツド１４内のマ
イクロコンピユータ７５から外す。

〔作用〕

次に本実施例の作用について説明する。

まず、電源スイツチ（図示省略）をオンと成
す。これにより、CPUリセツト回路５９が動作
してマイクロコンピユータ７５内のCPU７８が
リセツトされる。次に、Ｘ，Ｙカーソル６，１
２、及び定規取付板１８のそれぞれを、所定のゼ
ロ位置に移動させて、スイツチ４０，８８，６２
を押し、カウンター３２，５０，５２をそれぞれ
ゼロにリセツトする。しかる後に、ヘツド１４を
図板２に沿つて任意の位置に移動させ、あるい
は、定規取付板１８を回転させると、Ｘ，Ｙ，
エンコーダ８，１６，５２が駆動し、Ｘ，Ｙ，
カウンタ３２，５０，５２の出力端から、ラツチ
７０，７２，７４を介して、Ｘ，Ｙ，デイジタ
ル位置信号がアドレス信号AX，AY，Ａとし
て、マイクロコンピユータ７５に供給される。
CPU７８は、上記アドレス信号AX，AY，Ａ
によつて指定された偏差データEnをEP−ROM
１００から呼び出し、アドレス信号AX，AY，
Ａと、偏差データEnに基いて、 AX−En−RX＝TX AY−En−RY＝TY Ａ−En−Ｒ＝Ｔ を演算する。上記RX，RY，Ｒはプリセツト
値入力キー群４８によつて設定されたゼロ設定用
の値であり、この値を適宜設定することで、Ｘ，
Ｙ，値表示器６０の表示値を任意のところでゼ
ロに設定することができる。上記TX，TY，Ｔ
即ち、精密なデイジタル補正データは表示器６
０に10進数としてデイジタルに表示される。尚、
上記実施例は、アドレス信号とともに、偏差値
EnをEP−ROM１００に書き込んでいるが、第
８図に示す如く、偏差値Enの替りに、精密測定
データＢ自体をアドレス信号ＡとともにEP−
ROM１００に書き込んでも良い。この場合、マ
イクロコンピユータ７５にアドレス信号Ａが入力
されると、このアドレス信号Ａに対応する、Ｘ，
Ｙ，方向の精密測定データＢがEP−ROM７８
から呼び出され、CPU７６はこのデータＢから、
上記プリセツト値RX，RY，Ｒを減算した値
を出力する。

〔効果〕

本発明は上述の如く、自在平行定規のＸ，Ｙカ
ーソル又は定規取付板等の移動体の移動量を、エ
ンコーダの出力をアドレス信号として、書き込み
読み出し可能な記憶手段に予じめ記憶させた精密
測定器の精密測定データに基いて表示するように
したので、安価なエンコーダを用いて、精密測定
器の精度で移動体の移動量を表示することができ
る。また、自在平行定規の使用地で、上記記憶手
段への書き込み作業を行なえば、エンコーダ板
の、温度、湿度が大きく変化すると生じる伸縮に
よるエンコーダの出力誤差の問題を解消すること
ができ、高精度に移動体の移動量を表示すること
ができる効果が存する。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の好適な実施例を示し、第１図はブ
ロツク回路図、第２図は他の実施例を示すブロツ
ク回路図、第３図は平面図、第４図は説明図、第
５図は説明図、第６図はアブソリユートエンコー
ダ板の平面図、第７図は説明図、第８図は他の実
施例を示す説明図である。 ２…図板、４…Ｘレール、６…Ｘカーソル、８
…Ｘエンコーダ、１０…Ｙレール、１２…Ｙカー
ソル、１４…ヘツド、１６…Ｙエンコーダ、１８
…定規取付板、２０…水平直定規、２２…垂直直
定規、１２０…マイクロコンピユータ、１２２…
精密測定器、１２６…レーザー発振器、１２８…
EP−ROM書き込み器、１３０…精密測定器、１
１０…アブソリユートエンコーダ板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 図板面に対して任意の方向に、移動体の移動
   によつて平行移動可能に支承れるヘツドと、該ヘ
   ツドの基板に回転可能に連結する、スケール取付
   用の移動体とから成る装置において、上記移動体
   のうちの少くとも一つの移動体の移動量をデイジ
   タル信号に変換するエンコーダと、該エンコーダ
   の出力デイジタル信号に基づく位置信号をアドレ
   ス信号として前記少くとも一つの移動体の精密測
   定データが書き込み読み出し可能な記憶手段に予
   じめ記憶されており、前記少なくとも一つの移動
   体のアドレス位置信号が入力されると、該アドレ
   ス位置信号に対応する前記精密測定データに基い
   て、前記少なくとも一つの移動体の正確な移動量
   を示すデイジタル信号を出力するマイクロコンピ
   ユータと、該マイクロコンピユータの出力信号を
   表示する表示器とから成る自在平行定規の表示装
   置。 ２ 上記エンコーダを、前記スケール取付用の移
   動体の前記ヘツド基板に対する回転移動量をデイ
   ジタル信号に変換するエンコーダで構成したこ
   とを特徴とする第１項記載の自在平行定規の表示
   装置。 ３ 上記エンコーダを、前記ヘツドをXY座標軸
   方向に案内する移動体の移動量をデイジタル信号
   に変換するＸ，Ｙエンコーダで構成したことを特
   徴とする第１項記載の自在平行定規の表示装置。 ４ 前記書き込み読み出し可能な記憶手段に記憶
   された精密測定データは、前記アドレス位置信号
   の値と精密測定器の計測値との偏差値によつて構
   成され、前記マイクロコンピユータに、前記エン
   コーダの出力に基づくアドレス位置信号が入力さ
   れると、該マイクロコンピユータは、該入力アド
   レス位置信号とこれに対応する前記偏差値とに基
   いて、前記入力アドレス位置信号を補正して前記
   少なくとも一つの移動体の正確な移動量を示す補
   正デイジタル信号を造出し、該補正デイジタル信
   号を表示器によつて表示するようにしたことを特
   徴とする第１項記載の自在平行定規の表示装置。 ５ 上記書き込み読み出し可能な記憶手段に記憶
   された精密測定データは、精密測定器の測定値に
   よつて構成され、前記マイクロコンピユータに前
   記エンコーダの出力に基づくアドレス位置信号が
   入力されると、該マイクロコンピユータは前記ア
   ドレス位置信号に対応する前記精密測定器の計測
   値を呼び出してこれを出力し、該計測値を表示器
   によつて表示するようにしたことを特徴とする第
   １項記載の自在平行定規の表示装置。