JPH05149710A - 光電式リニヤスケール - Google Patents
光電式リニヤスケールInfo
- Publication number
- JPH05149710A JPH05149710A JP3341696A JP34169691A JPH05149710A JP H05149710 A JPH05149710 A JP H05149710A JP 3341696 A JP3341696 A JP 3341696A JP 34169691 A JP34169691 A JP 34169691A JP H05149710 A JPH05149710 A JP H05149710A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- linear scale
- main body
- scale main
- slit
- moving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Control Of Conveyors (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来のリニヤスケールに見られた停止位置近
傍に於ける位置情報の乏しさに由来する停止精度の不安
定と低い停止精度を解決して安価で精度の高い位置情報
を出力するリニヤスケールを提供する。 【構成】 リニヤスケールは、移動体１２の移動経路に
沿て設けたリニヤスケール本体１１と、リニヤスケール
本体１１に近接した位置の移動体上に搭載した検出ヘッ
ド１３とよりなる。リニヤスケール本体１１は移動経路
に沿って等ピッチで、かつ１／２ピッチ幅のスリット１
６を有している。検出ヘッド１３は、リニヤスケール本
体１１のスリット幅と所要検出精度に対応して設定され
た適当数の透過型光電素子群１５を有する投光面と、ス
リット１６をはさんで投光面と対向する受光面とをも
ち、しかも移動体１２にはリニヤスケール本体のスリッ
ト１６を透過して発生するＯＮ，ＯＦＦの位相差信号を
２倍周波数の位置情報用のパルス列に変換するパルス列
変換出力回路１７を有している。
傍に於ける位置情報の乏しさに由来する停止精度の不安
定と低い停止精度を解決して安価で精度の高い位置情報
を出力するリニヤスケールを提供する。 【構成】 リニヤスケールは、移動体１２の移動経路に
沿て設けたリニヤスケール本体１１と、リニヤスケール
本体１１に近接した位置の移動体上に搭載した検出ヘッ
ド１３とよりなる。リニヤスケール本体１１は移動経路
に沿って等ピッチで、かつ１／２ピッチ幅のスリット１
６を有している。検出ヘッド１３は、リニヤスケール本
体１１のスリット幅と所要検出精度に対応して設定され
た適当数の透過型光電素子群１５を有する投光面と、ス
リット１６をはさんで投光面と対向する受光面とをも
ち、しかも移動体１２にはリニヤスケール本体のスリッ
ト１６を透過して発生するＯＮ，ＯＦＦの位相差信号を
２倍周波数の位置情報用のパルス列に変換するパルス列
変換出力回路１７を有している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、移動体の移動経路に沿
って設けたリニヤスケール本体と移動体に搭載した光電
素子群とにより位置制御用の位置情報を出力する光電式
リニヤスケールに関する。
って設けたリニヤスケール本体と移動体に搭載した光電
素子群とにより位置制御用の位置情報を出力する光電式
リニヤスケールに関する。
【０００２】
【従来の技術】図１０に示すように、移動体の移動経路
に沿って設けたリニヤスケール本体と移動体に搭載した
検出素子とにより位置情報を走行制御部に出力するよう
にした従来のリニヤスケールは、リニヤスケール本体１
に移動体３の振動が直接伝わらないように間接的に接続
した検出素子を持つヘッド２を移動体３の走行とともに
移動させ、位置情報をシーケンサ又はマイコン等よりな
る制御部４に出力し、制御部４にて所要の演算カウンタ
等の処理をなし、内蔵する制御系を介して走行用のモー
タＭの増減速、停止等を行って移動体の位置制御をして
いる。
に沿って設けたリニヤスケール本体と移動体に搭載した
検出素子とにより位置情報を走行制御部に出力するよう
にした従来のリニヤスケールは、リニヤスケール本体１
に移動体３の振動が直接伝わらないように間接的に接続
した検出素子を持つヘッド２を移動体３の走行とともに
移動させ、位置情報をシーケンサ又はマイコン等よりな
る制御部４に出力し、制御部４にて所要の演算カウンタ
等の処理をなし、内蔵する制御系を介して走行用のモー
タＭの増減速、停止等を行って移動体の位置制御をして
いる。
【０００３】上記のように位置情報を出力するリニヤス
ケールは、リニヤスケール本体に対し検出素子を非接触
状態に設けるため、検出素子として、近接スイッチまた
は磁力線により作動するリードスイッチ等が使われ、そ
れぞれの停止位置におけるリニヤスケール本体を検出し
て該停止位置に対応する絶対番地である位置信号を出力
し、前記制御部において予め設定した目的番地と比較し
て走行用モータを制御するようにしている。
ケールは、リニヤスケール本体に対し検出素子を非接触
状態に設けるため、検出素子として、近接スイッチまた
は磁力線により作動するリードスイッチ等が使われ、そ
れぞれの停止位置におけるリニヤスケール本体を検出し
て該停止位置に対応する絶対番地である位置信号を出力
し、前記制御部において予め設定した目的番地と比較し
て走行用モータを制御するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のリニヤスケール
は停止位置近傍に於ける位置情報に乏しく、高い停止精
度を求めることは困難であった。本発明は上記事項を解
決して安価で精度の高い位置情報を出力する光電式リニ
ヤスケールを提供することをを目的とする。
は停止位置近傍に於ける位置情報に乏しく、高い停止精
度を求めることは困難であった。本発明は上記事項を解
決して安価で精度の高い位置情報を出力する光電式リニ
ヤスケールを提供することをを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のリニヤスケールは、移動体の移動経路に沿
って設けたリニヤスケール本体と、リニヤスケール本体
に近接した位置の移動体上に搭載した検出ヘッドとより
なり、前記リニヤスケール本体は移動経路に沿って等ピ
ッチで、かつ１／２ピッチ幅のスリットを有し、前記検
出ヘッドは、リニヤスケール本体のスリット幅と所要検
出精度に対応して設定された適当数の透過型光電素子群
を有する投光面と、スリットをはさんで投光面と対向す
る受光面とをもち、しかも前記移動体にはリニヤスケー
ル本体のスリットを透過して発生するＯＮ，ＯＦＦの位
相差信号を２倍周波数の位置情報用のパルス列に変換す
るパルス列変換出力回路を有していることを特徴とす
る。
め、本発明のリニヤスケールは、移動体の移動経路に沿
って設けたリニヤスケール本体と、リニヤスケール本体
に近接した位置の移動体上に搭載した検出ヘッドとより
なり、前記リニヤスケール本体は移動経路に沿って等ピ
ッチで、かつ１／２ピッチ幅のスリットを有し、前記検
出ヘッドは、リニヤスケール本体のスリット幅と所要検
出精度に対応して設定された適当数の透過型光電素子群
を有する投光面と、スリットをはさんで投光面と対向す
る受光面とをもち、しかも前記移動体にはリニヤスケー
ル本体のスリットを透過して発生するＯＮ，ＯＦＦの位
相差信号を２倍周波数の位置情報用のパルス列に変換す
るパルス列変換出力回路を有していることを特徴とす
る。
【０００６】また、前記リヤースケールは、光の反射面
と非反射面とを交互に等ピッチに設け、前記光電素子群
を反射型としてもよい。すなわち、リニヤスケール本体
は、移動体の移動経路に沿って等長の光反射面と非反射
面とを交互に有し、検出ヘッドは、リニヤスケール本体
の光反射面または非反射面に対応して設定された適当数
の反射型光電素子群を有するもとしてもよい。
と非反射面とを交互に等ピッチに設け、前記光電素子群
を反射型としてもよい。すなわち、リニヤスケール本体
は、移動体の移動経路に沿って等長の光反射面と非反射
面とを交互に有し、検出ヘッドは、リニヤスケール本体
の光反射面または非反射面に対応して設定された適当数
の反射型光電素子群を有するもとしてもよい。
【０００７】
【作用】ヘッド内に適当ピッチに内蔵された適当数の光
電素子群は、移動体に搭載され走行してリニヤスケール
本体のスリットを通過すると位相差をもってＯＮ，ＯＦ
Ｆ信号が繰返し出力され、パルス列変換出力回路により
スリットのピッチ当り光電素子群の２倍の数の位置信号
であるパルス列を出力され、これにより移動体の位置を
検出する。
電素子群は、移動体に搭載され走行してリニヤスケール
本体のスリットを通過すると位相差をもってＯＮ，ＯＦ
Ｆ信号が繰返し出力され、パルス列変換出力回路により
スリットのピッチ当り光電素子群の２倍の数の位置信号
であるパルス列を出力され、これにより移動体の位置を
検出する。
【０００８】
【実施例】次に図面に基づき本発明を具体的に説明す
る。図１および図２は本発明光電式リニヤスケールの一
実施例を示す正面図および側面図である。図において、
１０は移動経路、１１は移動経路に沿って設けたリニヤ
スケール本体、１２は移動体、１３は移動体に搭載した
検出ヘッド、１５ａは光電素子の投光部、１５ｂは光電
素子の受光部、１６はリニヤスケール本体１１に設けた
スリット、１７はパルス列変換出力回路である。
る。図１および図２は本発明光電式リニヤスケールの一
実施例を示す正面図および側面図である。図において、
１０は移動経路、１１は移動経路に沿って設けたリニヤ
スケール本体、１２は移動体、１３は移動体に搭載した
検出ヘッド、１５ａは光電素子の投光部、１５ｂは光電
素子の受光部、１６はリニヤスケール本体１１に設けた
スリット、１７はパルス列変換出力回路である。
【０００９】図１、２に示すように、リニヤスケール本
体１１は、スリット１６がＰｓ／２（ピッチ）の幅を持
つよう等間隔に設けられている。検出ヘッド１３はコ字
形構造で前記リニヤスケール本体１１を接触しないよう
に挾んで移動経路に沿い走行できるよう移動体１２に設
けられている。また、前記リニヤスケール本体１１を挾
む検出ヘッド１３の左右の枠１３ａ、１３ｂにはそれぞ
れ投光部群１５ａ、受光部１５ｂ群とをそれぞれ設けて
複数個の光電素子群１５を走行方向に等間隔に設け、全
照射光面一部または全部が前記スリット内に納まるよう
走行する検出ヘッド１３に内蔵され前記スリット幅を持
つ検出パルスを時間的に位相差を持たせ発生できるよう
にしてある。また、検出ヘッド１３またはその近傍にパ
ルス列変換出力回路１７を設け、前記検出パルス群の２
倍の周波数のパルスに変換し、それを重畳させてパルス
列の位置信号を制御部に出力するようにしている。
体１１は、スリット１６がＰｓ／２（ピッチ）の幅を持
つよう等間隔に設けられている。検出ヘッド１３はコ字
形構造で前記リニヤスケール本体１１を接触しないよう
に挾んで移動経路に沿い走行できるよう移動体１２に設
けられている。また、前記リニヤスケール本体１１を挾
む検出ヘッド１３の左右の枠１３ａ、１３ｂにはそれぞ
れ投光部群１５ａ、受光部１５ｂ群とをそれぞれ設けて
複数個の光電素子群１５を走行方向に等間隔に設け、全
照射光面一部または全部が前記スリット内に納まるよう
走行する検出ヘッド１３に内蔵され前記スリット幅を持
つ検出パルスを時間的に位相差を持たせ発生できるよう
にしてある。また、検出ヘッド１３またはその近傍にパ
ルス列変換出力回路１７を設け、前記検出パルス群の２
倍の周波数のパルスに変換し、それを重畳させてパルス
列の位置信号を制御部に出力するようにしている。
【００１０】図３、図４は、スリット１６のピッチＰｓ
＝２０mmに対する光電素子の数が、２素子５mmピッチの
場合と、１０素子１mmピッチの場合におけるスリットと
素子の位置的関係並びに各素子による検出パルスと重畳
パルス列との検出ピッチを示すチャートである。図３
は、Ｐｓ＝２０mmで光電素子５mmピッチ２素子Ａ，Ｂを
設定した場合、図４はＰｓ＝２０mmで受光素子１mmピッ
チ１０素子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊを
設定した場合の各光電素子による検出パルスと重畳パル
ス列をそれぞれ示してあるが、図３の場合のパルス列、
すなわち検出ピッチ（検出精度）Ｐｘは５mmとなり、ま
た図４の場合のパルス列、すなわち検出ピッチＰｘは１
mmとなる。図３，４のいづれの場合も、スリットのピッ
チＰｓが与えられているとき、要求検出ピッチＰｘ（検
出精度）に対し所要光電素子の数ＮはＮ≧Ｐｓ／２・Ｐ
ｘにより設定される。
＝２０mmに対する光電素子の数が、２素子５mmピッチの
場合と、１０素子１mmピッチの場合におけるスリットと
素子の位置的関係並びに各素子による検出パルスと重畳
パルス列との検出ピッチを示すチャートである。図３
は、Ｐｓ＝２０mmで光電素子５mmピッチ２素子Ａ，Ｂを
設定した場合、図４はＰｓ＝２０mmで受光素子１mmピッ
チ１０素子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊを
設定した場合の各光電素子による検出パルスと重畳パル
ス列をそれぞれ示してあるが、図３の場合のパルス列、
すなわち検出ピッチ（検出精度）Ｐｘは５mmとなり、ま
た図４の場合のパルス列、すなわち検出ピッチＰｘは１
mmとなる。図３，４のいづれの場合も、スリットのピッ
チＰｓが与えられているとき、要求検出ピッチＰｘ（検
出精度）に対し所要光電素子の数ＮはＮ≧Ｐｓ／２・Ｐ
ｘにより設定される。
【００１１】次に図５と図６は、光電素子を１mmピッチ
９素子の場合スリットのピッチＰｓを１８mmと９mmに変
化させた場合の検出ピッチの変化の模様を示してある。
パルス列、すなわち、検出ピッチは図５の場合は１mmと
なり、図６の場合は０．５mmとなり検出精度はより向上
する。図７には光電素子を図５、図６と同様に、１mmピ
ッチ９素子の場合、スリットピッチ４Ｐｓを１．８mmに
したときの検出ピッチが０．１mmになって、検出精度が
大幅に向上することを示している。
９素子の場合スリットのピッチＰｓを１８mmと９mmに変
化させた場合の検出ピッチの変化の模様を示してある。
パルス列、すなわち、検出ピッチは図５の場合は１mmと
なり、図６の場合は０．５mmとなり検出精度はより向上
する。図７には光電素子を図５、図６と同様に、１mmピ
ッチ９素子の場合、スリットピッチ４Ｐｓを１．８mmに
したときの検出ピッチが０．１mmになって、検出精度が
大幅に向上することを示している。
【００１２】図８および図９は、リヤースケール本体
に、光の反射面と非反射面とを交互に等ピッチに設け、
前記光電素子群を反射型とした別の実施例を示してい
る。すなわち、リニヤスケール本体２１は、移動体１２
の移動経路に沿って等長の光反射面２６ａと非反射面２
６ｂとを交互に設け、検出ヘッド２３は、リニヤスケー
ル本体の光反射面または非反射面に対応して設定された
適当数の反射型光電素子群１５を有している。光電素子
群１５の投光部１５ａと受光部１５ｂとは、リニヤスケ
ール本体２１上に、走行方向に等間隔に検出ヘッド２３
の下部に内蔵させている。この場合も、検出パルス群の
２倍の周波数のパルスに変換し、それを重畳させてパル
ス列の位置信号を制御部に出力して移動体の位置を高精
度に検出できる。
に、光の反射面と非反射面とを交互に等ピッチに設け、
前記光電素子群を反射型とした別の実施例を示してい
る。すなわち、リニヤスケール本体２１は、移動体１２
の移動経路に沿って等長の光反射面２６ａと非反射面２
６ｂとを交互に設け、検出ヘッド２３は、リニヤスケー
ル本体の光反射面または非反射面に対応して設定された
適当数の反射型光電素子群１５を有している。光電素子
群１５の投光部１５ａと受光部１５ｂとは、リニヤスケ
ール本体２１上に、走行方向に等間隔に検出ヘッド２３
の下部に内蔵させている。この場合も、検出パルス群の
２倍の周波数のパルスに変換し、それを重畳させてパル
ス列の位置信号を制御部に出力して移動体の位置を高精
度に検出できる。
【００１３】
【発明の効果】上記のように本発明の光電リニヤスケー
ルによれば、安価で高精度リニヤスケールを得ることが
でき、特に図７に示す場合は検出精度を０．１mm迄にあ
げることができ、停止寸前迄上記検出ピッチで位置報を
走行体の制御部に送ることができるため、高精度の位置
制御を行うことができる。
ルによれば、安価で高精度リニヤスケールを得ることが
でき、特に図７に示す場合は検出精度を０．１mm迄にあ
げることができ、停止寸前迄上記検出ピッチで位置報を
走行体の制御部に送ることができるため、高精度の位置
制御を行うことができる。
【図１】本発明の光電式リニヤスケールの一実施例の正
面図である。
面図である。
【図２】図１の一部断面を示す側面図である。
【図３】図１においてスリットのピッチを一定（２０m
m）にしたとき光電素子の数をかえた場合の検出ピッチ
を示すチャートである。
m）にしたとき光電素子の数をかえた場合の検出ピッチ
を示すチャートである。
【図４】図１において光電素子をピッチ１mm９素子とし
たときスリットピッチＰｓを変えた場合の検出ピッチを
示すチャートである。
たときスリットピッチＰｓを変えた場合の検出ピッチを
示すチャートである。
【図５】光電素子を１mmピッチ９素子としスリットのピ
ッチＰｓを１８mmにした場合の検出ピッチを示すチャー
トである。
ッチＰｓを１８mmにした場合の検出ピッチを示すチャー
トである。
【図６】図５においてスリットのピッチＰｓを９mmにし
た場合の検出ピッチを示すチャートである。
た場合の検出ピッチを示すチャートである。
【図７】図５においてスリットのピッチＰｓを１．８mm
にした場合の検出ピッチを示すチャートである。
にした場合の検出ピッチを示すチャートである。
【図８】リニヤスケール本体に光の反射面と非反射面を
交互に等ピッチに設けた実施例の正面図である。
交互に等ピッチに設けた実施例の正面図である。
【図９】図８の側面図である。
【図１０】従来のリニヤスケールを用いた移動体の位置
制御装置の概要を示す図である。
制御装置の概要を示す図である。
１０ 移動の経路横 １１，２１ リニヤスケール本体 １２，２２ 移動体 １３，２３ 検出ヘッド １５ 光電素子 １５ａ 投光部 １５ｂ 受光部 １６ スリット １７ パルス変換出力回路 ２６ａ 光反射部 ２６ｂ 非反射部
Claims (2)
- 【請求項１】 移動体の移動経路に沿って設けたリニヤ
スケール本体と、リニヤスケール本体に近接した位置の
移動体上に搭載した検出ヘッドとよりなり、前記リニヤ
スケール本体は移動経路に沿って等ピッチで、かつ１／
２ピッチ幅のスリットを有し、前記検出ヘッドは、リニ
ヤスケール本体のスリット幅と所要検出精度に対応して
設定された適当数の透過型光電素子群を有する投光面
と、スリットをはさんで投光面と対向する受光面とをも
ち、しかも前記移動体にはリニヤスケール本体のスリッ
トを透過して発生するＯＮ，ＯＦＦの位相差信号を２倍
周波数の位置情報用のパルス列に変換するパルス列変換
出力回路を有していることを特徴とする光電式リニヤス
ケール。 - 【請求項２】 前記リニヤスケール本体は、移動体の移
動経路に沿って等長の光反射面と非反射面とを交互に有
しており、前記検出ヘッドは、リニヤスケール本体の光
反射面または非反射面に対応して設定された適当数の反
射型光電素子群を有することを特徴とする請求項１記載
の光電式リニヤスケール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3341696A JPH05149710A (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 光電式リニヤスケール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3341696A JPH05149710A (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 光電式リニヤスケール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05149710A true JPH05149710A (ja) | 1993-06-15 |
Family
ID=18348069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3341696A Pending JPH05149710A (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 光電式リニヤスケール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05149710A (ja) |
-
1991
- 1991-12-02 JP JP3341696A patent/JPH05149710A/ja active Pending
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