JPH06201400A - Position detector - Google Patents
Position detectorInfo
- Publication number
- JPH06201400A JPH06201400A JP5000831A JP83193A JPH06201400A JP H06201400 A JPH06201400 A JP H06201400A JP 5000831 A JP5000831 A JP 5000831A JP 83193 A JP83193 A JP 83193A JP H06201400 A JPH06201400 A JP H06201400A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reference point
- magnetic
- absolute position
- scale
- absolute
- 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
Links
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 相対位置と基準位置を検出するスケールを一
体に形成し、起動時間を短縮する。
【構成】 所定の深さで形成された弱磁性部を所定のピ
ッチで配設した磁気スケール2と、磁気スケール2の所
定の基準位置に対応する弱磁性部を基準位置に対応する
深さで形成した基準点と、弱磁性部のピッチに応じて正
弦波を出力する磁気センサ5と、磁気センサ5の出力か
ら相対位置を演算する手段10と、同じく基準点を検出
する手段20と、基準点の振幅レベルを判定する手段2
2と、基準点に対応した絶対位置を格納する手段24
と、アクチュエータ30の移動方向を判別する手段25
と、基準点の振幅レベルと移動方向に基づいて格納手段
24の絶対位置信号を制御する手段23と、絶対位置信
号制御手段23が読み出す基準点の絶対位置と前記相対
位置とから絶対位置を演算する手段21とを備える。
(57) [Summary] [Purpose] A scale for detecting the relative position and the reference position is integrally formed to shorten the startup time. [Structure] A magnetic scale 2 having weak magnetic portions formed at a predetermined depth arranged at a predetermined pitch, and a weak magnetic portion corresponding to a predetermined reference position of the magnetic scale 2 having a depth corresponding to the reference position. The formed reference point, a magnetic sensor 5 that outputs a sine wave according to the pitch of the weak magnetic portion, a means 10 that calculates a relative position from the output of the magnetic sensor 5, a means 20 that also detects the reference point, and a reference. Means 2 for determining the amplitude level of a point
2 and means 24 for storing the absolute position corresponding to the reference point
And means 25 for determining the moving direction of the actuator 30.
And means 23 for controlling the absolute position signal of the storage means 24 based on the amplitude level of the reference point and the moving direction, and the absolute position is calculated from the absolute position of the reference point read by the absolute position signal control means 23 and the relative position. Means 21 for doing so.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、油圧シリンダのロッド
などアクチュエータのストローク位置を高精度で検出す
る装置の改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a device for detecting the stroke position of an actuator such as a rod of a hydraulic cylinder with high accuracy.
【0002】[0002]
【従来の技術】油圧シリンダのピストンロッドなどのス
トローク位置を検出する装置として、ピストンロッド表
面の軸方向に一定の間隔で弱磁性部を配設した磁気スケ
ールを構成し、シリンダ側に取り付けた磁気センサの検
出信号がピストンロッドの変位によって正弦波形で変化
することを利用して、変位の増分値から分解能の高い位
置検出を行う相対位置検出型のものが知られており、本
願出願人も特開平4−136713号公報に高精度の測
定が行えるものを提案している。2. Description of the Related Art As a device for detecting the stroke position of a piston rod of a hydraulic cylinder, a magnetic scale having weak magnetic portions arranged at regular intervals in the axial direction of the surface of the piston rod is constructed. A relative position detection type is known in which the detection signal of the sensor changes in a sinusoidal waveform due to the displacement of the piston rod to detect the position with high resolution from the incremental value of the displacement. Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-136713 proposes a device capable of highly accurate measurement.
【0003】これら相対位置検出型の位置検出装置では
ストロークの絶対位置を得るためにピストンロッドの最
収縮位置などにリミットスイッチを設け、ピストンロッ
ドの先端がこのリミットスイッチを通過した位置をスト
ロークの基準点としてリセットする。このため、油圧シ
リンダを起動させる毎にリミットスイッチまで変位させ
る必要があった。In these relative position detecting type position detecting devices, a limit switch is provided at the most contracted position of the piston rod in order to obtain the absolute position of the stroke, and the position where the tip of the piston rod passes through this limit switch is used as the stroke reference. Reset as a point. Therefore, it is necessary to displace the limit switch every time the hydraulic cylinder is activated.
【0004】このリセット動作を短縮する位置検出装置
として、実開平4−71114号公報に開示されるよう
に、増分値を検出するためのメインスケールと、基準点
を計測するためのサブスケールとをそれぞれ備えて、油
圧シリンダの任意のストローク位置から2つの基準点を
通過させることにより絶対位置を得るものが知られてい
る。As a position detecting device for shortening this reset operation, as disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-71114, a main scale for detecting an increment value and a sub-scale for measuring a reference point are provided. It is known that each of them has an absolute position by passing two reference points from an arbitrary stroke position of a hydraulic cylinder.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置では1つのアクチュエータに2つの磁気スケー
ルを配設するために、装置の部品点数が増大してコスト
を上昇させるとともに、メインスケールとサブスケール
の位置関係を保持する必要があるため、ロッドが回転す
るアクチュエータには適用できないという問題があり、
また、絶対位置を設定するために2つの基準点を通過さ
せるため、起動に要する時間が増大する場合があるとい
う問題点があった。However, in the above-mentioned conventional apparatus, since two magnetic scales are arranged in one actuator, the number of parts of the apparatus increases and the cost increases, and the main scale and the sub-scale are also increased. There is a problem that it cannot be applied to the actuator that rotates the rod because it is necessary to maintain the positional relationship of
Further, since two reference points are passed to set the absolute position, there is a problem that the time required for activation may increase.
【0006】そこで本発明は、簡易な構成の磁気スケー
ルにより基準点を即座に検出可能でき、ロッドが回転す
るアクチュエータにも使用可能な位置検出装置を提供す
ることを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide a position detecting device which can detect a reference point immediately by a magnetic scale having a simple structure and can be used also for an actuator which rotates a rod.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、図1におい
て、所定の深さB0で形成された弱磁性部をアクチュエ
ータ30の移動方向に所定のピッチで配設した磁気スケ
ール2と、前記弱磁性部のうち磁気スケール2の所定の
位置に配設された基準位置に対応する弱磁性部を基準位
置に対応する所定の深さで形成した基準点と、前記磁気
スケール2のピッチに対応して90度の位相差をもった
2相の正弦波信号を出力する一対の磁気センサ5と、こ
れら磁気センサ5の出力から相対位置を演算する手段1
0と、前記磁気センサ5の出力から基準点を検出する手
段20と、前記基準点における振幅レベルを判定する手
段22と、前記磁気スケール2の基準点に対応した絶対
位置を格納する手段24と、前記磁気センサ5の出力信
号に基づいてアクチュエータ30の移動方向を判別する
手段25と、前記基準点の振幅レベルとアクチュエータ
の移動方向に基づいて前記格納手段24の絶対位置信号
を制御する手段23と、前記絶対位置信号制御手段23
が読み出す基準点の絶対位置と前記算出された相対位置
とから絶対位置を演算する手段21とを備える。According to the present invention, in FIG. 1, a magnetic scale 2 in which weak magnetic portions having a predetermined depth B 0 are arranged at a predetermined pitch in a moving direction of an actuator 30, Corresponding to the pitch of the magnetic scale 2 and a reference point formed by forming a weak magnetic portion corresponding to a reference position provided at a predetermined position of the magnetic scale 2 in the weak magnetic portion at a predetermined depth corresponding to the reference position. And a pair of magnetic sensors 5 for outputting two-phase sine wave signals having a phase difference of 90 degrees, and means 1 for calculating the relative position from the outputs of these magnetic sensors 5.
0, means 20 for detecting a reference point from the output of the magnetic sensor 5, means 22 for determining an amplitude level at the reference point, and means 24 for storing an absolute position corresponding to the reference point of the magnetic scale 2. Means 25 for determining the moving direction of the actuator 30 based on the output signal of the magnetic sensor 5, and means 23 for controlling the absolute position signal of the storing means 24 based on the amplitude level of the reference point and the moving direction of the actuator. And the absolute position signal control means 23
Is provided with a means 21 for calculating an absolute position from the absolute position of the reference point read by and the calculated relative position.
【0008】[0008]
【作用】したがって、アクチュエータの起動時には、磁
気スケールの弱磁性部を通過する際に磁気センサが出力
する正弦波の振幅レベルに基づいて基準点を検出し、さ
らに、弱磁性部の形成深さによる振幅レベルの大きさか
ら基準点の位置を判定する。前記基準点の位置及び磁気
センサからの90度の位相差を持つ正弦波から検出され
るアクチュエータの変位方向をパラメータとして絶対位
置を格納する手段のアドレスを演算し、算出されたアド
レスに格納されている絶対位置を検出した基準点の絶対
位置としてセットし、以降この基準点の絶対位置に相対
変位量を加算したものを絶対位置として出力する。Therefore, when the actuator is activated, the reference point is detected based on the amplitude level of the sine wave output by the magnetic sensor when passing through the weak magnetic portion of the magnetic scale. The position of the reference point is determined from the magnitude of the amplitude level. The position of the reference point and the displacement direction of the actuator detected from the sine wave having a phase difference of 90 degrees from the magnetic sensor are used as parameters to calculate the address of the means for storing the absolute position, and the calculated address is stored. The present absolute position is set as the absolute position of the detected reference point, and thereafter, the absolute position of this reference point plus the relative displacement is output as the absolute position.
【0009】[0009]
【実施例】図2〜3に本発明の実施例を示す。EXAMPLES Examples of the present invention are shown in FIGS.
【0010】図2において、1は図示しない油圧シリン
ダを構成する磁性材料(強磁性部4)で形成されたピス
トンロッドで、このピストンロッド1の表面には軸方向
に所定のピッチPを備えて深さB0の弱磁性部3を形成
して磁気スケール2を構成する。In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a piston rod made of a magnetic material (ferromagnetic portion 4) which constitutes a hydraulic cylinder (not shown), and the surface of the piston rod 1 is provided with a predetermined pitch P in the axial direction. The magnetic scale 2 is formed by forming the weak magnetic portion 3 having the depth B 0 .
【0011】この弱磁性部3の幅はピッチPの半分であ
るP/2を備え、磁気スケール2の弱磁性部3と強磁性
部4はともにP/2の幅を備えてピッチPで交互に配設
される。The width of the weak magnetic portion 3 is P / 2 which is half of the pitch P, and both the weak magnetic portion 3 and the ferromagnetic portion 4 of the magnetic scale 2 have a width of P / 2 and alternate at the pitch P. Is installed in.
【0012】磁気スケール2の弱磁性部3のうち、磁気
スケール2に予め設定した5カ所の基準点h1〜h5に対
応する弱磁性部3の深さをそれぞれ異なる深さB1〜B5
に形成し、各基準点h1、h2、h3、h4、h5の間隔は
それぞれ4ピッチの等間隔に設定される。なお、これら
弱磁性部3の深さはB0<B1<B2<B3<B4<B5の関
係を満たしている。Of the weak magnetic portions 3 of the magnetic scale 2, the depths of the weak magnetic portions 3 corresponding to the five reference points h 1 to h 5 preset on the magnetic scale 2 are different from the depths B 1 to B, respectively. Five
And the reference points h 1 , h 2 , h 3 , h 4 , h 5 are set at equal intervals of 4 pitches. The depths of these weak magnetic portions 3 satisfy the relationship of B 0 <B 1 <B 2 <B 3 <B 4 <B 5 .
【0013】図示しない油圧シリンダの一端にはピスト
ンロッド1の変位に伴って磁気スケール2の1ピッチを
1周期とし、互いに90度の位相差を備えた2相の正弦
波を出力する一対の磁気センサ5が備えられる。この磁
気センサ5の出力信号は図4に示すように、90度の位
相差を備えた出力信号sigA、sigBとして出力される。At one end of a hydraulic cylinder (not shown), a pair of magnets that output two-phase sine waves having a phase difference of 90 degrees with one pitch of the magnetic scale 2 as one cycle according to the displacement of the piston rod 1. A sensor 5 is provided. As shown in FIG. 4, the output signal of the magnetic sensor 5 is output as output signals sigA and sigB having a phase difference of 90 degrees.
【0014】磁気センサ5からの2相の出力信号はsig
A、sigBは、図3に示すようにマイクロコンピュータ
などで構成されるコントローラ7に入力され、これに基
づいてピストンロッド1のストロークの相対位置が演算
される。The two-phase output signals from the magnetic sensor 5 are sig
As shown in FIG. 3, A and sigB are input to the controller 7 including a microcomputer, and the relative position of the stroke of the piston rod 1 is calculated based on this.
【0015】この相対位置の演算は、例えば、特開平4
−136713号公報にも開示されるように、磁気セン
サ5の出力信号sigA、sigBのそれぞれのピーク値に基
づいて求めた正規化係数に基づいて1/2P単位の位置
(粗位置)と、1/2ピッチ間を所定数に分割した位置
(精位置)を求め、これら精位置と粗位置とを合算する
ことでストロークの相対位置が求められる。The calculation of the relative position is performed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No.
As disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 136713, a position (coarse position) of 1/2 P unit and 1 based on a normalization coefficient obtained based on each peak value of the output signals sigA and sigB of the magnetic sensor 5 The relative position of the stroke is obtained by obtaining a position (fine position) obtained by dividing the / 2 pitch into a predetermined number, and summing the fine position and the coarse position.
【0016】磁気センサ5の出力信号sigA、sigBは図
3に示すようにサンプルホールド回路SHA、SHB、
及びアナログ・デジタルコンバータADCを介してコン
トローラ7の中央演算処理部CPUに入力される。The output signals sigA and sigB of the magnetic sensor 5 are sample hold circuits SHA and SHB, as shown in FIG.
And via the analog-digital converter ADC to the central processing unit CPU of the controller 7.
【0017】コンパレータCA、CBはCPUにおいて
演算された磁気センサ5の出力信号sigA、sigBの各ピ
ッチにおける最大値と最小値との中央値である振央レベ
ルを基準値として出力信号sigA、sigBと比較して、振
央レベルよりも大きいときにHレベル、小さいときにL
レベルの信号を出力する。なお、DACA、DACBは
CPUで演算された各振央レベルをアナログ変換するデ
ジタル・アナログコンバータである。The comparators CA and CB output signals sigA and sigB with the center level, which is the median between the maximum and minimum values of the output signals sigA and sigB of the magnetic sensor 5 calculated by the CPU, as a reference value. By comparison, H level is higher than the center level, and L is lower than the center level.
Output level signal. It should be noted that DACA and DACB are digital-analog converters that perform analog conversion of each center level calculated by the CPU.
【0018】コンパレータCZは磁気センサ5の出力信
号sigAが振央レベルcenAのときに基準点h1〜h5を判
定するもので、デジタル・アナログコンバータDACZ
から与えられる基準点判定レベルbasZと出力信号sigB
とを比較して、出力信号sigBが基準点判定レベルbasZ
より大きいときにHレベル、小さいときにLレベルの信
号を出力する。The comparator CZ determines the reference points h 1 to h 5 when the output signal sigA of the magnetic sensor 5 is at the center level cenA. The digital-analog converter DACZ
Reference point judgment level basZ given from and output signal sigB
And the output signal sigB is compared with the reference point determination level basZ.
A signal of H level is output when it is larger, and an L level signal is output when it is smaller.
【0019】この基準点の判定はコンパレータCAの出
力が変化したとき、すなわち出力信号sigAが振央レベ
ルを通過したときに割り込み処理が発生し、後述するソ
フトウェアにより基準点の判定が行われる。The determination of the reference point is performed by interrupt processing when the output of the comparator CA changes, that is, when the output signal sigA passes the center level, and the reference point is determined by software described later.
【0020】メモリRAMには磁気センサ5の出力信号
sigA、sigBの各ピッチごとのピーク値が格納されると
ともに、各基準点における絶対位置情報が格納される。
なお、このメモリRAMはバッテリなどバックアップさ
れており、装置の電源が遮断されても記憶内容が保持さ
れる。The output signal of the magnetic sensor 5 is stored in the memory RAM.
The peak value for each pitch of sigA and sigB is stored, and the absolute position information at each reference point is also stored.
The memory RAM is backed up by a battery and the like, and the stored contents are retained even when the power supply of the device is cut off.
【0021】ここで、図4を参照して基準点及びストロ
ーク方向の判定方法について説明する。A method of determining the reference point and the stroke direction will be described with reference to FIG.
【0022】ピストンロッド1が変位すると磁気センサ
5の出力信号sigA、sigBはそれぞれ90度の位相差を
もつ正弦波として出力される。出力信号sigA、sigBは
深さB0の弱磁性部3を通過する際には振幅レベルV
0を、基準点である深さB1〜B3の弱磁性部3を通過す
る際には振幅レベルV0より大きい振幅レベルV1〜V3
をそれぞれ出力する。なお、図示はしないが基準点
B4、B5においては振幅レベルV4、V5を出力する。し
たがって、基準点h1〜h5における振幅レベルはV1以
上となり、その他の弱磁性部3では振幅レベルはV0と
なり、振幅レベルより基準点を検出するとともに、基準
点の位置を容易に判定することができる。When the piston rod 1 is displaced, the output signals sigA and sigB of the magnetic sensor 5 are output as sine waves having a phase difference of 90 degrees. When the output signals sigA and sigB pass through the weak magnetic portion 3 having the depth B 0 , they have an amplitude level V
0, when passing through the weak magnetic portion 3 of the reference point depth B 1 .about.B 3 amplitude level V 0 is larger than the amplitude level V 1 ~V 3
Are output respectively. Although not shown, the amplitude levels V 4 and V 5 are output at the reference points B 4 and B 5 . Therefore, the amplitude level at the reference points h 1 to h 5 becomes V 1 or more, and the amplitude level becomes V 0 in the other weak magnetic portions 3, and the reference point is detected from the amplitude level and the position of the reference point is easily determined. can do.
【0023】各基準点は出力信号sigAが振央レベルcen
Aとなる基準点において、出力信号sigBは最小ピーク
値を示し、その値はcenB−V1以下となるが、弱磁性部
3の深さB0などの形成誤差などにより変動することが
あるため、出力信号sigBが予め設定した基準点判定レ
ベルbasZ以下であることを条件として基準点を判定す
る一方、基準点以外の弱磁性部3を通過する際の最小ピ
ーク値を除外することができる。At each reference point, the output signal sigA is the center level cen
At the reference point of A, the output signal sigB shows the minimum peak value, which is less than or equal to cenB−V 1 , but may vary due to formation errors such as the depth B 0 of the weak magnetic portion 3. While the reference point is determined on the condition that the output signal sigB is equal to or lower than the preset reference point determination level basZ, the minimum peak value when passing through the weak magnetic portion 3 other than the reference point can be excluded.
【0024】この基準点判定レベルbasZは、出力信号s
igBの振央レベルcenBと前記出力信号sigBの振幅レベ
ルから次式のように設定することができる。This reference point judgment level basZ is the output signal s
It can be set according to the following expression from the center level cenB of igB and the amplitude level of the output signal sigB.
【0025】basZ=cenB−(V0+V1)/2 したがって、出力信号sigAが振央レベルcenAとなった
ときに出力信号sigBが基準点判定レベルbasZ以下(図
中斜線部)であれば基準点であることが容易に判定され
る。BasZ = cenB- (V 0 + V 1 ) / 2 Therefore, when the output signal sigA becomes the center level cenA, if the output signal sigB is below the reference point determination level basZ (hatched portion in the figure), the reference It is easily determined to be a point.
【0026】一方、ピストンロッド1のストローク方向
の判定は、出力信号sigAが振央レベルcenAとなる位置
では出力信号sigBが最大又は最小レベルをとるので、
図3に示すコンパレータCAの割り込み処理でCA、C
Bの出力値がHまたはLのいずれかで一致しているかど
うかにより容易に判定でき(排他的論理和)、一致して
いるときにはピストンロッド1が負の方向へ、そうでな
いときには正の方向へ移動すると判定する。On the other hand, the stroke direction of the piston rod 1 is judged because the output signal sigB takes the maximum or minimum level at the position where the output signal sigA becomes the center level cenA.
In the interrupt processing of the comparator CA shown in FIG. 3, CA, C
It can be easily determined (exclusive OR) whether or not the output value of B is in agreement with either H or L. When they are in agreement, the piston rod 1 is in the negative direction, otherwise it is in the positive direction. Determine to move.
【0027】次に、基準点を判定してから絶対位置を設
定するまでのコントローラ7における処理を図5のフロ
ーチャートを参照しながら説明する。なお、図5は装置
の電源を再投入してから基準点の絶対位置がセットされ
るまでの流れを示す。Next, the processing in the controller 7 from the determination of the reference point to the setting of the absolute position will be described with reference to the flowchart of FIG. Note that FIG. 5 shows a flow from turning on the power of the apparatus to setting the absolute position of the reference point.
【0028】まず、S10においてストローク位置をリ
セットした後に図示しない駆動手段によってピストンロ
ッド1を任意の方向に駆動させ、S11で出力信号sig
Aが振央レベルcenAかつ出力信号sigBが基準点判定レ
ベルbasZ以下であるかの判定により基準点の判定を行
う。First, after resetting the stroke position in S10, the piston rod 1 is driven in an arbitrary direction by a driving means (not shown), and an output signal sig is output in S11.
The reference point is determined by determining whether A is the center level cenA and the output signal sigB is equal to or lower than the reference point determination level basZ.
【0029】基準点が検出されると、S12ではそのと
きのストローク位置、すなわち、弱磁性部3の通過に伴
って算出される相対位置をXに保持するとともに、出力
信号sigBの振幅レベルをVに、ストロークの正負をS
にそれぞれ保持する。When the reference point is detected, in S12, the stroke position at that time, that is, the relative position calculated as the weak magnetic portion 3 passes, is held at X, and the amplitude level of the output signal sigB is set to V. And the positive or negative of the stroke is S
Hold each.
【0030】S13ではストロークの正負による処理の
判定を行い、負方向であればS14へ、正方向であれば
S15へ進む。In step S13, the process is determined depending on whether the stroke is positive or negative.
【0031】S14、15ではピストンロッド1の変位
方向に応じて所定の変換係数base1〜2がそれぞれ与え
られ、検出した基準点の振幅レベルVに所定の変換定数
mを乗じたものに変換係数base1〜2を加算したもの
が、現在の基準点の絶対位置を格納するメモリRAMの
アドレスADとして得られる。なお、変換定数mは基準
点の振幅レベルVをメモリRAMのアドレスに変換する
ための定数である。In S14 and S15, predetermined conversion factors base1 to 2 are given according to the displacement direction of the piston rod 1, and the conversion factor base1 is obtained by multiplying the detected amplitude level V of the reference point by a predetermined conversion constant m. The value obtained by adding up to 2 is obtained as the address AD of the memory RAM for storing the absolute position of the current reference point. The conversion constant m is a constant for converting the amplitude level V of the reference point into the address of the memory RAM.
【0032】ここで、メモリRAMの内容は、図6のメ
モリマップに示すように、ストロークの方向、変換係数
base1〜2、基準点の振幅レベルVの順位で基準点h1
〜h5の絶対位置が格納されている。Here, as shown in the memory map of FIG. 6, the contents of the memory RAM are the stroke direction and the conversion coefficient.
base 1 to 2 , base point h 1 in the order of reference point amplitude level V
The absolute position of ~ h 5 is stored.
【0033】なお、このメモリマップにおいて同一の基
準点の絶対位置が異なるアドレスに重複して格納される
が、各アドレスの重複する基準点の絶対位置は必ずしも
等しくなく、これは、ピストンロッド1の変位方向によ
って基準点の検出位置(出力信号sigAが振央レベルcen
Aと等しくなる位置)が微妙にずれるためである。した
がって、各基準点h1〜h5の絶対位置はピストンロッド
1の変位方向ごとにアドレスを変えて正確な絶対位置を
格納する。In this memory map, the absolute positions of the same reference point are redundantly stored at different addresses. However, the absolute positions of the overlapping reference points of the respective addresses are not necessarily equal, and this is because the absolute position of the piston rod 1 is different. The detection position of the reference point depending on the displacement direction (the output signal sigA is the center level cen
This is because the position (equal to A) is slightly deviated. Therefore, the absolute position of each of the reference points h 1 to h 5 is stored in the correct absolute position by changing the address for each displacement direction of the piston rod 1.
【0034】S16ではS14〜15で得られたアドレ
スADに基づいてメモリRAMに格納された絶対位置を
読み出し、現在の基準点にこの読み出された絶対位置を
セットするとともに、以降算出される相対位置を加算す
ることで絶対位置を出力することが可能となり、S17
ではコントローラ7より絶対位置セット完了信号が出力
され、図示しない油圧シリンダの駆動手段は計測された
ピストンロッド1の絶対位置に基づいて駆動を行うこと
ができる。In S16, the absolute position stored in the memory RAM is read based on the address AD obtained in S14 to 15, the read absolute position is set to the current reference point, and the relative position calculated thereafter is calculated. It becomes possible to output the absolute position by adding the positions.
Then, the absolute position setting completion signal is output from the controller 7, and the driving means of the hydraulic cylinder (not shown) can drive based on the measured absolute position of the piston rod 1.
【0035】したがって、装置の休止中にピストンロッ
ド1が油漏れなどにより変位しても、任意の基準点を少
なくとも1箇所通過すれば自動的に絶対位置を設定する
ことが可能となり、起動時のストローク量を低減して稼
働までの時間を短縮することができ、一つの磁気スケー
ル2に弱磁性部3の深さをB0で構成する一方、基準点
h1〜h5に対応する弱磁性部3の深さをそれぞれB1〜
B5としたため、起動直後にストローク位置近傍の基準
点を1カ所検出すれば絶対位置を設定可能となって、ピ
ストンロッド1のストローク量を低減して起動時間を短
縮することができる。Therefore, even if the piston rod 1 is displaced due to oil leakage or the like while the apparatus is at rest, it is possible to automatically set the absolute position by passing at least one arbitrary reference point. The stroke amount can be reduced to shorten the time until the operation, and the depth of the weak magnetic portion 3 is set to B 0 in one magnetic scale 2, while the weak magnetic force corresponding to the reference points h 1 to h 5 is set. The depth of part 3 is B 1 ~
Since it is set to B 5 , the absolute position can be set by detecting one reference point near the stroke position immediately after the start, and the stroke amount of the piston rod 1 can be reduced and the start time can be shortened.
【0036】また、1組の磁気スケールと磁気センサに
より相対位置と絶対位置を検出することが可能となっ
て、部品点数を増大させることなく絶対値型の高精度な
位置検出装置を構成することが可能となって、所定のピ
ッチPで配設した弱磁性部3をピストンロッド1の全周
に配設することによってピストンロッド1の回転を許容
することができる。Further, the relative position and the absolute position can be detected by one set of magnetic scale and magnetic sensor, and an absolute value type highly accurate position detecting device can be constructed without increasing the number of parts. Since the weak magnetic portions 3 arranged at a predetermined pitch P are arranged all around the piston rod 1, the rotation of the piston rod 1 can be permitted.
【0037】一方、メモリRAMの所定のアドレスに各
基準点h1〜h5の絶対位置を再設定するには、図7のフ
ローチャートに示すように、S20でピストンロッド1
を最収縮位置まで変位させ、このときの相対位置をゼロ
にセットした後に、S21〜S26の動作を繰り返すこ
とにより、ピストンロッド1を伸長又は収縮させて各基
準点を通過する毎に算出した相対位置をメモリRAMに
セットしながら自動的に絶対位置を設定することができ
る。なお、S21〜25は前記図5のフローチャートの
S11〜15と同様の処理を行うものである。On the other hand, in order to reset the absolute positions of the reference points h 1 to h 5 at the predetermined addresses in the memory RAM, as shown in the flowchart of FIG.
Is moved to the most contracted position, the relative position at this time is set to zero, and then the operations of S21 to S26 are repeated to expand or contract the piston rod 1 to calculate the relative position calculated when passing each reference point. The absolute position can be automatically set while setting the position in the memory RAM. Note that S21 to S25 are the same as S11 to S15 in the flowchart of FIG.
【0038】ピストンロッド1の最収縮位置で相対位置
をゼロにセットするため、検出した基準点の相対位置は
絶対位置と等価となり、上記処理をピストンロッド1の
伸長方向及び収縮方向でそれぞれ行うことにより容易か
つ正確に各基準点の絶対位置を設定することができる。Since the relative position is set to zero at the most contracted position of the piston rod 1, the detected relative position of the reference point is equivalent to the absolute position, and the above processing is performed in the extension direction and the contraction direction of the piston rod 1, respectively. Thus, the absolute position of each reference point can be set easily and accurately.
【0039】図8は他の実施例を示し、前記第1の実施
例において基準点h1〜h5を等間隔で配設したのに対
し、スケール2にh1〜h7の7つの基準点を設定すると
ともに、基準点h1、h2間及びh6、h7間を6ピッチで
それぞれ形成し、基準点h2〜h6を1ピッチの等間隔で
配設したもので、基準点h1〜h7の深さB1〜B7はそれ
ぞれ異なる深さに設定され、その他の構成は前記第1の
実施例と同様である。[0039] Figure 8 illustrates another embodiment, the contrast of the reference point h 1 to h 5 is disposed at equal intervals in the first embodiment, seven criteria of h 1 to h 7 the scale 2 In addition to setting the points, the reference points h 1 and h 2 and h 6 and h 7 are formed at 6 pitches respectively, and the reference points h 2 to h 6 are arranged at equal intervals of 1 pitch. The depths B 1 to B 7 of the points h 1 to h 7 are set to different depths, respectively, and the other configurations are the same as those in the first embodiment.
【0040】このように、不等間隔で基準点を配設して
も前記第1の実施例と同様にして絶対位置を設定するこ
とが可能となり、配設する間隔に拘わらず任意の位置に
基準点を配設することが可能となる。As described above, even if the reference points are arranged at unequal intervals, the absolute position can be set in the same manner as in the first embodiment, and the absolute positions can be set at arbitrary positions regardless of the intervals. It becomes possible to provide a reference point.
【0041】また、基準点h1を収縮側のストロークエ
ンド警報位置とし、基準点h7を伸長側のストロークエ
ンド警報位置とすれば、ピストンロッド1が各ストロー
クエンドに衝突しそうになると警報を発生させてピスト
ンロッド1の縮みきり又は伸びきりを防止することがで
きる。If the reference point h 1 is the contraction side stroke end alarm position and the reference point h 7 is the extension side stroke end alarm position, an alarm is issued when the piston rod 1 is about to collide with each stroke end. As a result, the piston rod 1 can be prevented from completely contracting or extending.
【0042】図9はさらに他の実施例を示し、前記第1
又は第2の実施例における相対位置の演算を特開平4−
136713号公報にも開示される位置検出装置にて構
成したものであり、その他の構成は上記第1の実施例と
同様である。FIG. 9 shows still another embodiment, in which the first
Alternatively, the calculation of the relative position in the second embodiment is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No.
It is configured by the position detecting device disclosed in Japanese Patent No. 136713, and other configurations are similar to those of the first embodiment.
【0043】1/2ピッチ単位の粗位置と、1/2ピッ
チを所定数に分割した精位置を合算した値を相対位置と
して出力するため、ストローク位置の分解能を向上させ
ることができる。Since the value obtained by adding the coarse position in 1/2 pitch units and the fine position obtained by dividing the 1/2 pitch into a predetermined number is output as the relative position, the resolution of the stroke position can be improved.
【0044】なお、上記実施例において、弱磁性部3を
ピストンロッド1の表面の1部に形成した例を開示した
が、図示はしないが弱磁性部3を全周に形成することに
よって、ピストンロッド1の回転を許容することが可能
となる。Although the weak magnetic portion 3 is formed on a part of the surface of the piston rod 1 in the above embodiment, the piston is formed by forming the weak magnetic portion 3 on the entire circumference, although not shown. It becomes possible to allow the rotation of the rod 1.
【0045】また、上記実施例において、基準点を検出
した時点で、現在のストローク位置をメモリRAMに格
納された絶対位置に置き換えたが、この置き換えは複数
回行ってもよく、例えば、電源再投入時に現在位置をメ
モリRAMに格納された絶対位置に置き換えた後、各基
準点で演算されたストロークの絶対位置とメモリRAM
の格納値とを比較して、演算されたストローク量の絶対
位置が異なっている場合などにメモリRAMに格納され
た絶対位置を読み出して置き換えてもよい。Further, in the above embodiment, the current stroke position is replaced with the absolute position stored in the memory RAM when the reference point is detected, but this replacement may be performed a plurality of times. After replacing the current position with the absolute position stored in the memory RAM at the time of input, the absolute position of the stroke calculated at each reference point and the memory RAM
The absolute position stored in the memory RAM may be read out and replaced when the absolute position of the calculated stroke amount is different by comparing with the stored value of.
【0046】また、上記実施例において、基準点の深さ
B1〜B5を順次増大するように設定したが、基準点は他
の基準点と同一の深さとならないように設定するだけで
よく、例えば、図示はしないが、B1>B2>B3>B4>
B5のように設定してもよい。Further, in the above-mentioned embodiment, the depths B 1 to B 5 of the reference points are set to be successively increased, but the reference points need only be set so as not to have the same depth as other reference points. , For example, although not shown, B 1 > B 2 > B 3 > B 4 >
It may be set as B 5.
【0047】[0047]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、アクチュ
エータが休止中に変位しても、任意の基準点を1箇所通
過すれば自動的に絶対位置を設定することが可能とな
り、起動時のストローク量を大幅に低減して稼働までの
時間を短縮することができ、1つの磁気スケールに相対
位置を測定する弱磁性部を設ける一方、これら弱磁性部
のうち基準点に対応するものを異なる深さで形成したた
め、1組の磁気スケールと磁気センサにより部品点数の
増大を抑制して絶対値型の位置検出装置を構成すること
が可能となり、所定の間隔で配設した弱磁性部をアクチ
ュエータのロッドなどの全周に配設することによってロ
ッドの回転を許容しながら絶対位置の計測を行うことが
できる。As described above, according to the present invention, even if the actuator is displaced while it is at rest, it is possible to automatically set the absolute position by passing one arbitrary reference point. The stroke amount of can be greatly reduced to shorten the time until operation, and while a weak magnetic part that measures the relative position is provided on one magnetic scale, one of these weak magnetic parts that corresponds to the reference point Since they are formed at different depths, it is possible to configure an absolute value type position detection device by suppressing an increase in the number of parts by one set of magnetic scale and magnetic sensor, and to form weak magnetic parts arranged at a predetermined interval. By arranging the actuator around the entire circumference of the rod or the like, the absolute position can be measured while allowing the rotation of the rod.
【図1】本発明のクレーム対応図である。FIG. 1 is a diagram corresponding to a claim of the present invention.
【図2】本発明の実施例を示す磁気スケールの概略図で
ある。FIG. 2 is a schematic view of a magnetic scale showing an embodiment of the present invention.
【図3】コントローラのブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a controller.
【図4】各ピッチにおける磁気センサの出力信号の変化
を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing changes in the output signal of the magnetic sensor at each pitch.
【図5】絶対位置の設定動作の一例を示すフローチャー
トである。FIG. 5 is a flowchart showing an example of an absolute position setting operation.
【図6】メモリの内容を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the contents of a memory.
【図7】基準点に対応する絶対位置の設定動作を示すフ
ローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing an operation of setting an absolute position corresponding to a reference point.
【図8】他の実施例を示す磁気スケールの説明図であ
る。FIG. 8 is an explanatory diagram of a magnetic scale showing another embodiment.
【図9】さらに他の実施例を示す相対位置演算手段のブ
ロック図である。FIG. 9 is a block diagram of relative position calculating means showing still another embodiment.
1 ピストンロッド 2 磁気スケール 3 弱磁性部 4 強磁性部 5 磁気センサ 7 コントローラ 10 相対位置演算手段 20 基準点検出手段 21 位置信号演算手段 22 振幅レベル判定手段 23 絶対位置信号制御手段 24 絶対位置格納手段 25 ストローク方向判別手段 30 アクチュエータ 1 Piston Rod 2 Magnetic Scale 3 Weak Magnetic Part 4 Ferromagnetic Part 5 Magnetic Sensor 7 Controller 10 Relative Position Calculating Means 20 Reference Point Detecting Means 21 Position Signal Calculating Means 22 Amplitude Level Determining Means 23 Absolute Position Signal Controlling Means 24 Absolute Position Storing Means 25 Stroke Direction Discriminating Means 30 Actuator
Claims (1)
チュエータの移動方向に所定のピッチで配設した磁気ス
ケールと、前記弱磁性部のうち磁気スケールの所定の位
置に配設された基準位置に対応する弱磁性部を基準位置
に対応する所定の深さで形成した基準点と、前記磁気ス
ケールのピッチに対応して90度の位相差をもった2相
の正弦波を出力する一対の磁気センサと、これら磁気セ
ンサの出力から相対位置を演算する手段と、前記磁気セ
ンサの出力から基準点を検出する手段と、前記基準点に
おける振幅レベルを判定する手段と、前記磁気スケール
の基準点に対応した絶対位置を格納する手段と、前記磁
気センサの出力信号に基づいてアクチュエータの移動方
向を判別する手段と、前記基準点の振幅レベルとアクチ
ュエータの移動方向に基づいて前記格納手段の絶対位置
信号を制御する手段と、前記絶対位置信号制御手段が読
み出す基準点の絶対位置と前記算出された相対位置とか
ら絶対位置を演算する手段とを備えたことを特徴とする
位置検出装置。1. A magnetic scale having weak magnetic portions formed with a predetermined depth arranged at a predetermined pitch in a moving direction of an actuator, and a magnetic scale arranged at a predetermined position of the magnetic scale among the weak magnetic portions. A weak magnetic portion corresponding to the reference position is formed with a predetermined depth corresponding to the reference position, and a two-phase sine wave having a phase difference of 90 degrees corresponding to the pitch of the magnetic scale is output. A pair of magnetic sensors, a means for calculating a relative position from the outputs of these magnetic sensors, a means for detecting a reference point from the output of the magnetic sensor, a means for determining an amplitude level at the reference point, and a magnetic scale of the magnetic scale. Means for storing the absolute position corresponding to the reference point, means for determining the moving direction of the actuator based on the output signal of the magnetic sensor, amplitude level of the reference point and moving direction of the actuator A means for controlling the absolute position signal of the storage means based on the above, and a means for calculating the absolute position from the absolute position of the reference point read by the absolute position signal control means and the calculated relative position. Characteristic position detection device.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5000831A JPH06201400A (en) | 1993-01-06 | 1993-01-06 | Position detector |
| US08/168,728 US5461311A (en) | 1992-12-24 | 1993-12-16 | Rod axial position detector including plural scales wherein nonmagnetized portions have differing spacing and differing depths and means for calculating the absolute position are provided |
| ITRM930841A IT1261950B (en) | 1992-12-24 | 1993-12-22 | AXIAL POSITION DETECTOR DEVICE OF AUCTIONS, IN PARTICULAR PISTON RODS. |
| DE4344291A DE4344291C2 (en) | 1992-12-24 | 1993-12-23 | Axial position detector for a rod |
| KR1019930029467A KR970003620B1 (en) | 1992-12-24 | 1993-12-24 | Axial Position Detector of Piston Rod |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5000831A JPH06201400A (en) | 1993-01-06 | 1993-01-06 | Position detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06201400A true JPH06201400A (en) | 1994-07-19 |
Family
ID=11484575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5000831A Pending JPH06201400A (en) | 1992-12-24 | 1993-01-06 | Position detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06201400A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230008521A (en) * | 2021-07-07 | 2023-01-16 | 울산대학교 산학협력단 | A bench with automatic angle adjustment function |
-
1993
- 1993-01-06 JP JP5000831A patent/JPH06201400A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230008521A (en) * | 2021-07-07 | 2023-01-16 | 울산대학교 산학협력단 | A bench with automatic angle adjustment function |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR970007064B1 (en) | Detector in the axial position of the rod | |
| US5930905A (en) | Method and device for angular measurement of a rotatable body | |
| US6556153B1 (en) | System and method for improving encoder resolution | |
| KR970003620B1 (en) | Axial Position Detector of Piston Rod | |
| JP3029657B2 (en) | Position detection device | |
| CN87100356A (en) | Magnetic Rotation Sensor | |
| CN107810390B (en) | Position encoder | |
| JPH11160009A (en) | Absolute position detection method of stroke-sensing cylinder | |
| EP2492048A1 (en) | Tolerance detection method and tolerance detection device for shape measuring apparatus | |
| JPH06201400A (en) | Position detector | |
| JPH05231879A (en) | Correcting method for detecting position | |
| EP0199826A1 (en) | Method of detecting position | |
| JP3226124B2 (en) | Position detection device | |
| US4756621A (en) | Apparatus for measuring a length of displacement | |
| JP3251664B2 (en) | Position detection device | |
| JP3659790B2 (en) | Position detection device | |
| JP3136012B2 (en) | Position detection device | |
| JP3217895B2 (en) | Position detection device | |
| JP3155382B2 (en) | Position detection device | |
| KR100244101B1 (en) | Cylinder rod for detecting absolute position and the method therefor | |
| JP3184361B2 (en) | Position detection device | |
| JP3188041B2 (en) | Position detection device | |
| JPH06201310A (en) | Position detector | |
| KR100221599B1 (en) | Cylinder rod for absolute position detection and absolute position detection method using the same | |
| JPH10221115A (en) | Stroke sensing cylinder load for reference-position detection |