JPH06201400A - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
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- 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
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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。
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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【０００９】
【実施例】図２〜３に本発明の実施例を示す。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
−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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
ーク方向の判定方法について説明する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【図１】本発明のクレーム対応図である。
【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。
ある。
【図３】コントローラのブロック図である。
【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。
を示す図である。
【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。
トである。
【図６】メモリの内容を示す図である。
【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。
ローチャートである。
【図８】他の実施例を示す磁気スケールの説明図であ
る。
る。
【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。
ロック図である。
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
Claims (1)
- 【請求項１】 所定の深さで形成された弱磁性部をアク
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。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5000831A JPH06201400A (ja) | 1993-01-06 | 1993-01-06 | 位置検出装置 |
| 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 (it) | 1992-12-24 | 1993-12-22 | Dispositivo rivelatore di posizione assiale di aste, in particolare steli di pistoni. |
| DE4344291A DE4344291C2 (de) | 1992-12-24 | 1993-12-23 | Axialer Positionsdetektor für eine Stange |
| KR1019930029467A KR970003620B1 (ko) | 1992-12-24 | 1993-12-24 | 피스톤 로드의 축선 방향 위치 검출기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5000831A JPH06201400A (ja) | 1993-01-06 | 1993-01-06 | 位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06201400A true JPH06201400A (ja) | 1994-07-19 |
Family
ID=11484575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5000831A Pending JPH06201400A (ja) | 1992-12-24 | 1993-01-06 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06201400A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230008521A (ko) * | 2021-07-07 | 2023-01-16 | 울산대학교 산학협력단 | 자동 각도 조절 기능 탑재 벤치 |
-
1993
- 1993-01-06 JP JP5000831A patent/JPH06201400A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230008521A (ko) * | 2021-07-07 | 2023-01-16 | 울산대학교 산학협력단 | 자동 각도 조절 기능 탑재 벤치 |
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