JPS63260497A

JPS63260497A - 自在平行定規の表示装置

Info

Publication number: JPS63260497A
Application number: JP63053216A
Authority: JP
Inventors: 立沢　肇
Original assignee: Mutoh Industries Ltd
Current assignee: Mutoh Industries Ltd
Priority date: 1988-03-07
Filing date: 1988-03-07
Publication date: 1988-10-27
Also published as: JPH0476797B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、ヘッドの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ィジタ
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ィジ
タルパルスのカウント位置出力又はアブソリュートなデ
ィジタルパルス位置出力に基いて、前記移動体の移動量
を表示器にディ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ット目盛パ
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ッ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１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、
湿度によって伸縮し、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
った。

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
によって平行移動可能に支承されるヘッドと、該ヘッド
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ィ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ィ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鉤
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ィジタル（Ｉ
Ｎ号を出力するマイクロコンピュータと、該マイクロコ
ンピュ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に沿った移動運動は、公知の、円盤型スリット板
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）によって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に沿っ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
ッド１４が取付けられている。前記Ｙカーソル１２のＹ
レール１０に沿ったＳＯ運動は公知の、回転型Ｙエンコ
ーダ１６によって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。前記ヘッ
ド１４にはスケール取付板１８（移動体）が。

ヘッド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
ッド１４基板に対する回転運動は公知の回転型ｅエンコ
ーダ２４によって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に沿って配設される長尺状のスリット板と、
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、シュミット
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に沿って第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。このパルスはシュミット回路２６によって波形整
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のアップカラン１−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に沿って第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って、Ｙカウンタ５０
は、Ｙカーソル１２がＹレール１０に沿って、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ｅエンコーダ２４の出力
端は第１図に示す如く、シュミット回路９０．方向判別
回路９２、極性反転回路９４を介してｅカウンタ５２に
接続している。

９６はｅ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のフリップフロップ回路を反転させ
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、ｅエンコーダ２
４が９０度位相のずれた一対の連続パルスを出力する。

このパルスはシュミット回路９０によって波形整形され
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、ｅカ
ウンタ５２のアップカウントラインにパルスを出力する
。ｅ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によって″−″の極性フラグが付せら
れる。

定規取付板１８を、ヘッド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ｅエ
ンコーダ２４のパルスを方向判別し、ｅ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θ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。

ｅ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によって極性
反転回路９４が反転し、方向判別回路９２の出力パルス
のｅカウンター５２への入力経路が切り換わる。即ち、
ｅ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、ｅ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、ｅ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
ＩＩ　　、Ｊの極性が付せられる。結局、ｅカウンタ５
２は、定規取付板１８の、ヘッド基板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。

ｅ原点指定スイッチ４０．８８．６２を押してこれをオ
ンとし、Ｘ、Ｙ、　ｅリセット回路４１．８９．６３を
動作させてカウンター３２．５０．５２をリセットする
ことによっ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、
ストッ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、ストッ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、水平直走ｍ２０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ｌＯの端部に、前記ｅエンコーダ２４はヘッ
ド１４の内部にそれぞれ配設されている。前記ＸＩ　’
ｙ、　ｅ’Ｊつ７ター３２．５０．５２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３２゜５０．５２はそれぞれラッチ７０，
７２．７４を介してマイクロコンピュータ７５の入出力
インターフェース７６に接続している。前記マイクロコ
ンピュータ７５の入出力インターフェース７６．ＣＰＵ
７８．ＥＰ−ＲＯＭＩｏｏ、ＲＡＭ１０２．デコーダ１
０４はヘッド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。

ｅ、用プリセット入カキ一群、５８はＣＰＵリセットス
イッチ、５９はＣＰＵリセット回路、６０はヘッド１４
に取付けたＸＹｅ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ェース７６に接続している。前記
キ一群４８及びスイッチ５８，４０，８８゜６２はヘッ
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ｅ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、市販のアブソリュ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
ュミット回路２６．方向判別回路２８、極性反転回路３
０．Ｘ原点指定スイッチ４０、Ｘリセット回路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．シュミット回路８０．方向判別回路８２
．極性反転回路８４．ＹＭ点指定スイッチ８８．Ｙリセ
ット回路８９及びＹカウンタ５０はＹ移動データ造出手
段を構成し、ｅエンコーダ２４．シュミット回路９０．
方向判別回路９２．極性反転回路９４．ゼロ検出部９６
．ｅ原点指定スイッチ６２．ｅリセット回路６３．極性
検出回路９７及びｅカウンタ５２はｅ角度データ造出手
段を構成している。アブソリュートエンコーダ板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１６と
コード変換回路１１４とでＹ移動データ進出手段を楕成
し、エンコーダ２４とコード変換回路１１６とでｅ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−タを書き込む
作業を第４図を参照して説明する。

まず、Ｘ移動データ造山手段の出力端即ち、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ュータ
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ュータ１２０の
入力端已に接続する。また、マイクロコンピュータ１２
０をＥＰ−ＲＯＭ書き込み器１２８に接、続するととも
に、該書き込みＰｙ１１２８を、ヘッド１４内のマイク
ロコンピュータ７５のコネクターを介して、ＥＰ−ＲＯ
Ｍ、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
ットする。次にＸカーソル６を第４図中、Ｘレール４の
左端ストッパー位置まで移動し、該位置でＸ原点指定ス
イッチ４０を押して、Ｘカウンタ３２をゼロにリセット
する。また、精密測定器１２２のカウンターをゼロにリ
セットする。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はマイクロコンピュータ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１
２２によっ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はマイクロコンピュータ１
２０の演算回路の入力端Ｂに入力される。マイクロコン
ピュータ１２０は、Ｘカーソル６の移動全長を任意のピ
ッチに区切り、Ｘカウンタ３２のカウント値に基いて、
上記ピッチ毎の、Ｘカウンタ３２の測定値誤差（Ａ−８
）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１＋＋＋ｒＱ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に対する誤差がＥｌ
、２ｎｏ＋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−４０Ｍ用書き込み器１２８によって、上記
アドレス信号Ａとこれに対応する偏差値ＥｎをＥＰ−Ｒ
ＯＭ１００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って
、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−ＲＯＭＬＯＯに書き込む場合には、第５図
に示す如く、ヘッド１４の主軸４２から、ハンドル１４
ａ　（第３図参照）を取り外し、ヘッド１４の基板３９
（非回転部）に角度測定用高精密測定器１３０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、公知のインデックス機構のインデックス爪（
図示省略）が。

インデックスリング（図示省略）のゼロ度位置のインデ
ックス凹部（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、ｅ原点指定スイッチ６２
を押して、ｅカウンタ５２をゼロにリセットする。また
、高精密測定器１３０のカウンターをゼロにリセットす
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ｅカウンタ５２のカウ
ント値Ａは極性検出回路９７によって十の極性を付され
て、マイクロコンピュータ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によって
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はマイクロコンピュータ
１２０の演算回路の入力端Ｂに入力される。マイクロコ
ンピュータ１２０は、定規取付板１８の全回転範囲を任
意のピッチに区切り、ｅカウンタ５２のカウント値に基
いて。

上記ピッチ毎の、ｅ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１
８がｅカウンタ５２のカラン１−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が一〇。

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１２
８に入力し、該ＥＰ−ＲＯＭ用書き込み器１２８によっ
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、ｅ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１２２，１
３０を自在平行定規から外し、且つ、マイクロコンピュ
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及びヘッド１４内のマ
イクロコンピュータ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、電源スィッチ（図示省略）をオンと成す。これに
より、ＣＰＵリセッ１へ回路５９が動作してマイクロコ
ンピュータ７５内のＣＰＵ７８がリセットされる。次に
、Ｘ、■カーソル６．１２．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、スイッチ４０．
８８．６２を押し、カウンター３２゜５０．５２をそれ
ぞれゼロにリセッ！・する。

しかる後に、ヘッド１４を図板２に沿って任意の位置に
移動させ、あるいは、定規取付板１８を回転させるると
、ｘ、ｙ、　ｅエンコーダ８，１６．５２が駆動し、Ｘ
、Ｙ、　ｅカウンタ３２，５０．５２の出力端から、ラ
ッチ７０．７２．７４を介シテ、ｘ、ｙ、　ｅディジタ
ル位置信号がアドレス信号ＡＸ、ＡＶ、Ａｅとして、マ
イクロコンピュータ７５に供給される。ＣＰＵ７８は、
上記アドレス信号ＡＸ。

Ａｔ／、　ＡＱによって指定された偏差データＥｎをＥ
Ｐ−ＲＯＭ１００から呼び出し、アドレス信号ＡＸ、Ａ
Ｖ、Ａｅと、偏差データＥｎに基いて、ＡＸ−Ｅｎ−ＲＸ＝ＴＸＡＶ−Ｅｎ−ＲＹ＝ＴＶＡｅ−Ｅｎ−Ｒｅ＝Ｔｅを演算する。上記ＲＸ、ＲＹ、Ｒ９はプリセラ１〜植入
カキ一群４８によっ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、。ｅ値表示ｉ
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、ＴＶ、Ｔｅ即ち、精密なディジタル補正デー
タは表示器６０に１０進数としてディジタルに表示され
る。尚、上記実施例は。

アドレス信号とともに、偏差値ＥｎをＥＰ−ＲＯＭ　１
００に書き込んでいるが、第８図に示す如く、偏差値Ｅ
ｎの替りに、精密測定データＢ自体ををアドレス信号Ａ
とともにＥＰ−ＲＯＭ　１００に書き込んでも良い。こ
の場合。

マイクロコンピュータ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、９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、上記プリセット値Ｒ
Ｘ、ＲＹ、Ｒｅを減算した値を出力する６〔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図はブロック回
路図、第２図は他の実施例を示すブロック回路図、第３
図は平面図、第４図は説明図、第５図は説明図、第６図
はアブソリュ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・・・・ヘッド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・・
・・マイクロコンピュータ　１２２・・・・精密測定器
　１２６レ一ザー発振器　１２８・・・・Ｅ　Ｐ　−Ｒ
ＯＭ書き込み器　１３０・・・・閉曲測定器　１１０・
・・・アブソリュートエンコーダ板特許出願人　　　　武藤工業株式会社代理人弁理士　　　　西　島　綾　雄第４図第６図

Claims

【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
って平行移動可能に支承されるヘッドと、該ヘッドの基
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ィ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ィ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ィジタル信号を出
力するマイクロコンピュータと、該マイクロコンピュー
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
の前記ヘッド基板に対する回転移動量をディジタル信号
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、前記ヘッドをＸＹ座標軸方向
に案内する移動体の移動量をディ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って構成され、前記マイ
クロコンピュータに、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、該マイクロコンピュー
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
ディジタル信号を造出し、該補正ディジタル信号を表示
器によっ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って構成
され、前記マイクロコンピュ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
ロコンピュ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
値を表示器によっ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。