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JPH0692890B2 - Absolute position detector - Google Patents
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JPH0692890B2 - Absolute position detector - Google Patents

Absolute position detector

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JPH0692890B2
JPH0692890B2 JP59097139A JP9713984A JPH0692890B2 JP H0692890 B2 JPH0692890 B2 JP H0692890B2 JP 59097139 A JP59097139 A JP 59097139A JP 9713984 A JP9713984 A JP 9713984A JP H0692890 B2 JPH0692890 B2 JP H0692890B2
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能民 博田
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、リニアテーブルやロータリテーブル等の現在
位置をアブソリュート位置検出器を応用して絶対量で検
知するアブソリュート位置の検知装置に係り、特に、テ
ーブル上等にもう1つの検出器を用意し、ハイブリッド
方式によりその絶対量を高精度に算出する装置に関す
る。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an absolute position detection device that detects an absolute position of a current position of a linear table, a rotary table, or the like by applying an absolute position detector, and more particularly to an absolute position detection device. , An apparatus that prepares another detector on a table or the like and calculates the absolute amount of the detector with high accuracy by a hybrid method.

〔背景技術とその問題点〕[Background technology and its problems]

従来提案されているアブソリュート位置の検知方法は、
例えば、工作機械に供されているものを考えると、或る
1つの座標軸方向(X軸方向)に対してそのX軸方向の
駆動系から回転量を取り出し、この回転量を2段ないし
3段からなる減速機構に与え、その各減速回転軸に取付
けられた回転検出器の1回転以内の値を組合わせること
によってアブソリュート値とするものであった。
The previously proposed absolute position detection method is
For example, considering a machine tool, a rotation amount is extracted from a drive system in the X-axis direction with respect to a certain coordinate axis direction (X-axis direction), and the rotation amount is calculated in two or three stages. The absolute value is obtained by combining the values of the rotation detectors attached to the respective deceleration rotation shafts within one revolution.

しかしながら、この従来例においては、有効測定範囲
を拡大しようとすると、減速機構が大型化し、その慣性
モーメントも増大する、各回転軸上の値は互いに重み
が異なっているため、つまり、各回転軸の1回転当たり
の被移動部材(例えば、テーブル)の移動量が異なって
いるため、誤差が生じやすい、等の問題がある。このこ
とから、減速機構の各要素、主として歯車や軸受部材等
の機械的精度は、工作機械の稼働に伴う振動や摩耗等に
もかかわらず、常に高精度に維持しておかなければらな
い。
However, in this conventional example, when an attempt is made to expand the effective measurement range, the deceleration mechanism becomes large and the moment of inertia thereof also increases. The values on the rotary shafts have different weights, that is, the rotary shafts are different from each other. Since the amount of movement of the member to be moved (eg, table) per rotation is different, there is a problem that an error is likely to occur. For this reason, the mechanical accuracy of each element of the reduction mechanism, mainly gears, bearing members, etc., must always be maintained at high accuracy despite vibrations and wear associated with the operation of the machine tool.

そこで、本出願人は、先に、このような問題点を解決す
るものとして、特願昭57−199882号を提案した。このも
のは、被測定部材の機械的運動に関し予め定められた基
準状態位置からの機械的変化量をアブソリュート値とし
て検知する方法であって、それぞれ異なる所定の機械的
変化量に対応した周期の電気信号を発する複数の検出器
からなる検知手段を用意し、前記各周期に対応する電気
信号を前記検知手段から取り出して記憶保持し、次い
で、前記機械的変化量に伴う前記検知手段の中の1つ
(第1検出器)と前記被測定部材との相対的変化量を、
前記第1検出器に対応する前記周期の整数倍の値および
同周期の1周期未満の値とから求めるにあたって、前記
整数値を前記検知手段の中の他の検出器に対応する周期
および同他の検出器から得られ前記記憶保持された値と
を用いて決定する手順を用いることにより、アブソリュ
ート位置を検知しようとするものである。
Therefore, the present applicant has previously proposed Japanese Patent Application No. 57-199882 as a solution to such a problem. This is a method of detecting the amount of mechanical change from a predetermined reference state position with respect to the mechanical movement of the member to be measured as an absolute value. A detection means including a plurality of detectors that emit signals is prepared, an electric signal corresponding to each cycle is taken out from the detection means, stored and held, and then one of the detection means in accordance with the mechanical change amount. The relative change amount between the first (first detector) and the member to be measured,
In obtaining the integer value from the integer multiple of the period corresponding to the first detector and the value less than one period of the same period, the integer value corresponds to the other detectors in the detecting means and the others. The absolute position is detected by using the procedure of making a decision using the value obtained from the detector and stored and held.

その結果、この方法により、複数の周期を有する検出器
からのデータを組み合わせてアブソリュート位置を算出
する方法であるから、従来のような各検出器からの測定
データ間の重みがなく、測定誤差についての制約がほと
んどない上、歯車列においても慣性モーメントをすくな
くでき、かつ、歯車の摩擦による誤差の発生に対する対
策がほとんど不要になった。
As a result, this method is a method to calculate the absolute position by combining the data from the detectors having multiple cycles, so there is no weight between the measurement data from each detector as in the conventional method, and there is no measurement error. In addition to the fact that there is almost no restriction, it is possible to reduce the moment of inertia even in the gear train, and it is almost unnecessary to take measures against the occurrence of an error due to friction of the gear.

ところが、この方法の場合、被測定部材に対し、それぞ
れ異なる所定の機械的変化量に対応した周期の電気信号
を発する検出器を複数個、少なくとも3つ以上用意しな
ければならないので、高価となる欠点がある。また、こ
れらの検出器を駆動軸に連結し、そこからのデータを取
り出しているため、駆動軸のねじれや駆動軸と被測定部
材との間のあそび等による誤差が含まれるという欠点も
ある。
However, in the case of this method, since it is necessary to prepare a plurality of detectors, at least three or more, which emit electric signals having different periods corresponding to different predetermined mechanical changes to the member to be measured, it becomes expensive. There are drawbacks. Further, since these detectors are connected to the drive shaft and data is taken out from the drive shaft, there is a drawback that errors due to twisting of the drive shaft and play between the drive shaft and the member to be measured are included.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

ここに、本発明の目的は、先のアブソリュート位置の検
知方法を応用して、駆動軸にねじれやあそび等があって
も、リニアテーブルやロータリテーブル等の被測定部材
の現在位置を、比較的簡素な構成で、絶対量として高精
度に検知するアブソリュート位置の検知装置を提供する
ことにある。
Here, an object of the present invention is to apply the above-mentioned absolute position detection method to relatively measure the current position of a member to be measured such as a linear table or a rotary table even if the drive shaft is twisted or played. An object of the present invention is to provide an absolute position detection device that has a simple configuration and that detects an absolute amount with high accuracy.

〔問題点を解決するための手段および作用〕[Means and Actions for Solving Problems]

そのため、本発明のアブソリュート位置の検知装置は、
駆動軸の回転によって移動される被測定部材の機械運動
に関し、予め定められた基準状態位置からの移動量をア
ブソリュート値として検知する装置であって、前記被測
定部材の移動方向に沿って設けられ被測定部材の移動量
に対応して周期的な電気信号を発生する第1の検知手段
と、前記駆動軸に連結され前記被測定部材の移動量に一
致するアブソリュート値が検知可能で、かつ、前記駆動
軸のねじれやあそび等に基づく誤差が前記第1の検知手
段の周期λの±λ/4の範囲内である第2の検知手段と、
前記第1の検知手段および第2の検知手段からの出力信
号に基づき被測定部材のアブソリュート位置を求める演
算手段と、を備え、前記演算手段は、前記第2の検知手
段の出力信号に含まれる第1の検知手段の周期の整数値
と第1の検知手段の周期との積に第1の検知手段の出力
信号に基づく移動量を加えて被測定部材のアブソリュー
ト値を求める第1の手段と、前記第2の検知手段の出力
信号から前記積を引いた差がλ/4以下の値でかつ第1の
検知手段の出力信号が3λ/4以上の値のときおよび前記
差が3λ/4以上の値でかつ第1の検知手段の出力信号が
λ/4以下の値のとき前記アブソリュート値に対して第1
の検知手段の1周期λ分の補正を行う第2の手段とを含
む、ことを特徴とする。
Therefore, the absolute position detection device of the present invention is
Regarding a mechanical movement of a member to be measured which is moved by rotation of a drive shaft, a device for detecting an amount of movement from a predetermined reference state position as an absolute value, the device being provided along a moving direction of the member to be measured. A first detection means for generating a periodic electric signal corresponding to the amount of movement of the member to be measured; and an absolute value which is connected to the drive shaft and matches the amount of movement of the member to be measured can be detected, and Second detection means in which an error based on twist or play of the drive shaft is within a range of ± λ / 4 of the period λ of the first detection means;
Arithmetic means for determining the absolute position of the member to be measured based on output signals from the first and second detecting means, the arithmetic means being included in the output signal of the second detecting means. A first means for obtaining the absolute value of the member to be measured by adding the amount of movement based on the output signal of the first detection means to the product of the integer value of the cycle of the first detection means and the cycle of the first detection means; When the difference obtained by subtracting the product from the output signal of the second detection means is a value of λ / 4 or less and the output signal of the first detection means is a value of 3λ / 4 or more, and the difference is 3λ / 4. When the above value and the output signal of the first detection means are a value of λ / 4 or less, the first value with respect to the absolute value
And a second means for correcting the detection means for one period λ.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の一実施例を示している。 FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.

同図において、モータ50の出力軸62の一端側には駆動軸
としてのボールねじ63が接続され、このボールねじ63に
はテーブル51が螺合されている。これにより、テーブル
51は、前記モータ50の回転によりX軸方向へ進退され
る。モータ50の出力軸62の他端側には、カップリング64
を介して、テーブル51の移動量と一致するアブソリュー
ト値が検知可能な第2の検知手段としてのアブソリュー
ト位置検出器53が連結されている。また、前記テーブル
51の移動方向に沿って、テーブル51の移動量に対応して
周期的な電気信号を発生する第1の検知手段としての直
線型インダクトシン71が設けられている。直線型インダ
クトシン71は、スライダ58およびステータ59を含み、テ
ーブル51の進退に伴ってスライダ58がステータ59にに対
してスライドする構造である。
In the figure, a ball screw 63 as a drive shaft is connected to one end side of an output shaft 62 of the motor 50, and a table 51 is screwed onto the ball screw 63. This allows the table
The 51 is moved back and forth in the X-axis direction by the rotation of the motor 50. On the other end of the output shaft 62 of the motor 50, a coupling 64
An absolute position detector 53 as a second detection means capable of detecting an absolute value that matches the amount of movement of the table 51 is connected via. Also, the table
A linear inductosyn 71 is provided along the moving direction of the table 51 as a first detecting means for generating a periodic electric signal corresponding to the moving amount of the table 51. The straight-type inductosyn 71 includes a slider 58 and a stator 59, and has a structure in which the slider 58 slides with respect to the stator 59 as the table 51 advances and retracts.

ここで、前記アブソリュート位置検出器53の一次側励磁
巻線および直線型インダクトシン71のステータ59には、
励磁電流を供給するための電線54,60がドライバ/コン
バータ回路52から接続されている。また、各(53,71)
二次側出力は、電線59,61によりドライバ/コンバータ
回路52にフィードバックされている。ドライバ/コンバ
ータ回路52にフィードバックされた信号PA,Piは、位置
データに変換された後、ライン56を介して演算手段とし
てのCPU57へ送られる。CPU57では、得られた位置データ
を基に後述する手順に従ってハイブリッド方式により高
精度にアブソリュート位置を算出する。
Here, in the primary side excitation winding of the absolute position detector 53 and the stator 59 of the linear induct thin 71,
Electric wires 54 and 60 for supplying an exciting current are connected from the driver / converter circuit 52. Also, each (53,71)
The secondary side output is fed back to the driver / converter circuit 52 by the electric wires 59 and 61. The signals PA and Pi fed back to the driver / converter circuit 52 are converted into position data and then sent to the CPU 57 as a calculation means via the line 56. The CPU 57 highly accurately calculates the absolute position by the hybrid method according to the procedure described later based on the obtained position data.

アブソリュート位置の算出(1) 第1図において、アブソリュート位置検出器53および直
線型インダクトシン71の0点が互いに一致するように予
め調整されているものとする。
Calculation of Absolute Position (1) In FIG. 1, it is assumed that the absolute position detector 53 and the linear inductosyn 71 have been adjusted in advance so that the zero points coincide with each other.

この状態から、テーブル51をX軸方向へ移動させるため
に、モータ50を回転させると、アブソリュート位置検出
器53からの出力信号PAおよび直線型インダクトシン71か
らの出力信号Piは、ドライバ/コンバータ回路52により
それぞれ位置データPA(A),Pi(i)に変換される
(第2図参照)。第2図はモータ50が任意回転したとき
に得られる位置データA0,i0を示している。
From this state, when the motor 50 is rotated in order to move the table 51 in the X-axis direction, the output signal PA from the absolute position detector 53 and the output signal Pi from the linear induct sync 71 are changed to the driver / converter. The circuit 52 converts the data into position data PA (A) and Pi (i), respectively (see FIG. 2). FIG. 2 shows position data A 0 , i 0 obtained when the motor 50 rotates arbitrarily.

このとき、ボールねじ63にねじれやバックラッシュがあ
ると、得られた位置データA0そのものでは正確なアブソ
リュート位置を表しきれない。このため、第3図に示す
フローチャートの処理に従って、位置データi0の値を用
いて正確にλ/2000〔μm/パルス〕の精度でアブソリュ
ート位置X0 を算出する。なお、λは直線型インダクト
シン71より得られる1周期移動量(1波長)である。ま
た、アブソリュート位置検出器53での誤差が±λ/4の範
囲内にあるものとする。
At this time, if the ball screw 63 has a twist or backlash, the obtained position data A 0 itself cannot represent an accurate absolute position. Therefore, the absolute position X 0 * is accurately calculated with the accuracy of λ / 2000 [μm / pulse] using the value of the position data i 0 according to the process of the flowchart shown in FIG. Note that λ is the amount of movement per cycle (1 wavelength) obtained from the linear inductosyn 71. Further, it is assumed that the error in the absolute position detector 53 is within the range of ± λ / 4.

第3図において、STPlでは、位置データA0,i0を用いて
アブソリュート位置を算出し、これをX0とおく。つま
り、 X0=iFix〔A0/λ〕λ+i0×λ/2000 を算出する。ここで、iFix〔A0/λ〕はA0/λの整数化を
意味している。従って、ここでは、アブソリュート位置
検出器53からの位置データA0に含まれる直線型インダク
トシン71の周期λの整数値iFix〔A0/λ〕とλとを乗算
し、その積iFix〔A0/λ〕λにインダクトシン71からの
位置データに基づく移動量i0×λ/2000を加えてアブソ
リュート位置X0を算出する。
In FIG. 3, in STPl, the absolute position is calculated using the position data A 0 , i 0 , and this is set as X 0 . That is, X 0 = iFix [A 0 / λ] λ + i 0 × λ / 2000 is calculated. Here, iFix [A 0 / λ] means conversion of A 0 / λ into an integer. Therefore, here, the integral value iFix [A 0 / λ] of the period λ of the linear inductosyn 71 included in the position data A 0 from the absolute position detector 53 is multiplied by λ, and the product iFix [A The absolute position X 0 is calculated by adding the movement amount i 0 × λ / 2000 based on the position data from the inductosyn 71 to 0 / λ] λ.

次に、STP2において、アブソリュート位置検出器53から
の位置データA0から前記積iFix〔A0/λ〕λを引いた差
が、λ/4以下あるか否かをチェックする。差がλ/4以下
のときは、STP3へ移り、位置データi0が1500以上(3λ
/4以上)であるか否かをチェックする。位置データi0
1500以上(3λ/4以上)のときは、アブソリュート位置
検出器53での誤差が±λ/4の範囲内にあることを前提と
すると、位置データi0の周期より1つ先の周期内に位置
データA0が入っていることになる。つまり、位置データ
i0に基づく正確なアブソリュート値に対して、STP1では
1周期λ多い値の整数値iFix〔A0/λ〕を用いてアブソ
リュート位置X0を算出しているから、それにより誤差を
生じていることになる。従って、この場合には、STP4へ
移り、STP1で得られたアブソリュート位置から1周期
λ分を減算して、STP8へ移る。なお、位置データi0が15
00以上(3λ/4以上)でないときは、その位置データi0
の同一周期内に位置データA0が入っているから補正する
ことなく、そのままSTP8へ移る。
Next, in STP2, it is checked whether the difference obtained by subtracting the product iFix [A 0 / λ] λ from the position data A 0 from the absolute position detector 53 is λ / 4 or less. If the difference is λ / 4 or less, move to STP3 and position data i 0 is 1500 or more (3λ
/ 4 or more) is checked. Position data i 0
When it is 1500 or more (3λ / 4 or more), assuming that the error in the absolute position detector 53 is within ± λ / 4, it is within one cycle before the cycle of the position data i 0. It contains the position data A 0 . That is, position data
With respect to the accurate absolute value based on i 0 , STP1 calculates the absolute position X 0 by using the integer value iFix [A 0 / λ] that is one cycle longer by λ, which causes an error. It will be. Therefore, in this case, the process moves to STP4, one cycle λ is subtracted from the absolute position 0 obtained in STP1, and the process moves to STP8. The position data i 0 is 15
If it is not 00 or more (3λ / 4 or more), the position data i 0
Since the position data A 0 is included in the same cycle of, the process directly moves to STP8 without correction.

一方、STP3において、前記差がλ/4以下でないときは、
STP5へ移り、前記差が3λ/4以上であるか否かをチェッ
クする。前記差が3λ/4以上のときは、STP6へ移り、位
置データi0が500以下(λ/4以下)あるか否かをチェッ
クする。位置データi0が500以下(λ/4以下)のとき
は、アブソリュート位置検出器53での誤差が±λ/4の範
囲内にあることを前提とすると、位置データi0の周期よ
り1つ前の周期内に位置データA0が入っていることにな
る。つまり、位データi0に基づく正確なアブソリュート
値に対して、STP1では1周期λ少ない値の整数値iFix
〔A0/λ〕を用いてアブソリュート位置X0を算出してい
るから、それにより誤差を生じていることになる。従っ
て、この場合には、STP7へ移り、STP1で得られたアブソ
リュート位置X0に1周期λ分を加算して、STP8へ移る。
なお、前記差がλ/4以下でなく、かつ、3λ/4以上でな
いとき、または、差が3λ/4以上で、かつ、位置データ
i0が500以下(λ/4以下)でないときは、その位置デー
タi0の同一周期内に位置データA0が入っているから補正
することなく、そのままSTP8へ移る。
On the other hand, in STP3, when the difference is not λ / 4 or less,
Go to STP5 and check whether the difference is 3λ / 4 or more. When the difference is 3λ / 4 or more, the process proceeds to STP6 and it is checked whether or not the position data i 0 is 500 or less (λ / 4 or less). When the position data i 0 is 500 or less (λ / 4 or less), assuming that the error in the absolute position detector 53 is within the range of ± λ / 4, one from the cycle of the position data i 0. The position data A 0 is included in the previous cycle. That is, in STP1, an integer value iFix that is one cycle λ less than the accurate absolute value based on the position data i 0
Since the absolute position X 0 is calculated by using [A 0 / λ], this means that an error is generated. Therefore, in this case, the process moves to STP7, one cycle λ is added to the absolute position X 0 obtained in STP1, and the process moves to STP8.
When the difference is not λ / 4 or less and is not 3λ / 4 or more, or the difference is 3λ / 4 or more and the position data is
When i 0 is not 500 or less (λ / 4 or less), the position data A 0 is included in the same cycle of the position data i 0 , and therefore the process directly proceeds to STP8 without correction.

STP8では、X0をX0 として、正確なアブソリュート位置
を算出する。
In STP8, X 0 is set to X 0 * , and an accurate absolute position is calculated.

アブソリュート位置の算出(2) アブソリュート位置の算出(1)においては、アブソリ
ュート位置検出器53および直線型インダクトシン71の0
点が互いに一致するものとして、アブソリュート位置を
算出してきた。しかし、実際はアブソリュート位置検出
器53および直線型インダクトシン71の0点を互いに一致
するように調整することはむずかしく、むしろ調整なし
でアブソリュート位置を算出する方が一般的である。
Calculation of absolute position (2) In the calculation of absolute position (1), the absolute position detector 53 and the linear inductometer 71 are set to 0.
The absolute position has been calculated assuming that the points match each other. However, in practice, it is difficult to adjust the 0 points of the absolute position detector 53 and the linear inductosyn 71 so as to coincide with each other, and it is more common to calculate the absolute position without adjustment.

いま、アブソリュート位置検出器53の0点時に得られる
直線型インダクトシン71からの位置データをi1とし、こ
の状態からテーブル51をX軸方向へ移動させたときの状
態を第4図に示す。第4図において、アブソリュート位
置検出器53からの位置データPA(A)=0のとき、直線
型インダクトシン71からの位置データPi(i)=i1とし
て、モータ50が任意回転したときPA(A)=A0,Pi
(i)=i0が得られたとする。
Now, the position data from the linear type induct synth 71 obtained at the zero point of the absolute position detector 53 is i 1 , and the state when the table 51 is moved in the X-axis direction from this state is shown in FIG. . In FIG. 4, when the position data PA (A) = 0 from the absolute position detector 53, the position data Pi (i) = i 1 from the linear inductosyn 71 is set, and when the motor 50 rotates arbitrarily, PA (A) = A 0 , Pi
It is assumed that (i) = i 0 is obtained.

このとき、ボールねじ63にねじれやバックラッシュがあ
ると、得られた位置データA0そのものでは正確なアブソ
リュート位置を表しきれない。このため、第5図に示す
フローチャートの処理に従って、位置データi0の値を用
いて正確にλ/2000〔μm/パルス〕の精度でアブソリュ
ート位置 を算出する。なお、σは直線型インダクト
シン71より得られるオフセット量である。また、アブソ
リュート位置検出器53での誤差が±λ/4の範囲内にある
ものとする。
At this time, if the ball screw 63 has a twist or backlash, the obtained position data A 0 itself cannot represent an accurate absolute position. Therefore, the absolute position 0 * is accurately calculated with the accuracy of λ / 2000 [μm / pulse] using the value of the position data i 0 according to the process of the flowchart shown in FIG. Note that σ is an offset amount obtained from the linear inductosyn 71. Further, it is assumed that the error in the absolute position detector 53 is within the range of ± λ / 4.

第5図において、STP1では、位置データi1を用いてアブ
ソリュート位置に対するオフセット量を算出し、これを
σとおく。つまり、σ=i1×λ/2000を算出する。続い
て、STP2において、位置データA0,i0およびオフセット
量σを用いてアブソリュート位置を算出し、これをX0
おく。つまり、 X0=iFix〔(A0+σ)/λ〕λ+i0×λ/2000 を算出する。
In FIG. 5, in STP1, the position data i 1 is used to calculate the offset amount with respect to the absolute position, and this is set as σ. That is, σ = i 1 × λ / 2000 is calculated. Then, in STP2, the absolute position is calculated using the position data A 0 , i 0 and the offset amount σ, and this is set as X 0 . That is, X 0 = iFix [(A 0 + σ) / λ] λ + i 0 × λ / 2000 is calculated.

次に、STP3において、アブソリュート位置検出器53から
の位置データA0にオフセット量σを加算した値から前記
積iFix〔(A0+σ)/λ〕λを引いた差が、λ/4以下で
あるか否かをチェックする。差がλ/4以下のときは、ST
P4へ移り、位置データi0が1500以上(3λ/4以上)であ
るか否かをチェックする。位置データi0が1500以上(3
λ/4以上)のときは、アブソリュート位置検出器53での
誤差が±λ/4の範囲内にあることを前提とすると、位置
データi0の周期より1つ先の周期内に位置データA0が入
っていることになる。つまり、位置データi0に基づく正
確なアブソリュート値に対して、STP2では1周期λ多い
値の整数値iFix〔(A0+σ)/λ〕を用いてアブソリュ
ート位置X0を算出しているから、それにより誤差を生じ
ていることになる。従って、この場合には、STP5へ移
り、STP2で得られたアブソリュート位置X0から1周期λ
分を減算して、STP9へ移る。なお、位置データi0が1500
以上(3λ/4以上)でないときは、その位置データi0
同一周期内に位置データA0が入っているから補正するこ
となく、そのままSTP9へ移る。
Next, in STP3, the difference obtained by subtracting the product iFix [(A 0 + σ) / λ] λ from the value obtained by adding the offset amount σ to the position data A 0 from the absolute position detector 53 is λ / 4 or less. Check if there is. If the difference is λ / 4 or less, ST
Moving to P4, it is checked whether the position data i 0 is 1500 or more (3λ / 4 or more). Position data i 0 is 1500 or more (3
λ / 4) or more), assuming that the error in the absolute position detector 53 is within ± λ / 4, the position data A 0 within one cycle before the cycle of the position data i 0 It means that 0 is entered. That is, in STP2, the absolute position X 0 is calculated using the integer value iFix [(A 0 + σ) / λ] that is one cycle λ higher than the accurate absolute value based on the position data i 0 . This causes an error. Therefore, in this case, the process moves to STP5, and one cycle λ from the absolute position X 0 obtained in STP2.
Subtract minutes and move to STP9. The position data i 0 is 1500
If it is not above (3λ / 4 or more), the position data A 0 is included in the same cycle of the position data i 0 , and therefore the process moves directly to STP9 without correction.

一方、STP3において、前記差がλ/4以下でないときは、
STP6へ移り、前記差が3λ/4以上であるか否かをチェッ
クする。前記差が3λ/4以上のときは、STP7へ移り、位
置データi0が500以下(λ/4以下)であるか否かをチェ
ックする。位置データi0が500以下(λ/4以下)のとき
は、アブソリュート位置検出器53での誤差が±λ/の範
囲内にあることを前提とすると、位置データi0の周期よ
り1つ前の周期内に位置データA0が入っていることにな
る。つまり、位置データi0に基づく正確なアブソリュー
ト値に対して、STP2では1周期λ少ない値の整数値iFix
〔(A0+σ)/λ〕を用いてアブソリュート位置X0を算
出しているから、それにより誤差を生じていることにな
る。従って、この場合には、STP8へ移り、STP2で得られ
たアブソリュート位置X0に1周期λ分を加算して、STP9
へ移る。なお、前記差がλ/4以下でなく、かつ、3λ/4
以上でないとき、または、差が3λ/4以上で、かつ、位
置データi0が500以下(λ/4以下)でないときは、その
位置データi0の同一周期内に位置データA0が入っている
から補正することなく、そのままSTP9へ移る。
On the other hand, in STP3, when the difference is not λ / 4 or less,
Move to STP6 and check whether the difference is 3λ / 4 or more. When the difference is 3λ / 4 or more, the process proceeds to STP7 and it is checked whether or not the position data i 0 is 500 or less (λ / 4 or less). When the position data i 0 is 500 or less (λ / 4 or less), assuming that the error in the absolute position detector 53 is within the range of ± λ /, one period before the cycle of the position data i 0 Position data A 0 is included in the cycle of. That is, in STP2, an integer value iFix that is one cycle λ less than the accurate absolute value based on the position data i 0
Since the absolute position X 0 is calculated by using [(A 0 + σ) / λ], it means that an error is caused thereby. Therefore, in this case, move to STP8, add 1 cycle λ to the absolute position X 0 obtained in STP2, and add STP9
Move to. The difference is not less than λ / 4, and 3λ / 4
When not more than, or the difference is 3 [lambda] / 4 or more and, when the position data i 0 is not more than 500 (lambda / 4 or less), contains position data A 0 in the same period of the position data i 0 Because there is, it moves to STP9 without correction.

STP9では、いままで加算してきたオフセット量σをX0
り減算し、正確なアブソリュート位置X0 を算出する。
なお、上述したアブソリュート位置の算出(2)では、
アブソリュート位置検出器53からの位置データPA(A)
=0のとき、直線型インダクトシン71からの位置データ
Pi(i)=i1を不揮発性のメモリに格納しておき、常に
第5図のフローでアブソリュート位置を算出できるよう
にしておく必要がある。
In STP9, the offset amount σ which has been added up to now is subtracted from X 0, to calculate the exact absolute position X 0 *.
In addition, in the calculation (2) of the absolute position described above,
Position data PA (A) from absolute position detector 53
= 0, position data from linear inductosyn 71
It is necessary to store Pi (i) = i 1 in a non-volatile memory so that the absolute position can always be calculated according to the flow shown in FIG.

以上の説明の中では、第1図において、第1の検知手段
として直線型検出器(インダクトシン)を使用したが、
この場合においても、インダクトシンに限定されるもの
でなく、マグネスケール等でもよい。要するに、一定の
周期をもち、かつ、その1周期内での絶対量が測定され
る得るものであれば、回転型、直線型等の形式を問わな
い。
In the above description, in FIG. 1, the linear detector (inductosyn) was used as the first detection means.
Also in this case, it is not limited to the inductosyn, and may be a magnescale or the like. In short, the rotary type, the linear type and the like may be used as long as they have a fixed period and the absolute amount can be measured within one period.

また、第1図においては、第2の検知手段として回転型
アブソリュート位置検出器を用いたが、これについても
直線型であってもよい。
Further, in FIG. 1, a rotary absolute position detector is used as the second detecting means, but a linear type may also be used for this.

更に、第3図、第5図においては、測定データの処理手
法の一手法を示したが、本発明ではこの方法に限定され
るものではない。
Furthermore, although one method of processing the measurement data is shown in FIGS. 3 and 5, the present invention is not limited to this method.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の通り、本発明によれば、駆動軸にねじれやあそび
等があっても、リニアテーブルやロータリテーブル等の
被測定部材の現在位置を、比較的簡素な構成で、絶対量
として高精度に検知することができる。
As described above, according to the present invention, even if the drive shaft is twisted or played, the current position of the measured member such as the linear table or the rotary table can be accurately adjusted as an absolute amount with a relatively simple configuration. Can be detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図〜第5図は本発明の一実施例を示すもので、第1
図はアブソリュート位置検出器と直線型インダクトシン
とを用いて構成した場合の配置およびハイブリッド(混
成)測定回路構成を説明するための図、第2図は第1図
の装置によりアブソリュート位置をハイブリッド(混
成)方式で検出するためのプロセスを説明するための波
形図、第3図は第1図のCPUで第2図に示す波形図より
アブソリュート位置をハイブリッド(混成)方式で算出
するプロセスを説明するフローチャート、第4図は第1
図の装置においてアブソリュート位置検出器と直線型イ
ンダクトシンとが互いに0点調整されていないときにア
ブソリュート位置をハイブリッド(混成)方式で検出す
るためのプロセスを説明するための波形図、第5図は第
1図のCPUで第4図に示す波形図よりアブソリュート位
置をハイブリッド(混成)方式で算出するプロセスを説
明するフローチャートである。 50……モータ、51……テーブル(被測定部材)、52……
ドライバ/コンバータ回路、53……アブソリュート位置
検出器(第2の検知手段)、57……CPU(演算手段)、6
3……ボールねじ(駆動軸)、71……直線型インダクト
シン(第1の検知手段)。
1 to 5 show an embodiment of the present invention.
The figure is a diagram for explaining the arrangement and hybrid (hybrid) measurement circuit configuration in the case of using an absolute position detector and a linear inductousin, and FIG. 2 is a diagram showing the absolute position hybridized by the device of FIG. FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the process for detecting by the (hybrid) method, and FIG. 3 is a process for calculating the absolute position by the hybrid (hybrid) method from the waveform diagram shown in FIG. 2 by the CPU of FIG. Fig. 4 is the first flowchart
FIG. 5 is a waveform diagram for explaining a process for detecting an absolute position by a hybrid system when the absolute position detector and the linear inductosyn are not adjusted to each other in the apparatus shown in FIG. 6 is a flowchart for explaining a process of calculating an absolute position by the hybrid system in the CPU of FIG. 1 from the waveform diagram shown in FIG. 50 …… Motor, 51 …… Table (member to be measured), 52 ……
Driver / converter circuit, 53 ... Absolute position detector (second detection means), 57 ... CPU (calculation means), 6
3 ... Ball screw (drive shaft), 71 ... Linear inductosyn (first detection means).

フロントページの続き (72)発明者 鈴木 公夫 静岡県沼津市大岡2068の3 東芝機械株式 会社沼津事業所内 (56)参考文献 特開 昭57−171207(JP,A) 特開 昭56−135102(JP,A) 特開 昭50−48951(JP,A) 特開 昭55−10520(JP,A) 特開 昭58−9003(JP,A) 須田 教明「電磁波測距儀」1980−2− 5,森地出版,P.108〜118Front Page Continuation (72) Inventor Kimio Suzuki 3-2068 Ooka, Numazu City, Shizuoka Prefecture Numazu Works, Toshiba Machine Co., Ltd. (56) References JP-A-57-171207 (JP, A) JP-A-56-135102 (JP) , A) JP-A-50-48951 (JP, A) JP-A-55-10520 (JP, A) JP-A-58-9003 (JP, A) Noriaki Suda "Electromagnetic rangefinder" 1980-2-5 , Morichi Publishing, P. 108-118

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】駆動軸の回転によって移動される被測定部
材の機械的運動に関し、予め定められた基準状態位置か
らの移動量をアブソリュート値として検知する装置であ
って、 前記被測定部材の移動方向に沿って設けられ被測定部材
の移動量に対応して周期的な電気信号を発生する第1の
検知手段と、 前記駆動軸に連結され前記被測定部材の移動量に一致す
るアブソリュート値が検知可能で、かつ、前記駆動軸の
ねじれやあそび等に基づく誤差が前記第1の検知手段の
周期λの±λ/4の範囲内である第2の検知手段と、 前記第1の検知手段および第2の検知手段からの出力信
号に基づき被測定部材のアブソリュート位置を求める演
算手段と、を備え、 前記演算手段は、 前記第2の検知手段の出力信号に含まれる第1の検知手
段の周期の整数値と第1の検知手段の周期との積に第1
の検知手段の出力信号に基づく移動量を加えて被測定部
材のアブソリュート値を求める第1の手段と、 前記第2の検知手段の出力信号から前記積を引いた差が
λ/4以下の値でかつ第1の検知手段の出力信号が3λ/4
以上の値のときおよび前記差が3λ/4以上の値でかつ第
1の検知手段の出力信号がλ/4以下の値のとき前記アブ
ソリュート値に対して第1の検知手段の1周期λ分の補
正を行う第2の手段とを含む、 ことを特徴とするアブソリュート位置の検知装置。
1. A device for detecting an amount of movement of a member to be measured, which is moved by rotation of a drive shaft, from a predetermined reference state position as an absolute value, wherein the member to be measured is moved. A first detection unit that is provided along the direction and that generates a periodic electric signal corresponding to the movement amount of the measured member; and an absolute value that is connected to the drive shaft and that matches the movement amount of the measured member. Second detecting means that can be detected, and an error due to twisting or playing of the drive shaft is within a range of ± λ / 4 of the period λ of the first detecting means; and the first detecting means. And a calculating means for obtaining the absolute position of the member to be measured based on the output signal from the second detecting means, wherein the calculating means is the first detecting means included in the output signal of the second detecting means. The integer value of the period The product of the cycle of the first detection means is the first
The first means for obtaining the absolute value of the member to be measured by adding the movement amount based on the output signal of the detection means, and the value obtained by subtracting the product from the output signal of the second detection means is λ / 4 or less. And the output signal of the first detection means is 3λ / 4
When the above value or the difference is 3λ / 4 or more and the output signal of the first detecting means is λ / 4 or less, one cycle λ of the first detecting means with respect to the absolute value. And a second means for correcting the absolute position of the absolute position.
【請求項2】特許請求の範囲第1項において、前記第1
の検知手段は、被測定部材に対し移動量に対応して発生
する電気信号が1グリット移動時に1位相変化する直線
型位置検出器で構成されていることを特徴とするアブソ
リュート位置の検知装置。
2. The method according to claim 1, wherein
The detection means of (1) is composed of a linear position detector in which an electric signal generated corresponding to the amount of movement with respect to the member to be measured changes by one phase when moving by one grid, and an absolute position detecting device.
【請求項3】特許請求の範囲第1項において、前記第2
の検知手段は、被測定部材に対し移動量に一致するアブ
ソリュート値が被測定部材のストローク長全域を包括で
きる値として構成されていることを特徴とするアブソリ
ュート位置の検知装置。
3. The method according to claim 1, wherein
The detecting device of (1) is configured so that the absolute value that matches the amount of movement with respect to the member to be measured is a value that can cover the entire stroke length of the member to be measured.
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須田教明「電磁波測距儀」1980−2−5,森地出版,P.108〜118

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