JPH0812063B2 - Position detection device - Google Patents
Position detection deviceInfo
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- JPH0812063B2 JPH0812063B2 JP1225040A JP22504089A JPH0812063B2 JP H0812063 B2 JPH0812063 B2 JP H0812063B2 JP 1225040 A JP1225040 A JP 1225040A JP 22504089 A JP22504089 A JP 22504089A JP H0812063 B2 JPH0812063 B2 JP H0812063B2
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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、位置検出装置に関し、例えば工作機械の可
動部の位置制御等に利用される位置検出装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a position detection device, for example, a position detection device used for position control of a movable part of a machine tool.
（従来の技術） 従来において、工作機械等の可動部の高精度な絶対位
置検出を行なう方法としては、特開昭62−218056号公報
「絶対位置検出装置」で提案されているように絶対位置
検出器と相対位置検出器とを併用して行なう方法があ
る。(Prior Art) Conventionally, as a method for highly accurate absolute position detection of a movable part of a machine tool or the like, an absolute position detection method has been proposed in JP-A-62-218056 “Absolute position detection device”. There is a method in which a detector and a relative position detector are used together.
第３図は、従来における位置検出装置の概略構成図で
ある。同図において、可動部１は、ボールネジ２とギア
機構３を介してモータ４と結合している。絶対位置検出
器５′は、可動部１を駆動するそれらの駆動系を介し、
可動部１の原点に対する位置を基本長Ｌを１単位として
粗検出する。また、可動部１の位置を前記基本長Ｌの範
囲における位相として検出する相対位置検出器としてイ
ンダクトシン30（基本長Ｌ＝2mm）と位相検出装置31と
を備えている。ここで、可動部１が原点にあるときに位
相検出装置31で検出された位相θ１を原点時位相記憶装
置33に記憶しておく。そこで、実際の位置検出の際に
は、現在位相レジスタ32を介して現在検出している位相
θ２と原点時位相記憶装置33に記憶しておいた位相θ１
との位相差（θ２−θ１）を算出し、絶対位置検出器
５′で検出して絶対位置レジスタ34を介した粗位置Ｌ＊
ｎ（ｎ＝0,1,2,3,……）と前記位相差（θ２−θ１）の
和を算出し、これを現在位置として現在位置レジスタ35
にセットしていた。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a conventional position detecting device. In the figure, the movable portion 1 is connected to a motor 4 via a ball screw 2 and a gear mechanism 3. The absolute position detector 5'via their drive system for driving the movable part 1,
The position of the movable portion 1 with respect to the origin is roughly detected with the basic length L as one unit. Further, an inductosyn 30 (basic length L = 2 mm) and a phase detector 31 are provided as relative position detectors for detecting the position of the movable part 1 as a phase within the range of the basic length L. Here, the phase θ1 detected by the phase detection device 31 when the movable portion 1 is at the origin is stored in the origin phase storage device 33. Therefore, at the time of actual position detection, the currently detected phase θ2 via the phase register 32 and the phase θ1 stored in the origin phase storage device 33.
The phase difference (θ2-θ1) from the absolute position is detected by the absolute position detector 5 ', and the rough position L * via the absolute position register 34 is calculated.
n (n = 0, 1, 2, 3, ...) And the sum of the phase difference (θ2-θ1) is calculated, and this is used as the current position, and the current position register 35
Was set to.
（発明が解決しようとする課題） ところが、上述した従来における位置検出装置におい
ては、インダクトシン30のように2mm程度の基本長を有
する相対位置検出器の場合には問題にならないが、レー
ザ測長装置のように数μｍ以下の基本長しか持たない相
対位置検出器の場合には、絶対位置検出器５′の精度を
上げる必要があり高価になってしまうという問題点があ
った。また、駆動系のロストモーションが基本長より大
きくなるような場合、絶対位置検出器５′の検出値が可
動部の位置と基本長を越えて離れるため、正しい位置が
演算できないという問題点があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the above-described conventional position detecting device, there is no problem in the case of a relative position detector having a basic length of about 2 mm like the inductousin 30, but laser measurement In the case of a relative position detector having only a basic length of several μm or less like a long device, there is a problem that the absolute position detector 5'needs to be increased in accuracy and becomes expensive. In addition, when the lost motion of the drive system is larger than the basic length, the detected value of the absolute position detector 5'is separated from the position of the movable portion by more than the basic length, so that the correct position cannot be calculated. It was
本発明は上述のような事情から成されたものであり、
本発明の目的は、常に正確で高精度な位置検出を行なう
ことができる位置検出装置を提供することにある。The present invention has been made under the circumstances as described above,
An object of the present invention is to provide a position detection device that can always perform accurate and highly accurate position detection.
（課題を解決するための手段） 本発明は、例えば工作機械の可動部の位置制御等に利
用される位置検出装置に関するものであり、本発明の上
記目的は、可動部の位置変化を直接検出する相対位置検
出器と、駆動系を介して前記可動部の全可動範囲で絶対
位置を検出する絶対位置検出器と、前記絶対位置検出器
による検出値を記憶する記憶手段と、任意の位置での前
記絶対位置検出器による検出値を前記記憶手段に記憶さ
せると同時に前記相対位置検出器による検出値を初期化
する制御手段と、前記記憶手段に記憶された値と前記相
対位置検出器による検出値との加算演算を行なう加算手
段とを備え該加算手段の出力を現在位置とすることによ
って達成される。(Means for Solving the Problem) The present invention relates to a position detection device used for position control of a movable part of a machine tool, for example, and the above object of the present invention is to directly detect a position change of the movable part. A relative position detector, an absolute position detector that detects an absolute position in the entire movable range of the movable portion via a drive system, a storage unit that stores a detection value by the absolute position detector, and an arbitrary position Control means for storing the detection value by the absolute position detector in the storage means and simultaneously initializing the detection value by the relative position detector; and the value stored in the storage means and the detection by the relative position detector. This is achieved by providing an adding means for performing addition operation with a value and setting the output of the adding means as the current position.
（作用） 本発明にあっては、制御手段が制御信号を出力するこ
とにより、絶対位置検出器による検出値を記憶手段に記
憶させると共に相対位置検出器による検出値の初期化を
行ない、その後は記憶手段に記憶された絶対位置検出器
による検出値と相対位置検出器による検出値とを加算し
て現在位置の情報とすることにより、常に正確で高精度
な位置検出を行なうことができる。(Operation) In the present invention, the control means outputs the control signal so that the detection value by the absolute position detector is stored in the storage means and the detection value by the relative position detector is initialized. By adding the detected value by the absolute position detector and the detected value by the relative position detector stored in the storage means to obtain the information of the current position, it is possible to always perform accurate and highly accurate position detection.
（実施例） 以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に
説明する。(Example) Hereinafter, the Example of this invention is described in detail based on drawing.
先ず、第２図に基づいて本発明の原理について説明す
る。同図に示すように、現在の可動部の位置がx0点であ
ったとする。このとき、絶対位置検出器の検出する絶対
位置検出値はx0である。そこで、このx0を記憶する。ま
た、同時にそのとき検出されている相対位置検出値を初
期化する。この記憶したx0と相対位置検出値とを加えた
ものを現在位置とする。このとき、相対位置は初期化さ
れて０であるから現在位置はx0である。以上の手順を電
源投入と同時に行なえば、原点復帰動作を行なわずに絶
対位置が求まる。その後の可動部の移動については、記
憶したx0に検出された相対位置を加えて求める。例え
ば、第２図に示すように、x1に移動した場合にはx0＋Δ
ｘが現在位置となる。First, the principle of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in the figure, it is assumed that the current position of the movable portion is x 0 point. At this time, the absolute position detection value detected by the absolute position detector is x 0 . Therefore, this x 0 is stored. At the same time, the relative position detection value detected at that time is initialized. The sum of the stored x 0 and the relative position detection value is set as the current position. At this time, since the relative position is initialized to 0, the current position is x 0 . If the above procedure is performed at the same time when the power is turned on, the absolute position can be obtained without performing the origin return operation. The subsequent movement of the movable part is calculated by adding the detected relative position to the stored x 0 . For example, as shown in FIG. 2, when moving to x 1 , x 0 + Δ
x is the current position.
また、位置検出の異常を検出するため、現在位置x0＋
Δｘと絶対位置検出器による絶対位置検出値x1の差分を
求める。その差分が異常検出判定値を越えたとき、異常
検出信号を発生する。このように発生した異常検出信号
に基づいて、位置データを算出した現在位置から絶対位
置検出値に切換えることにより、信頼性の高い絶対位置
検出器の値を上位コントローラに出力できる。In addition, the current position x 0 +
The difference between Δx and the absolute position detection value x 1 by the absolute position detector is obtained. When the difference exceeds the abnormality detection determination value, an abnormality detection signal is generated. By switching the calculated current position of the position data to the absolute position detection value based on the abnormality detection signal thus generated, a highly reliable absolute position detector value can be output to the host controller.
次に、第１図は本発明の位置検出装置における一実施
例の構成図である。同図において、工作機械の可動部１
は、ボールネジ２及びギヤ機構３を介してモータ４と結
合し、更に、モータ４端に絶対位置検出器５が結合して
いる。一方、可動部１の位置変化量を非接触で検出する
レーザ測長装置６を設置する。そこで、先ず制御装置９
は、出力したトリガ信号TGに同期させて絶対位置検出器
５から出力されている絶対位置検出値APを絶対位置検出
値記憶装置７に記憶する。またこれと同時に、出力した
初期化信号ISに同期させて累積カウンタ８の出力である
相対位置検出値RPを初期化する。その後、制御装置９は
切換信号SSを切換装置12に出力し、記憶した絶対位置検
出値MAPと相対位置検出値RPとの和である現在位置CPが
位置データPDとして選択される。Next, FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the position detecting device of the present invention. In the figure, the movable part 1 of the machine tool
Is coupled to the motor 4 via the ball screw 2 and the gear mechanism 3, and further, the absolute position detector 5 is coupled to the end of the motor 4. On the other hand, a laser length measuring device 6 that detects the position change amount of the movable portion 1 in a non-contact manner is installed. Therefore, first, the control device 9
Stores the absolute position detection value AP output from the absolute position detector 5 in the absolute position detection value storage device 7 in synchronization with the output trigger signal TG. At the same time, the relative position detection value RP output from the accumulating counter 8 is initialized in synchronization with the output initialization signal IS. After that, the control device 9 outputs the switching signal SS to the switching device 12, and the current position CP, which is the sum of the stored absolute position detection value MAP and relative position detection value RP, is selected as the position data PD.
また、異常検出手段として、現在位置CPと絶対位置検
出値APの差分を算出して位置検出差PDDとし、これと異
常検出判定記憶装置11に予め記憶させておいた異常検出
判定値FDLとを異常検出装置10において比較する。この
結果、位置検出差PDDが異常検出判定値FDLを越えた場合
には、異常検出装置10は異常検出信号FDSを制御装置９
に出力する。異常検出信号FDSを受けた制御装置９は、
切換装置12に対して切換信号SSを出力し、それにより絶
対位置検出値APが位置データPDとして出力される。Further, as the abnormality detection means, the difference between the current position CP and the absolute position detection value AP is calculated as a position detection difference PDD, and this and the abnormality detection judgment value FDL stored in advance in the abnormality detection judgment storage device 11 are The abnormality detection device 10 will be compared. As a result, when the position detection difference PDD exceeds the abnormality detection determination value FDL, the abnormality detection device 10 sends the abnormality detection signal FDS to the control device 9.
Output to. The control device 9 receiving the abnormality detection signal FDS
The switching signal SS is output to the switching device 12, whereby the absolute position detection value AP is output as the position data PD.
尚、上述した実施例にあっては、異常検出判定値FDL
を予め記憶させておいたが、機械系のバックラッシュ等
の機械条件，駆動状況，必要な精度の変化に応じて、運
転中に上位のコントローラや制御装置９からその異常検
出判定値FDLを変更してもよい。また、切換装置12によ
る位置データPDの選択においても、例えば、工作機械で
の荒加工は絶対位置検出値ADを選択し、仕上げ加工は現
在位置CPを選択するというように、必要に応じた切換え
を行なってもよい。更に、実施例では相対位置検出器と
してレーザ測長装置を採用したが、これに限られること
はなく、相対位置の検出できるものであれば光学スケー
ルやマグネスケール等を用いてもよい。また、累積カウ
ンタ８の初期化については、値０の設定もしくは必要な
初期値のセット及び初期化動作を行なっても良い。更
に、トリガ信号TGや初期化信号ISは電源投入時に自動的
に発生させたり上位コントローラから入力させても良
く、制御装置９の機能を上位コントローラに持たせて位
置検出装置の部分を簡素化することもできる。In the embodiment described above, the abnormality detection judgment value FDL
Was stored in advance, but the abnormality detection judgment value FDL is changed from the host controller or control device 9 during operation according to changes in machine conditions such as backlash of the mechanical system, driving conditions, and required accuracy. You may. Further, also in the selection of the position data PD by the switching device 12, for example, the rough position machining on the machine tool selects the absolute position detection value AD, and the finishing position selects the current position CP. May be performed. Further, although the laser length measuring device is adopted as the relative position detector in the embodiment, it is not limited to this, and an optical scale, a magnet scale or the like may be used as long as the relative position can be detected. For the initialization of the cumulative counter 8, the value 0 may be set or necessary initial values may be set and initialized. Furthermore, the trigger signal TG and the initialization signal IS may be automatically generated when the power is turned on or may be input from the host controller, and the host controller is provided with the function of the control device 9 to simplify the position detecting device part. You can also
（発明の効果） 以上のように本発明の位置検出装置によれば、ある時
点の絶対位置検出器による検出値を記憶させておき、そ
れに対して相対位置の検出値を加えることにより現在位
置とし、またその現在位置の情報が異常であると認めら
れた場合には、そのときの絶対位置の検出値をそのまま
現在位置の情報とすることにより、相対位置検出器の基
本長や絶対位置検出器とテーブル間のロストモーション
の大きさにかかわらず、正確で高精度な絶対位置検出が
可能となる。(Effects of the Invention) As described above, according to the position detecting device of the present invention, the detection value by the absolute position detector at a certain point of time is stored, and the detection value of the relative position is added thereto to obtain the current position. If the current position information is found to be abnormal, the absolute position detection value at that time is used as it is as the current position information to determine the basic length of the relative position detector or the absolute position detector. Accurate and highly accurate absolute position detection is possible regardless of the size of the lost motion between the table and the table.
第１図は本発明の位置検出装置における一実施例の構成
図、第２図は本発明の原理を説明するための図、第３図
は従来における位置検出装置の概略構成図である。 １…可動部、２…ボールネジ、３…ギヤ機構、４…モー
タ、５…絶対位置検出器、６…レーザ測長装置、７…絶
対位置検出値記憶装置、８…累積カウンタ、９…制御装
置、10…異常検出装置、11…異常検出判定値記憶装置、
12…切換装置。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a position detecting device of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a conventional position detecting device. 1 ... Movable part, 2 ... Ball screw, 3 ... Gear mechanism, 4 ... Motor, 5 ... Absolute position detector, 6 ... Laser measuring device, 7 ... Absolute position detection value storage device, 8 ... Accumulation counter, 9 ... Control device , 10 ... Abnormality detection device, 11 ... Abnormality detection judgment value storage device,
12 ... Switching device.
Claims (3)
検出器と、駆動系を介して前記可動部の全可動範囲で絶
対位置を検出する絶対位置検出器と、前記絶対位置検出
器による検出値を記憶する記憶手段と、任意の位置での
前記絶対位置検出器による検出値を前記記憶手段に記憶
させると同時に前記相対位置検出器による検出値を初期
化する制御手段と、前記記憶手段に記憶された値と前記
相対位置検出器による検出値との加算演算を行なう加算
手段とを備え該加算手段の出力を現在位置とすることを
特徴とする位置検出装置。1. A relative position detector for directly detecting a position change of a movable part, an absolute position detector for detecting an absolute position in the entire movable range of the movable part via a drive system, and an absolute position detector. Storage means for storing the detection value; control means for storing the detection value by the absolute position detector at an arbitrary position in the storage means and at the same time initializing the detection value by the relative position detector; and the storage means. 2. A position detecting device, comprising: an addition unit for performing an addition operation of a value stored in the above and a value detected by the relative position detector, wherein the output of the addition unit is the current position.
絶対位置検出器による検出値とを入力情報とし、前記制
御手段から出力される切換信号に基づいて前記入力情報
のいずれか一方を選択的に出力する切換手段を具備する
ようにした請求項１に記載の位置検出装置。2. The present position information by the adding means and the detection value by the absolute position detector are used as input information, and either one of the input information is selectively selected based on a switching signal output from the control means. The position detecting device according to claim 1, further comprising a switching means for outputting to.
を採用した請求項１に記載の位置検出装置。3. The position detecting device according to claim 1, wherein a laser length measuring device is adopted as the relative position detector.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP1225040A JPH0812063B2 (en) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | Position detection device |
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| JP1225040A JPH0812063B2 (en) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | Position detection device |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH0387610A JPH0387610A (en) | 1991-04-12 |
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ID=16823107
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| JP1225040A Expired - Fee Related JPH0812063B2 (en) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | Position detection device |
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Families Citing this family (1)
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Family Cites Families (3)
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|---|---|---|---|---|
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-
1989
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