(57)【要約】【課題】簡易な構造でローターの移動位置を正確に検出することができるリニアモーターの位置検出方法を提供する。【解決手段】レーザー光源１１によってステーター２１の表面紋様における図形特徴が明らかに現れるレーザーフレアーを得る。レーザーフレアーの特徴映像によってローター２２のステーター２１に対する移動位置を算出して取得する。【選択図】図１
2014230335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の方向に沿って長く延びて設けられたステーター、前記ステーターに並行してスライド移動自在に配置されたローター、及び、前記ステーター側に照射するように設けられたレーザー光源と、前記レーザー光源の照射光を光検出情報として検出し出力する光検出ユニットと、前記光検出ユニットからの前記光検出情報に基づいて前記ローターの前記ステーターに対する移動位置を算出して得るマイクロ処理ユニットとを有する位置検出装置を含み、前記位置検出装置が前記ローターに取り付けられてなるリニアモーターを用意する（Ａ）ステップと、
前記ローターを前記ステーターに対して所定の距離だけ動かす（Ｂ）ステップと、
前記レーザー光源によって前記ステーターの表面紋様における図形特徴が明らかに現れるレーザーフレアーを得るように前記ステーター側に照射し前記ステーターにて反射させる（Ｃ）ステップと、
前記光検出ユニットによって前記ステーターからの反射光を受け、前記ステーターの表面における図形特徴によるレーザーフレアーを取得する（Ｄ）ステップと、
前記マイクロ処理ユニットにて前記ステーターの表面によるレーザーフレアーの特徴映像によって前記ローターの前記ステーターに対する移動位置を算出して取得する（Ｅ）ステップとを有することを特徴とする
リニアモーターの位置検出方法。
【請求項２】
前記（Ｂ）ステップの前に更に、前記ステーターの表面を複数の領域に分け、分割した領域ごとに前記レーザー光源による特徴映像を基準特徴映像として得て保存するデータベースを作成する（Ｆ）ステップを有し、
前記（Ｅ）ステップでは、前記ローターの前記ステーターに対する移動位置による特徴映像を前記データベースに保存してある前記基準特徴映像と比較して前記ローターの移動距離を算出して取得することを特徴とする
請求項１に記載のリニアモーターの位置検出方法。
【請求項３】
前記（Ｂ）ステップの前に更に、前記ローターが所定の距離だけ移動する直前の位置であるプレ位置によるプレ特徴映像を予め記憶するように前記マイクロ処理ユニットを構成する（Ｇ）ステップを有し、
前記（Ｅ）ステップでは、前記マイクロ処理ユニットにて前記ローターが所定の位置に到達したときの前記ステーターによる特徴映像を前記プレ特徴映像と比較して、前記ローターの移動距離を算出して取得することを特徴とする
請求項１に記載のリニアモーターの位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば精密機械などに用いられるリニアモーターにおいてスライド移動するローターのステーターに対する移動位置の検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＣＮＣ（コンピュータ数値制御：Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ  Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）旋盤、ＣＮＣフライス盤、５軸加工機などの精密加工機械には、リニアモーターにおけるローターのステーターでの移動位置を正確に検出して精密的加工を行うために、ローターの移動分を検出する位置検出機構が用いられている。
【０００３】
リニアモーターでは、磁界によってステーターに対してローターを運動させる駆動力を生成するよう、ステーターは複数の磁極ペアを一直線に並べて設けられ、ローターは三相コイルをケイ素鋼板に取り付けて設けられており、電流をコイルに流すとローターがステーターに対して動くように構成されているものがある。しかし、リニアモーターは、ローターの移動位置を検出する機能を備えていないため、例えばステーターに光学定規が取り付けられていると共に、ローターに該光学定規の目盛りを読み取る読取り部材が設けられていることによってローターの移動位置を検出する方法がある。この方法では、光学定規を製造・取り付けする手間が掛かる上に構成が煩雑になる。また、ローターの移動位置をホール素子によって検出する方法も知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】台湾登録実用新案第３０８４０９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ホール素子は磁界の変化によってローターの移動位置を検出することができるが、磁界はその周囲によって大きく影響され、検出値に大きなばらつきが生じるため、ローターの移動位置を正確に得ることは難しい問題点がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な構造でローターの移動位置を正確に検出することができるリニアモーターの位置検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係るリニアモーターの位置検出方法は、所定の方向に沿って長く延びて設けられたステーター、前記ステーターに並行してスライド移動自在に配置されたローター、及び、前記ステーター側に照射するように設けられたレーザー光源と、前記レーザー光源の照射光を光検出情報として検出し出力する光検出ユニットと、前記光検出ユニットからの前記光検出情報に基づいて前記ローターの前記ステーターに対する移動位置を算出して得るマイクロ処理ユニットとを有する位置検出装置を含み、前記位置検出装置が前記ローターに取り付けられてなるリニアモーターを用意する（Ａ）ステップと、前記ローターを前記ステーターに対して所定の距離だけ動かす（Ｂ）ステップと、前記レーザー光源によって前記ステーターの表面紋様における図形特徴が明らかに現れるレーザーフレアーを得るように前記ステーター側に照射し前記ステーターにて反射させる（Ｃ）ステップと、前記光検出ユニットによって前記ステーターからの反射光を受け、前記ステーターの表面における図形特徴によるレーザーフレアーを取得する（Ｄ）ステップと、前記マイクロ処理ユニットにて前記ステーターの表面によるレーザーフレアーの特徴映像によって前記ローターの前記ステーターに対する移動位置を算出して取得する（Ｅ）ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ステーターの表面の紋様図形に応じて異なるレーザーフレアーの特徴映像を得ることができるので、得られたレーザーフレアーの特徴映像に基づいてローターの移動位置を算出して得ることができる。従って従来技術のように光学スケールを取り付けるなどの手間が掛らずにすみ、製造コストを低減することができ簡易な構造でローターの移動位置を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る位置検出方法の一例を概略的に説明するフローチャートである。
【図２】実施の形態に係る位置検出方法を実施する位置検出装置の一例が取り付けられたリニアモーターを概略的に示す側面図である。
【図３】位置検出装置を用いて実施の形態に係る位置検出方法を実施する一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
（実施の形態）
図１は本実施の形態に係る位置検出方法の一例を概略的に説明するフローチャート、図２は本実施の形態に係る位置検出方法を実施する位置検出装置の一例が取り付けられたリニアモーターを概略的に示す側面図、図３は位置検出装置を用いて本実施の形態に係る位置検出方法を実施する一例を説明する図である。
【００１２】
図２に示されているように、リニアモーター２は概ね、所定の方向に沿って長く延びて設けられたステーター２１と、ステーター２１に並行して移動自在に配置されたローター２２と、位置検出装置１とを含んで構成されている。リニアモーター２は、加工機を含んで自動化設備などのリニア運動をする機械に取り付けられるものである。本実施の形態では、リニアモーターはコア無しのリニアモーターであるが、コア付きのリニアモーターなどのものであってもよい。
【００１３】
位置検出装置１は、この実施の形態では、ローター２２に取り付けられており、図３に示されているように、レーザー光源１１と光検出ユニット１２とマイクロ処理ユニット１３と制御ユニット（図示せず）とを備えている。
【００１４】
レーザー光源１１は、ステーター２１に向かって照射するように設けられている。光検出ユニット１２は、レーザー光源１１からの照射光がステーター２１を照射してステーター２１による反射光を光検出情報として検出して出力するように設けられており、光学部材１２１と光検知部材１２２とを有する。光学部材１２１は例えばフォーカスレンズや、グレーティング、コリメータレンズ、分光回折ミラーなどの光学素子である。光検知部材１２２は、ここではレーザー光源１１からの反射光を検出する光センサなどの光検出素子であり、被照射物の紋様特徴によるレーザーフレアーをデジタル信号に変換させるように構成される。マイクロ処理ユニット１３は、ローター２２のステーター２１に対する移動位置を算出し、距離出力に変換させて出力するように構成される。
【００１５】
以上のように構成された位置検出装置１を用いてローター２２のステーター２１に対する移動位置を求める方法を、図１を参照して以下に説明する。
【００１６】
図１のフローチャートに示されているように、ステップ１００では、ステーター２１と、ローター２２と、位置検出装置１とを含んでいるリニアモーター２を構成する。
【００１７】
ステップ２００では、ローター２２をステーター２１に対して所定の距離だけ動かす。
【００１８】
ステップ３００では、位置検出装置１のレーザー光源１１にてステーター２１の表面における図形特徴が明らかに現れるレーザーフレアーを得るようにステーター２１の表面を照射する。ステーター２１にてレーザー光源１１からの照射光が反射される。
【００１９】
ステップ４００では、光検出ユニット１２にてステーター２１からの反射光を受け、ステーター２１の表面における図形特徴によるレーザーフレアーを取得する。ローター２２の移動位置によってステーター２１の表面における図形特徴が異なるので、レーザーフレアーによる特徴映像も異なる。なお、ローター２２及びステーター２１は所定のエアギャップをおいて並行に設けられており、ステーター２１はガイドレール（図示せず）によって支持載置されているので、ローター２２が移動してもローター２２のステーター２１に対する距離は常に一定なので、両者間の磁界が安定して保持されることができる。従って、ステーター２１の紋様図形によるレーザーフレアーの特徴映像はローター２２の移動にかかわらず常に安定して視認できる解像度を有する。
【００２０】
ステップ５００では、マイクロ処理ユニット１３にてステーター２１の表面によるレーザーフレアーの特徴映像によってローター２２のステーター２１に対する移動位置を算出し、距離出力に変換して制御ユニット（図示せず）にフィードバックする。なお、加工機械は制御ユニットからの出力に基づいてワークの加工を行うことができる。以上により、レーザーフレアーの特徴映像によってローター２２のステーター２１に対する移動位置を正確に算出することができる。
【００２１】
この実施の形態では、マイクロ処理ユニット１３は絶対位置に基づいてローター２２の移動距離を比較して取得するようにしているが、増分の移動量を用いてローター２２の移動距離を比較して取得してもよい。
【００２２】
そして、マイクロ処理ユニット１３が絶対位置に基づいてローター２２の移動距離を得るようにする場合、更に絶対位置によるデータベースを作ってもよい。
【００２３】
ステップ６００では、ステーター２１の表面を複数の領域に分け、分割した領域ごとにレーザー光源による特徴映像を基準特徴映像として保存するデータベースを作成する。そして、ローター２２のステーター２１に対する移動位置による特徴映像をデータベースに保存してある基準特徴映像と比較してローター２２の移動距離を得る。
【００２４】
一方、増分の移動量を用いる場合、ステップ７００では、マイクロ処理ユニット１３はローター２２が所定の距離だけ移動する直前の位置であるプレ位置によるプレ特徴映像を予め記憶するように構成される。そして、マイクロ処理ユニット１３にてローター２２が所定の位置に到達したときのステーター２１による特徴映像をプレ特徴映像と比較して、ローター２２の移動距離を算出して得る。
【００２５】
以上により、ステーター２１の表面の紋様図形に応じて異なるレーザーフレアーの特徴映像を得ることができるので、マイクロ処理ユニット１３は、得られたレーザーフレアーの特徴映像に基づいてローター２２の移動位置を算出して得ることができる。従って従来技術のように光学スケールを取り付けるなどの手間が掛らずにすみ、製造コストを低減することができ簡易な構造でローター２２の移動位置を正確に検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明に係る位置検出方法は、例えば精密機械などに用いられるリニアモーターにおいてローターのステーターに対する位置を検出するのに有用である。
【符号の説明】
【００２７】
１  位置検出装置
１１  レーザー光源
１２  光検出ユニット
１２１  光学部材
１２２  光検知部材
１３  マイクロ処理ユニット
２  リニアモーター
２１  ステーター
２２  ローター
【図１】
2014230335.tif 000003
【図２】
2014230335.tif 000004
【図３】
2014230335.tif 000005