(57)【要約】【課題】測定装置の内部回路の安定性をチェックして、誤動作の発生を事前に検知し、誤動作の発生を防止できるようにする。【解決手段】可動部１２の移動に伴ってスケール１４から出力されるＡ、Ｂ２相の正弦波信号（スケール信号）を基に移動量を測定する測定装置において、測定動作時に出力される２相の正弦波信号の位相差を検出する位相差検出手段と、検出される位相差が閾値を超えたときに誤動作と判定する誤動作判定手段とをカウンタ部２２に設け、警告信号を出力するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動に伴って所定の位相差で出力される複数相の正弦波信号を基に移動量を測定する測定装置において、
測定動作時に出力される正弦波信号の任意の２相について位相差を検出する位相差検出手段と、
検出される位相差が閾値を超えたときに誤動作と判定する誤動作判定手段と、を備えたことを特徴とする監視機能付測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視機能付測定装置、特に２つの部材が相対移動する長さを光学的に測定する際、誤動作の発生を事前に察知し、適切な測定を実現する際に適用して好適な監視機能付測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの部材が相対移動する長さを光学的に測定する際、移動に伴って出力される２相の正弦波信号を基に測定する測定装置が一般に使用されている。
【０００３】
このような測定装置では、特に電源の投入直後は内部回路を構成する各素子の特性が安定していないためや、各素子の経年変化のために、移動速度が規格内であってもカウントに誤動作が発生したり、実際に規格を外れてしまうオーバースピード等の誤動作が発生することがあった。
【０００４】
オーバースピードの発生を検出する技術としては、例えば特許文献１に、比較的粗い検出信号に同期して比較的密な検出の信号をラッチし、先行のラッチに関わるパルスの値と現行のラッチに関わるパルスの値を比較することにより、その測定が信頼できるか否かを判断するようにした測定装置が開示されている。
【０００５】
この装置を始めとする従来の測定装置では、実際に動作させてオーバースピードが発生するまでそのような状態になっていることは分からなかった。ところが、実際にオーバースピードが発生した場合には、受光素子等のセンサの出力や、スケールの計数データは異常なデータとなるので、測定には使用できなくなる。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２９６７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記のような従来の測定装置では、オーバースピード等の誤動作は、実際に発生しなければその事実を知ることができず、誤動作が発生したときには、例えば再測定する等のエラー処理を行わなければならないという問題があった。
【０００８】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、測定装置の内部回路の安定性をチェックして、誤動作の発生を防止し、誤動作に伴うエラー処理を最小限に抑えることができる監視機能付測定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、移動に伴って所定の位相差で出力される複数相の正弦波信号を基に移動量を測定する測定装置において、測定動作時に出力される正弦波信号の任意の２相について位相差を検出する位相差検出手段と、検出される位相差が閾値を超えたときに誤動作と判定する誤動作判定手段と、を備えたことにより、前記課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、測定対象物の移動に伴って所定の位相差で出力される２相以上の正弦波信号のうち任意の２相について位相差を検出し、該位相差に基づいて測定装置の内部回路等の安定性をチェックするようにしたので、誤動作の発生を事前に検知できるようになり、誤動作の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１２】
図１には、本発明に係る一実施形態の監視機能付測定装置の概要を示す。
【００１３】
この測定装置は、全体を制御するためのＣＰＵ１０と、アクチュエータ等により駆動される可動部１２に付設され、その移動量を測定するスケール１４とを備えている。
【００１４】
前記可動部１２は、ＣＰＵ１０から出力され、Ｄ／Ａ変換部１６でアナログ信号に変換された後、第１調整部１８でゲイン調整等が行なわれた制御信号（動作指令値）により駆動制御される。又、前記スケール１４は、相対移動可能なメインスケールとインデックススケール（図示せず）とを備えており、いずれか一方が可動部１２に取り付けられ、該可動部１２の移動に伴って所定の位相差（例えば９０°）の正弦波信号（Ａ、Ｂ）を出力する。
【００１５】
このスケール１４から出力されたＡ相正弦波信号及びＢ相正弦波信号からなるスケール信号は、第２調整部２０でゲイン調整等が行なわれた後、カウンタ部２２に入力され、該カウンタ部２２で正弦波信号の周波数等がカウントされると共に、そのカウント値が前記ＣＰＵ１０に入力され、前記可動部１２の移動長さが演算される。
【００１６】
本実施形態の測定装置では、以上の通常の測定制御に加えて、監視機能により異常時の制御が可能になっている。
【００１７】
この監視機能は、前記カウンタ部２２が備えている、測定動作時に出力される２相の正弦波信号の位相差を検出する位相差検出手段と、検出される位相差が閾値を超えたときに誤動作と判定する誤動作判定手段とにより実現されている。以下にこの監視機能を詳述する。
【００１８】
前記カウンタ部２２には、前記スケール１４から所定の位相差（９０°）出力されたＡ相、Ｂ相の各正弦波信号が入力されると、図２に概要を示す前処理部、閾値処理部、矩形波処理部等の各処理回路を経て、各信号から図３に示すような位相差Δｔに対応する各トリガ信号が生成され、次のフリップフロップ回路にセット信号、リセット信号として出力される。
【００１９】
このフリップフロップ回路は、入力されるトリガ信号に基づいて位相差を計測する機能を有し、Ｂ相の信号を閾値処理し、矩形波処理して生成させたトリガ信号でＯＮ状態にセットされ、時間差の計測が開始されると共に、Ａ相の信号から同様に生成されたトリガ信号でリセットされ、ＯＦＦ状態になることにより、図４に示すように時間差から位相差が得られ、これが位相差信号として出力される。
【００２０】
前記カウンタ部２２では、フリップフロップ回路から信号出力される位相差が予め設定してある閾値より大きいと判定した場合には、ＣＰＵ１０に警告信号を出力し、ＣＰＵ１０に制御の変更を促す。但し、この警告信号を出力する処理は、フリップフロップ回路からの位相差信号をＣＰＵ１０に入力し、該ＣＰＵ内部で実行してもよい。
【００２１】
本実施形態を、更に詳述すると、通常、ホロスケール等のスケールから出力されるＡ信号、Ｂ信号の２相の正弦波信号をカウンタ部２２に入力して計数することにより、相対移動長さ等に関するスケール値を得ることができる。通常、Ａ信号、Ｂ信号は所定の位相差（９０°）を持っているが、急激に高速移動した場合等、Ａ信号、Ｂ信号の位相差が小さくなり、オーバースピード等の誤動作が発生し易くなる。
【００２２】
このように、２相正弦波信号の位相差は、本来所定の値であり、検出ヘッドの移動スピードに拘わらず常に一定であるはずであるが、電源投入直後あるいは経年変化による素子の劣化に伴う素子の不安定性に起因して、実際の移動スピードが規格内であってもカウントの誤動作を生じるという問題がある。
【００２３】
そこで、このＡ信号、Ｂ信号の位相差を求めて監視することにより、内部回路の安定性をチェックし、誤動作が発生し易い状態にあるかないかの判断ができるようになる。
【００２４】
即ち、Ａ信号、Ｂ信号の位相差を常に監視し、予め設定してある閾値αと比較して、αを超えた場合に誤動作が発生し易い状態になっていると判断し、それを外部に通知してリアルタイムで制御状態を変更することにより、誤動作の発生を防ぐことができる。
【００２５】
以上詳述した如く、本実施形態によれば、スケール１４から出力されるＡ信号、Ｂ信号の位相差を監視することにより、測定や移動時にオーバースピード等による誤動作が発生しそうな状態を検出し、外部に出力して制御をリアルタイムに変更することにより、誤動作の発生を防止することができる。
【００２６】
又、誤動作の発生を防止することにより、カウンタデータの信頼性が増すことになるので、移動速度等を警告発生のぎりぎりまで上げることができるので、測定（移動）時間の短縮、システム全体の動作効率の向上を図ることができる。
【００２７】
以上、２相の正弦波信号を出力する測定装置（エンコーダ）について説明したが、所定の位相差で正弦波信号を出力するものであれば３相以上であってもよい。
【００２８】
例えば、図５に示すような１２０°位相差のＡ相、Ｂ相、Ｃ相の３相信号を出力するタイプのエンコーダの場合であれば、このうち任意の２つの信号、例えばＡ相とＢ相の信号を使って同様に処理することにより、本発明を実現するようにしてもよい。
【００２９】
なお、位相差を監視する手段としては、前記のようにハードウェアで回路を組む場合に限らず、ソフトウェアで実現するようにしてもよい。又、市販されているカウンタＩＣ等には、位相差を計数する機能が搭載されているものもあるので、その機能を利用すると更に容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る実施形態の監視機能付測定装置の概要を示すブロック図
【図２】位相差信号を出力する回路構成の概要を示すブロック図
【図３】Ａ、Ｂ２相の各信号の位相とトリガ信号の関係を模式的に示す線図
【図４】フリップフロップ回路の動作を模式的に示す線図
【図５】Ａ、Ｂ、Ｃ３相の各信号の位相とトリガ信号の関係を模式的に示す線図
【符号の説明】
【００３１】
１０…ＣＰＵ
１２…可動部
１４…スケール
１６…Ｄ／Ａ変換部
１８…第１調整部
２０…第２調整部
２２…カウンタ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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