(57)【要約】【課題】  本発明は、高精度、安価かつ測定範囲の大きいリニアスケールを提供する。【解決手段】  粗精度のメタルスケール２を全測定範囲に取り付け、密精度のガラススケール３を精度の要求される部分に部分的に取り付けてリニアスケールを構成する。ガラススケール３の有無を検出する検出部４と検出部４がガラススケール３を検出するとガラススケール３の信号をカウントするカウンタ５を備え、メタルスケール２の信号に同期してカウンタ５の値をラッチし、カウンタ５の現在値ＲＤ１から前記ラッチした値ＲＤ２を減じた値を、メタルスケール２の下位データとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
全測定範囲に取り付けられた粗精度のスケールと、精度を要求される部分に部分的に取り付けられた密精度のスケールを備えたリニアスケール。  
【請求項２】
前記密精度のスケールの有無を検出する検出部と前記検出部が前記密精度のスケールを検出すると前記密精度のスケールの信号をカウントするカウンタを備え、前記粗精度のスケールの信号に同期して前記カウンタの値をラッチし、前記カウンタの現在値から前記ラッチした値を減じた値を、前記粗精度のスケールの下位データとすることを特徴とする請求項１に記載のリニアスケール。
【請求項３】
前記検出部は近接センサであることを特徴とする請求項２に記載のリニアスケール。
【請求項４】
前記密精度のスケールのＣ相信号で前記カウンタの値をラッチし、この値から前記粗精度のスケールの信号に同期してラッチした前記カウンタの値を減じて、原点を求めることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のリニアスケール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアスケール、特にリニアモータの可動子の位置を高精度に検出するリニアスケールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リニアモータの可動子の位置をリニアスケールで検出してサーボ制御するリニアサーボシステムが知られている（例えば、特許文献１）。このリニアサーボシステムは前記可動子の全動作範囲に精密なリニアスケールを備え、前記可動子の全動作範囲について、精密な位置検出を行っていた。
【特許文献１】特開平１０−１２７０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、近年、動作範囲が６ｍを超えるリニアモータが必要とされるようになった一方で、市販のリニアスケール、特にガラススケールを使用したリニアスケールの測定範囲は３ｍ程度のものしかなかったので、動作範囲の大きいリニアサーボシステムを実現することが困難であるという問題があった。そこで、本発明は、高精度、安価かつ測定範囲の大きいリニアスケールを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、本発明は、粗精度のスケールを全測定範囲に取り付け、密精度のスケールを精度の要求される部分に部分的に取り付けてリニアスケールを構成するものである。前記密精度のスケールの有無を検出する検出部と前記検出部が前記密精度のスケールを検出すると前記密精度のスケールの信号をカウントするカウンタを備え、前記粗精度のスケールの信号に同期して前記カウンタの値をラッチし、前記カウンタの現在値から前記ラッチした値を減じた値を、前記粗精度のスケールの下位データとするものである。また、前記検出部を近接センサとするものである。また、前記密精度のスケールのＣ相信号で前記カウンタの値をラッチし、この値から前記粗精度のスケールの信号に同期してラッチした前記カウンタの値を減じて、原点を求めるものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、全測定範囲には安価な粗精度のスケールを取り付け、精密位置決めが要求される部分に密精度のスケールを取り付けるので、測定範囲が大きくかつ高精度な位置決めが可能なリニアスケールを安価に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の具体的実施態様について、図に基づいて説明する。
【実施例】
【０００７】
図１は、本発明の実施例を示すリニアスケールの構成図である。図において、１は図示しないリニアモータの可動子である。２はメタルスケールであり、可動子１の全動作範囲に渡って取り付けられた粗精度のスケールである。３はガラススケールであり、可動子１の動作範囲の内、精密位置決めが必要な範囲に取り付けられた密精度のスケールである。４は可動子１と結合したセンサであり、メタルスケール２およびガラススケール３を検出して、可動子１の位置を求めるものである。
【０００８】
図２は、メタルスケール２およびガラススケール３とその検出データの関係を示す説明図である。図３はセンサ４のガラススケール検出部の構成図である。センサ４がリニアスケールの左側の端（図１参照）のガラスセンサ３の無い部分にあるときは、ガラススケール３のスリットを通らない光がセンサ４に入るので、センサ４に入る光量は２倍になり、センサ４はガラススケール３がそこに無いことを検出できる。具体的には、図４のＧＡ相およびＧＢ相の両方でレベル異常（つまり、光量が多い）とされた場合にガラススケール３が無いと判断する。センサ４をフォトインタラプターで代用できるのはいうまでもない。可動子１およびセンサ４が右に動いてガラススケール３の存在する位置に達すると、センサ４に入射する光量が減少するので、センサ４はガラススケール３が有ると判断し、カウンタ５をリセットし、ガラススケール３のスリットのカウントを開始し、その値をＲＤ１に出力する。また、センサ４がメタルスケール２のスリットを検出するとその度に（つまり、メタルスケール２のスケール信号に同期して）その時のカウンタ５の値をラッチしてＲＤ２に出力する。したがって、ある時点において、ＲＤ１の値からＲＤ２の値を減じれば、メタルスケール２の直近のスリットから、その時点でのセンサ４の位置までの距離データを求めることが出来る。
メタルスケール２の直近のスリットの位置は図示しない別のカウンタでカウントして得られるから、この値を上位のデータとして、ＲＤ１の値からＲＤ２の値を減じて得られた前記距離データを下位データとすれば、前記上位データと前記下位データを加算して、可動子１（センサ４）の位置を高精度で決定することができる。ここで、ガラススケール３のスリット数をメタルスケール２の２ｎ倍に設定すれば、演算が容易である。さらにこの状態でガラススケール３のＧＣ相の信号でカウンタ５の値をラッチしてＲＤ３に出力すれば、ガラススケール３上の正確な位置が求められるので、高精度の原点復帰が可能となる。
なお、本実施例ではガラススケール３検出用の光電センサでガラススケール３の有無を判断したが、専用の近接センサを備えてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０００９】
本発明は、リニアモータの可動子の位置を高精度に検出するリニアスケールとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例を示すリニアスケールの構成図である。
【図２】メタルスケールおよびガラススケールとその検出データの関係を示す説明図である。
【図３】センサのガラススケール検出部の構成図である。
【符号の説明】
【００１１】
１  （リニアモータの）可動子、２  メタルスケール、３  ガラススケール、４  センサ、５  カウンタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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