(57)【要約】【課題】本発明は、簡易な装置構成で原点復帰時間を短縮できる位置検出装置、スケールおよび位置検出装置の原点復帰方法を提供する。【解決手段】複数の原点および各原点を基端としてそれぞれ異なるパルス幅で原点を識別する識別マークを指標する識別パターン、を有するスケール１１を備え、エンコーダヘッド１２の出力に基づいて、可動子１３を目標原点に復帰させる位置検出装置１において、任意の位置にある可動子１３を、いずれか１の識別マークを検出するまで移動させる識別マーク検出手段と、検出した識別マークのパルス幅を測定する識別パルス幅測定手段と、測定したパルス幅と、識別パルス幅記憶手段２２に記憶した識別マークのパルス幅との照合結果に基づいて、目標原点を特定し、原点間パルス数記憶手段２３に記憶された機械原点からの原点間パルス数を参照し、目標原点の原点間パルス数を絶対位置調整用として登録する。【選択図】図１
2007127560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械原点および１以上の仮想原点を含む複数の原点および前記各原点を基端としてそれぞれ異なるパルス幅で前記各原点を識別する識別マークを指標する識別パターンを有するスケールと、
可動子に搭載され、前記スケールを読み取ると共にその読み取り結果に基づいてパルス信号を出力するエンコーダヘッドと、を備え、
前記エンコーダヘッドの出力に基づいて、前記可動子を前記複数の原点のうちのいずれか１の原点である目標原点に復帰させる位置検出装置において、
前記各仮想原点の、前記機械原点からの前記可動子移動量に相当する原点間パルス数を記憶する原点間パルス数記憶手段と、
前記各識別マークのパルス幅を記憶する識別パルス幅記憶手段と、
任意の位置にある前記可動子を正方向および／または逆方向に移動させることにより、前記複数の識別マークのうちいずれか１の識別マークを検出する識別マーク検出手段と、
前記可動子をさらに移動させることにより、検出した前記識別マークのパルス幅を測定する識別パルス幅測定手段と、
測定したパルス幅と、前記識別パルス幅記憶手段において記憶した各識別マークのパルス幅との照合結果に基づいて、検出した前記識別マークの基端を前記目標原点として特定する目標原点特定手段と、
前記原点間パルス数記憶手段において記憶した原点間パルス数を参照し、特定した前記目標原点の原点間パルス数を絶対位置調整用として登録する絶対位置登録手段と、を備えていることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記エンコーダヘッドによる前記スケール全体の読み取り結果に基づいて、全ての前記原点間パルス数および／または前記識別マークのパルス幅を測定するパルス数測定手段と、
前記パルス数測定手段の測定結果に基づいて、前記原点間パルス数記憶手段および／または前記識別パルス幅記憶手段に記憶されている値を補正する補正手段と、を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記識別パルス幅記憶手段は、許容値を持って前記各識別マークのパルス幅を記憶していることを特徴とする請求項１または２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記識別マーク検出手段は、
前記識別マークを検出するまで正逆一方向に第１の速度で移動する高速移動手段と、
前記識別マークを検出した後、当該識別マークの原点以外の他端を検出するまで前記第１の速度よりも低速な第２の速度で移動する中速移動手段と、
前記他端を検出した後、前記中速移動手段と逆方向に移動して、前記第２の速度よりもさらに低速な第３の速度で当該他端を検出する低速移動検出手段と、から成ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記識別パルス幅測定手段における移動速度は、前記第３の速度以下であることを特徴とする請求項４に記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記可動子が位置する任意の位置が、前記スケールの前端、前記スケールの後端、前記識別マーク上の位置、およびこれら以外の位置、のうちいずれに該当するかを判別する可動子位置判別手段を更に備え、
前記高速移動手段の移動方向は、前記可動子位置判別手段の判別結果に応じて決定することを特徴とする請求項４または５に記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記機械原点を、前記仮想原点のいずれかに変更する機械原点変更手段を更に備えていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の位置検出装置。
【請求項８】
前記スケールは、前記識別パターンから成るブロックが、当該スケールの軸上に繰り返し形成されており、
前記各識別マークから同一方向であり、前記ブロック毎に異なる間隙を存して配設され、前記各識別マークに対応して複数のブロック点を指標するブロックパターンをさらに有し、
任意の位置にある前記可動子を、前記複数のブロック点のうちいずれか１のブロック点を検出するまで正方向および／または逆方向に移動させるブロック点検出手段を更に備え、
前記識別マーク検出手段は、前記可動子を、検出した前記ブロック点から対応する前記識別マークまで移動させることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の位置検出装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の位置検出装置に用いられるスケール。
【請求項１０】
機械原点および１以上の仮想原点を含む複数の原点および前記各原点を基端としてそれぞれ異なるパルス幅で前記原点を識別する識別マークを指標する識別パターンを有するスケールと、
可動子に搭載され、前記スケールを読み取ると共にその読み取り結果に基づいてパルス信号を出力するエンコーダヘッドと、を備え、
前記エンコーダヘッドの出力に基づいて、前記可動子を前記複数の原点のうちのいずれか１の原点である目標原点に復帰させる位置検出装置の原点復帰方法において、
前記各仮想原点の、前記機械原点からの前記可動子移動量に相当する原点間パルス数を記憶する原点間パルス数記憶工程と、
前記各識別マークのパルス幅を記憶する識別パルス幅記憶工程と、
任意の位置にある前記可動子を正方向および／または逆方向に移動させることにより、前記複数の識別マークのうちいずれか１の識別マークを検出する識別マーク検出工程と、
前記可動子をさらに移動させることにより、検出した前記識別マークのパルス幅を測定する識別パルス幅測定工程と、
測定したパルス幅と、前記識別パルス幅記憶工程において記憶した各識別マークのパルス幅との照合結果に基づいて、検出した前記識別マークの基端を前記目標原点として特定する目標原点特定工程と、
前記原点間パルス数記憶工程において記憶した原点間パルス数を参照し、特定した前記目標原点の原点間パルス数を絶対位置調整用として登録する絶対位置登録工程と、を備えていることを特徴とする位置検出装置の原点復帰方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、原点復帰を必要とする位置検出装置、スケールおよび位置検出装置の原点復帰方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、産業用ロボットにおいては、回転運動を伴うアーム駆動型や直線運動を伴うステージ（可動子）駆動型が広く利用されている。このうち、例えば直線運動を伴うステージ駆動型においては、駆動軸に対して１つの原点検出器を設置した場合に、電源断時のステージの位置によっては多大な原点復帰時間を要してしまうという課題を有していた。そこで、直線運動を伴うステージ駆動型の位置検出装置は、以下のような構成をとっている。ステージにモータおよび増分式エンコーダが搭載されモータの出力軸は駆動軸に接続されている。ステージの下部には磁気式センサが設けられており、磁気式センサの下方には等間隔に凸凹形状を有する遮蔽板が設置されている。この構成で、モータの出力軸に接続された駆動軸の回転により当該ステージが駆動軸上で直線運動を行い、直線運動に伴い下部に設けられた磁気センサが遮蔽板の磁力の強さの変化を読み取ることにより分割点が検出される。一方、モータに取り付けられた増分式エンコーダは、所定の角度に１つの基準点を設け、エンコーダの１回転につき１つの基準パルスが出力される。そして、エンコーダの基準点と分割点との検出間隔が異なるように基準点および遮蔽板の凸凹が設けられているため、各分割点位置を基準にして基準点検出時の出力パルス数がエンコーダの回転に伴って変化する。分割点を検出後、出力パルスをリセットし、エンコーダが基準点を検出した時点の出力パルス数から対応するステージの位置を特定して原点復帰することが可能となっている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−１８９８３９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、上記構成では、ステージの位置を特定するためにエンコーダ以外にも磁気式センサと遮蔽板の設置領域を確保しなければならないとういう問題があった。
【０００４】
本発明は、簡易な装置構成で原点復帰時間を短縮できる位置検出装置、スケールおよび位置検出装置の原点復帰方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の位置検出装置は、機械原点および１以上の仮想原点を含む複数の原点および各原点を基端としてそれぞれ異なるパルス幅で各原点を識別する識別マークを指標する識別パターンを有するスケールと、可動子に搭載され、スケールを読み取ると共にその読み取り結果に基づいてパルス信号を出力するエンコーダヘッドと、を備え、エンコーダヘッドの出力に基づいて、可動子を複数の原点のうちのいずれか１の原点である目標原点に復帰させる位置検出装置において、各仮想原点の、機械原点からの可動子移動量に相当する原点間パルス数を記憶する原点間パルス数記憶手段と、各識別マークのパルス幅を記憶する識別パルス幅記憶手段と、任意の位置にある可動子を正方向および／または逆方向に移動させることにより、複数の識別マークのうちいずれか１の識別マークを検出する識別マーク検出手段と、可動子をさらに移動させることにより、検出した識別マークのパルス幅を測定する識別パルス幅測定手段と、測定したパルス幅と、識別パルス幅記憶手段において記憶した各識別マークのパルス幅との照合結果に基づいて、検出した識別マークの基端を目標原点として特定する目標原点特定手段と、原点間パルス数記憶手段において記憶した原点間パルス数を参照し、特定した目標原点の原点間パルス数を絶対位置調整用として登録する絶対位置登録手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００６】
本発明の位置検出装置の原点復帰方法は、機械原点および１以上の仮想原点を含む複数の原点および各原点を基端としてそれぞれ異なるパルス幅で原点を識別する識別マークを指標する識別パターンを有するスケールと、可動子に搭載され、スケールを読み取ると共にその読み取り結果に基づいてパルス信号を出力するエンコーダヘッドと、を備え、エンコーダヘッドの出力に基づいて、可動子を複数の原点のうちのいずれか１の原点である目標原点に復帰させる位置検出装置の原点復帰方法において、各仮想原点の、機械原点からの可動子移動量に相当する原点間パルス数を記憶する原点間パルス数記憶工程と、各識別マークのパルス幅を記憶する識別パルス幅記憶工程と、任意の位置にある可動子を正方向および／または逆方向に移動させることにより、複数の識別マークのうちいずれか１の識別マークを検出する識別マーク検出工程と、可動子をさらに移動させることにより、検出した識別マークのパルス幅を測定する識別パルス幅測定工程と、測定したパルス幅と、識別パルス幅記憶工程において記憶した各識別マークのパルス幅との照合結果に基づいて、検出した識別マークの基端を目標原点として特定する目標原点特定工程と、原点間パルス数記憶工程において記憶した原点間パルス数を参照し、特定した目標原点の原点間パルス数を絶対位置調整用として登録する絶対位置登録工程と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
これらの構成によれば、識別マークのパルス幅の測定量に相当するパルス数と、記憶している識別マークのパルス幅との照合結果から、可動子が最終的にどの原点を検出したかを特定することができる。すなわち、原点復帰する際に必ずしも機械原点まで復帰する必要が無く、任意の位置にある可動子から正方向または逆方向において最も近い識別マークの基端を目標原点として復帰すれば良いため、原点復帰に要する時間を短縮することができる。また各原点はスケール上の識別パターンから認識することができるため、原点位置を特定するための特別な構成を必要としない。したがって、位置検出装置の装置構成を簡易化することができる。
【０００８】
この場合、エンコーダヘッドによるスケール全体の読み取り結果に基づいて、全ての原点間パルス数および／または識別マークのパルス幅を測定するパルス数測定手段と、パルス数測定手段の測定結果に基づいて、原点間パルス数記憶手段および／または識別パルス幅記憶手段に記憶されている値を補正する補正手段と、を更に備えていることが、好ましい。
【０００９】
この構成によれば、実際に可動子を移動させてエンコーダヘッドによりスケール全体を読み取り、その結果に基づいてパルス数を設定することができるため、設置環境による誤差や個体誤差を補正することができる。
【００１０】
この場合、識別パルス幅記憶手段は、許容値を持って各識別マークのパルス幅を記憶していることが、好ましい。
【００１１】
この構成によれば、識別マークのパルス幅にノイズやスケールの伸び等で生じる誤差を考慮した許容範囲を設けることができる。
【００１２】
この場合、識別マーク検出手段は、識別マークを検出するまで正逆一方向に第１の速度で移動する高速移動手段と、識別マークを検出した後、当該識別マークの原点以外の他端を検出するまで第１の速度よりも低速な第２の速度で移動する中速移動手段と、他端を検出した後、中速移動手段と逆方向に移動して、第２の速度よりもさらに低速な第３の速度で当該他端を検出する低速移動検出手段と、から成ることが、好ましい。
【００１３】
この構成によれば、高速移動手段により識別マークを検出するまでの時間を短くすることで全体としての原点復帰時間を短縮すると共に、識別マーク検出後は、中速移動手段および低速移動検出手段により識別マークの原点以外の端を正確に検出することができる。
【００１４】
この場合、識別パルス幅測定手段における移動速度は、第３の速度以下であることが、好ましい。
【００１５】
この構成によれば、識別パルス幅測定手段は、識別マーク検出手段の第３の速度以下で移動するため、正確なパルス幅を測定することができる。
【００１６】
この場合、可動子が位置する任意の位置が、スケールの前端、スケールの後端、識別マーク上の位置、およびこれら以外の位置、のうちいずれに該当するかを判別する可動子位置判別手段を更に備え、高速移動手段の移動方向は、可動子位置判別手段の判別結果に応じて決定することが、好ましい。
【００１７】
この構成によれば、可動子がスケール上のどの位置にいても、最適なフローで位置検出動作を行うことができる。
【００１８】
この場合、機械原点を、仮想原点のいずれかに変更する機械原点変更手段をさらに備えていることが、好ましい。
【００１９】
この構成によれば、ユーザーの用途に合わせて機械原点の位置を定めることができる。
【００２０】
この場合、スケールは、識別パターンから成るブロックが、当該スケールの軸上に繰り返し形成されており、各識別マークから同一方向であり、ブロック毎に異なる間隙を存して配設され、各識別マークに対応して複数のブロック点を指標するブロックパターンをさらに有し、任意の位置にある可動子を、複数ブロック点のうちいずれか１のブロック点を検出するまで正方向および／または逆方向に移動させるブロック点検出手段を更に備え、識別マーク検出手段は、可動子を、検出したブロック点から対応する識別マークまで移動させることが、好ましい。
【００２１】
この構成によれば、多数の原点を設けるのに従って対応する識別マークのパルス幅を広くとらなければならないところ、識別パターンを１ブロックとして繰り返し設けることにより、多数の原点を設けた場合にも識別マークのパルス幅を狭い範囲で繰り返しとることができる。また、パルス幅を狭くとることで原点間隔を狭くとることができる。特に長ストロークのスケールにおいても原点間隔を狭くすることができるため、原点復帰時間をより短縮することができる。
【００２２】
本発明のスケールは上記の位置検出装置に用いられることを特徴とする。
【００２３】
このスケールを用いることにより、簡易な装置構成で原点復帰時間を短縮できる位置検出装置を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】
【００２４】
以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係る位置検出装置、スケールおよび位置検出装置の原点復帰方法について説明する。この位置検出装置は、スケールのストローク間に複数の原点を設けることができ、原点復帰を行う際に最寄りの原点に復帰することで、原点復帰時間の短縮化を図ることができる。
【００２５】
図１に示すように、位置検出装置１は可動子１３の移動量および移動方向、機械原点および仮想原点を含む複数の原点、各原点を基端とし各原点を識別する識別マーク、をそれぞれ指標するスケール１１と、可動子１３に搭載されスケール１１を読み取り、その読み取り結果に基づいてパルス信号を出力するエンコーダヘッド１２と、エンコーダヘッド１２の出力する信号を増幅するアンプ１７と、制御装置１５からの指令に基づき可動子１３の移動量および移動方向を制御するモータドライバ１８と、位置検出装置１の制御を行う制御装置１５と、から構成されている。可動子１３には、駆動軸１４上で可動子１３を移動させるモータ部１９が設けられ、駆動軸１４の両端部には可動子１３の移動区域を制限する一対のリミットスイッチ１６が設けられている。
【００２６】
スケール１１は、図２に示すＡ相信号を出力するように長手方向に短ピッチでスリットが形成されたＡ相スケールと、Ｂ相信号を出力するようにＡ相スケールのスリットと１／２ピッチずらした間隔でスリットが形成されたＢ相スケールと、Ｃ相信号を出力するように長ピッチで異なる幅のスリットが形成されたＣ相スケール（識別パターン）と、から一体かつ並列に形成されている。Ａ相スケールは可動子１３の単位移動量を指標し、Ｂ相スケールはＡ相スケールと組みして可動子１３の移動方向を指標するものである。Ｃ相スケールは機械原点およびｎ個（ｎ≧１となる整数）の仮想原点を含む複数の原点および原点を識別するための識別マークを一体として指標する。また、Ｃ相スケールに形成されたスリットは、エンコーダヘッド１２が高速で移動しても読み取ることができる程度のスリット幅を有している。さらに、図３に示すように、各Ｃ相スケールの各識別マークに相当するスリットから同一方向であり且つブロック毎に相互に異なる間隙を存してスリットが形成されたＤ相スケール（ブロックパターン）を更に備えても良い。
【００２７】
Ｄ相スケールに形成されたスリットは、エンコーダヘッド１２が高速で移動しても読み取ることができる程度のスリット幅を有している。また、Ｄスケールはｍ個（ｍ≧１となる整数）のブロックを指標するものであり、可動子１３が何番目のブロックに位置するかを特定する。すなわち、各ブロック間において、上記スケール１１にＣ相スケールからなるブロックが繰り返し形成されている。このＤ相スケールを更に備えることで、スケール１１に複数のブロックを形成することができ、Ｃ相スケールの間隔である原点間隔を狭く設定することも可能となる。例えば、図２に示すように原点間隔を２０パルスにとり、識別マークのパルス幅を５、８、１１、１４…パルスと取る場合には、識別マークのパルス幅を大きくとるにつれて、原点復帰に時間を要することになる。Ｄ相スケールを備えることで、原点間隔を１２パルスにとった場合でも、５，８，５、８パルス…と繰り返し識別マークのパルス幅をとることができ、原点復帰時間の短縮化を図ることができる（図３参照）。なお、本実施形態では金属性のスケール１１にスリットを形成しているが、透明のガラススケールに透光部と非透光部が所定のピッチで配列するよう刻線を設けても良い。さらに、磁気検出素子と一定のピッチで着磁された磁気パターンを持つ磁気スケールとで、磁気的に読み取ることも可能である。
【００２８】
エンコーダヘッド１２は、可動子１３に搭載され、スケール１１に光を照射する発光素子（発光ダイオード等）と、発光素子が照射した光を受光する受光素子（フォトトランジスタ等）と、から構成されている。上述したスケール１１を間に挟んで、それぞれスケール１１の臨む位置に配置され、発光素子から照射された光をスケール１１のスリットを介して受光素子が受光し、その読み取り結果に基づいてパルス信号をアンプ１７に出力する。
【００２９】
アンプ１７は、入力されたパルス信号を増幅する。Ａ相スケールおよびＢ相スケールからの矩形波信号（図２参照）についてはモータドライバ１８へ出力し、Ｃ相スケールの矩形波信号（図２参照）については、制御装置１５へ出力する。モータドライバ１８は、アンプ１７から可動子１３の単位移動量および移動方向の信号を取得し、制御装置１５からの指令に基づいてモータ部１９の回転数および回転方向を制御する信号を可動子１３へ出力する。このモータ部１９の回転数および回転方向を制御することで、可動子１３の移動量および移動方向を制御する。
【００３０】
可動子１３は、モータ部１９を備え、このモータ部１９の出力軸に駆動軸１４内部のボールねじが接続されている。このモータ部１９の出力をボールねじに伝達することにより、可動子１３は駆動軸１４上を軸方向に移動することが可能となる。また、駆動軸１４の両端部には一対のリミットスイッチ１６が設けられており、このリミットスイッチ１６に可動子１３が接触すると、制御装置１５がリミット信号を検出し可動子１３を駆動区域へ移動するように制御する。
【００３１】
制御装置１５は、エンコーダヘッド１２がスケール１１の読み取り結果を出力したパルス信号とリミットスイッチ１６が出力したリミット信号とを検出する信号検出器２１と、モータドライバ１８に可動子１３の移動量および移動方向の指令を出す指令パルスジェネレータ２６と、機械原点から各仮想原点までの各原点間のパルス数を記憶する原点間パルス数登録用メモリ２３と、各識別マークのパルス幅を記憶する識別パルス幅登録用メモリ２２とを備えている。また、位置検出動作を制御する位置検出シーケンスソフトウェア２５と、位置検出シーケンスソフトウェア２５が導きだした可動子１３の絶対位置を登録する絶対位置カウンタ２４と、を更に備えている。また、信号検出器２１が検出した信号、原点間パルス登録用メモリ２３が記憶した原点間のパルス数および識別パルス幅登録用メモリ２２が記憶したパルス幅は、位置検出シーケンスソフトウェア２５に伝達される。本実施例の識別パルス幅登録用メモリ２２は、ノイズやスケール等の誤差を考慮した±１パルス程度の許容値を有している。なお、エンコーダヘッド１２によるスケール１１全体の読み取り結果に基づいて、原点間パルス数や識別マークのパルス幅を測定することもでき、この構成により設置環境による誤差や個体誤差が生じている場合でも原点間パルス数登録用メモリ２３および／または識別パルス幅登録用メモリ２２の値を補正することが可能となる。
【００３２】
位置検出シーケンスソフトウェア２５は、信号検出器２１が検出した信号により可動子１３の制御を行う軸制御部３１と、識別マークのパルス幅の測定動作に従い信号検出器２１が検出したパルス数を１カウントずつカウントする識別パルス幅カウンタ３２と、原点間パルス数録用メモリ２３および識別パルス幅カウンタ３２のカウント結果から絶対位置を演算する演算手段３３と、から構成されている。軸制御部３１は、制御信号を指令パルスジェネレータ２６へ伝達し、可動子１３の制御を行っている。また、位置検出シーケンスソフトウェア２５は、予め識別パルス幅登録用メモリ２２に記憶された識別マークのパルス幅と、識別パルス幅カウンタ３２とから目標原点を特定し、目標原点と原点間パルス数登録用メモリ２３に記憶された原点間パルス数から絶対位置を算出し絶対位置カウンタ２４へ伝達する。
【００３３】
以下図２のタイミングチャートおよび図４ないし図７のフローチャートを参照して原点復帰動作を説明する。図４に示すように、まず位置検出装置１の電源をＯＮにし、絶対位置カウンタ２４および識別パルス幅カウンタ３２をリセットする（Ｓ０１、Ｓ０２）。次に、リミットスイッチ１６、Ｃ相スケールの出力信号（以下、「識別マークのＯＮ、ＯＦＦ」という）により可動子１３の初期位置を特定する。最初に可動子１３がタイミングチャートの（１）の範囲に位置するかが判定される（Ｓ０３）。ＣＣＷ側のリミットスイッチ１６がＯＮになっており、その他がＯＦＦになっている場合には、可動子１３がタイミングチャートの（１）の範囲に位置する（Ｙ）と判定され、図５のフローに従って動作を行う。可動子１３が（１）の範囲に位置しない（Ｎ）と判定された場合には、（２）の範囲に位置するかを判定する（Ｓ０４）。リミットスイッチ１６、識別マークが全てＯＦＦになっている場合には、可動子１３が（２）の範囲に位置する（Ｙ）と判定され、図６のフローに従って動作を行う。可動子１３が（２）の範囲に位置しない（Ｎ）と判定された場合には、（３）の範囲に位置するかを判定する（Ｓ０５）。識別マークがＯＮになっており、その他がＯＦＦになっている場合には、可動子１３が（３）の範囲に位置する（Ｙ）と判定され、図７のフローに従って動作を行う。可動子１３が（３）の範囲に位置しない（Ｎ）と判定された場合には、（４）の範囲に位置するかを判定する（Ｓ０６）。ＣＷ側のリミットスイッチ１６がＯＮとなっており、その他がＯＦＦになっている場合には、可動子１３が（４）の範囲に位置する（Ｙ）と判定され、図８のフローに従って動作を行う。可動子１３が（４）の範囲に位置しない（Ｎ）と判定された場合には、制御装置１５に接続されたディスプレイ（図示省略）にエラーメッセージを表示する（Ｓ０８）。なお、エラーメッセージには機器の交換等のメンテナンス方法を表示することが好ましい。
【００３４】
続いて可動子１３のそれぞれの初期位置に対応する各フローについて説明する。可動子１３がタイミングチャートの（１）の範囲に位置する場合には、図５に示すように可動子１３はエンコーダヘッド１２がＣ相スケールのスリットを読み取り、読み取り結果の出力から信号検出器２１が識別マークを検出するまで（識別マークがＯＮになるまで）ＣＷ側へ高速移動を行う（Ｓ１１）。可動子１３が高速移動を行うことにより、原点復帰時間の短縮化を図っている。信号検出器２１の識別マーク検出後、可動子１３はＣＷ側へ識別マークがＯＦＦになるまで、すなわち識別マークの原点以外の端を検出するまで低速移動を行う（Ｓ１２）。その後ＣＣＷ側に識別マークがＯＮになるまで１パルスずつ移動する（Ｓ１３）。この動作により、読み飛ばしを防止すると共に正確に識別マークの原点以外の端を検出することができる。
【００３５】
当該原点以外の端検出後、可動子１３はＣＣＷ側へ識別マークがＯＦＦになるまで移動（識別マークのパルス幅の測定）を開始し、１パルスの移動量に対して１カウントずつ識別パルス幅カウンタ３２の値をインクリメントしていく（Ｓ１４）。その後、ＣＷ方向へ１パルス分移動して原点を検出する（Ｓ１５）。原点検出後、予め登録しておいた識別パルス幅登録用メモリ２２の値と識別パルス幅カウンタ３２の値とを照らし合わせて、可動子１３が位置する目標原点を特定する（Ｓ１６）。例えば、機械原点を基準としてＣＣＷ側からｎ番目の識別マークをＣnとした場合、機械原点を基端とする識別マークはＣ0、仮想原点を基端とする識別マークは順にＣ1、Ｃ2、Ｃ3・・・となる。Ｃ0、Ｃ1、Ｃ2のパルス幅を５，８，１１パルスとして識別パルス幅登録用メモリ２２に記憶しておき、取得した識別パルス幅カウンタ３２の値が８パルスの場合には、Ｃ2の基端が目標原点となる。また、識別パルス幅登録用メモリ２２は±１パルス程度の許容値を有しているので、識別パルス幅カウンタ３２の値が７パルスや９パルスの場合にもＣ2の基端が目標原点となる。
【００３６】
可動子１３の目標原点を特定後、原点間パルス数登録用メモリ２３に記憶された原点間のパルス数と目標原点とから、機械原点から目標原点までの絶対位置パルスを演算手段３３により算出する（Ｓ１７）。例えば、各原点間のパルス数が２０パルスで目標原点が機械原点から２番目の仮想原点の絶対位置パルスは、２０×２＝４０パルスとなる（原点間パルス数×ｎ）。また、演算手段３３を変更することにより機械原点を変更することも可能であり、この場合の演算手段３３はｎ＝ｎ−ｋとして演算する（ｋはｋ≧１となる整数）。例えば、ｋ＝１として原点間パルス数×（ｎ−１）として演算する。この場合、上記の例の場合には、機械原点はＣ0の基端からＣ1の基端に変更される。絶対位置を算出後、絶対位置パルス値を絶対位置カウンタ２４へ登録する（Ｓ１８）。
【００３７】
可動子１３がタイミングチャートの（２）の範囲に位置する場合には、図６に示すように、可動子１３は識別マークがＯＮになるまでＣＣＷ側へ高速移動を行う（Ｓ２１）。識別マークを未検出のままリミットスイッチ１６がＯＮとなった場合には、上述したタイミングチャート（１）の動作と同様の動作を行う。識別マーク検出後、可動子１３は識別マークがＯＦＦになるまでＣＷ側へ低速移動を行い、その後ＣＣＷ側に識別マークがＯＮになるまで１パルスずつ移動する（Ｓ２２、Ｓ２３）。このようにして識別マークの原点以外の端を検出した後、可動子１３はＣＣＷ側へ識別マークがＯＦＦするまで移動（識別マークのパルス幅の測定）を開始し、１パルスの移動量に対して１カウントずつ識別パルス幅カウンタ３２の値をインクリメントしていく（Ｓ２４）。その後、ＣＷ方向へ１パルス分移動して原点を検出する（Ｓ２５）。原点検出後、上述したタイミングチャート（１）の動作と同様にして、可動子１３が位置する目標原点を特定し（Ｓ２６）、可動子１３の絶対位置を算出し（Ｓ２７）、算出した絶対位置を絶対位置カウンタ２４に登録する（Ｓ２８）。
【００３８】
可動子１３がタイミングチャートの（３）の範囲に位置する場合には、図７に示すように、可動子１３は識別マークがＯＦＦになるまでＣＷ側へ低速移動を行い、その後ＣＣＷ側に識別マークがＯＮになるまで１パルスずつ移動する（Ｓ３１、Ｓ３２）。このようにして識別マークの原点以外の端を検出した後、可動子１３はＣＣＷ側へ識別マークがＯＦＦするまで移動（識別マークのパルス幅の測定）を開始し、１パルスの移動量に対して１カウントずつ識別パルス幅カウンタ３２の値をインクリメントしていく（Ｓ３３）。その後、ＣＷ方向へ１パルス分移動して原点を検出する（Ｓ３４）。原点検出後、上述したタイミングチャート（１）の動作と同様にして、可動子１３が位置する目標原点を特定し（Ｓ３５）、可動子１３の絶対位置を算出し（Ｓ３６）、算出した絶対位置を絶対位置カウンタ２４に登録する（Ｓ３７）。
【００３９】
可動子１３がタイミングチャートの（４）の範囲に位置する場合には、図８に示すように、可動子１３は識別マークがＯＮになるまでＣＣＷ側へ高速移動を行う（Ｓ４１）。識別マーク検出後、可動子１３は識別マークがＯＦＦになるまでＣＷ側へ低速移動を行い、その後ＣＣＷ側に識別マークがＯＮになるまで１パルスずつ移動する（Ｓ４２、Ｓ４３）。このようにして識別マークの原点以外の端を検出した後、可動子１３はＣＣＷ側へ識別マークがＯＦＦするまで移動（識別マークのパルス幅の測定）を開始し、１パルスの移動量に対して１カウントずつ識別パルス幅カウンタ３２の値をインクリメントしていく（Ｓ４４）。その後、ＣＷ方向へ１パルス分移動して原点を検出する（Ｓ４５）。原点検出後、上述したタイミングチャート（１）の動作と同様にして、可動子１３が位置する目標原点を特定し（Ｓ４６）、可動子１３の絶対位置を算出し（Ｓ４７）、算出した絶対位置を絶対位置カウンタ２４に登録する（Ｓ４８）。
【００４０】
このようにして、それぞれの場面に対応して原点復帰動作を行う。本実施例では、初期動作の移動方向を一方向に限定して記載したが、本実施例とは逆方向に初期動作を行うようにしても良い。例えば、可動子１３がタイミングチャートの（２）の範囲に位置する場合には、図６に示すように可動子１３は識別マークがＯＮになるまでＣＣＷ側へ高速移動を行う（Ｓ２１）ものとしたが、ＣＷ側へ高速移動を行い、識別マークを検出するようにしても良い。
【００４１】
以上説明したとおり、本発明によれば、駆動軸のストロークが長くなった場合でも原点位置を複数設けることにより、アブソリュートタイプのエンコーダと比べて安価なインクリメンタルタイプのエンコーダであっても原点復帰時間の短縮が可能である。また、本来外付けしなければならない近傍センサが不必要となり、簡易な装置構成で原点復帰時間を短縮できる。なお、同軸上に複数の可動子を備えた場合にも適用することが可能である。例えば、制御装置により複数の可動子を同時に同じ動作をさせる場合や、可動子ごとに別々の動作をさせる場合に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】位置検出装置の模式図である。
【図２】タイミングチャートである。
【図３】Ｄ相信号を加えたタイミングチャートである。
【図４】可動子の初期位置特定のフローチャートである。
【図５】（１）の範囲に可動子が位置する場合のフローチャートである。
【図６】（２）の範囲に可動子が位置する場合のフローチャートである。
【図７】（３）の範囲に可動子が位置する場合のフローチャートである。
【図８】（４）の範囲に可動子が位置する場合のフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１…位置検出装置  １１…スケール  １２…エンコーダヘッド  １３…可動子  ２２…識別パルス幅登録用メモリ（識別パルス幅記憶手段）  ２３…原点間パルス数登録用メモリ（原点間パルス数記憶手段）  ２４…絶対位置カウンタ（絶対位置登録手段）  ３３…演算手段（機械原点変更手段）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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