测定器制造技术

本发明专利技术提供一种测定器，其具备：根据测杆（３００）的旋转而相对测杆（３００）的不同旋转角度发送不同值的相位信号的相位信号发送单元（４００）和运算处理相位信号而求出测杆的绝对位置的运算处理部（５００）。相位信号发送单元以规定的间隔发送相位信号。由于相对于测杆（３００）不同的旋转角度而相位信号是不同的值，所以根据相位信号能够唯一地确定测杆（３００）的旋转角度。由于与增量式不同而不会出现相位信号的跳读等问题，所以容许测杆（３００）的高速旋转而能够提高测定器的操作性。而且，由于不会出现相位信号跳读的问题，所以能够使相对测杆（３００）的旋转的相位信号的变化细密化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测定器，例如涉及通过使测杆进退而测定被测定物的尺寸等的测定器，例如以千分尺或测微头等为代表的测定器。
技术介绍
以往，通过以螺合旋转而使测杆进退来测定被测定物尺寸的千分尺或测微头等的测定器为人们所知(例如文献1实开昭49-80260号公报以及文献2特开昭54-130152号公报)。这种测定器具有本体，其具有内螺纹；测杆，其具有与本体的内螺纹螺合的进给螺纹；旋转检测单元，其检测测杆的旋转；运算处理单元，其根据从旋转检测单元输出的信号来求测杆的移位量。在这样的测定器中，由设置在测杆上的进给螺纹的螺距来规定测杆每旋转一圈的移位量，进给螺纹的螺距例如一般是设置成0.5mm。旋转检测单元，例如具有转子，其与测杆一体旋转；定子，其以与转子相对的状态固定在本体上；相位计算单元，其将根据转子的旋转而从定子输出的信号增量来计算转子的旋转相位。图11A和图11B表示转子1和定子2相互的相对面。如图11A所示，定子2具有发送电极21，其由在与转子1相对的面上在规定圆周上等间隔配置的多个电极板所构成；环状的接收电极22，其与发送电极21同心圆状地配置，从脉冲调制器将调制了相位的交流信号向发送电极21的各电极板发送。发送电极21由16个电极板构成，将各45度相位不同的交流信号施加在各电极板上。如图11B所示，转子1具备在与定子2相对的面上横跨定子2的发送电极21和接收电极22而相对配置并且与发送电极21的电极板中规定数量的电极板进行静电耦合的耦合电极11。在这种结构中，当测杆旋转时，则通过本体与测杆的螺合旋转而使测杆在轴向上进退。这时的测杆的旋转由旋转检测单元进行检测。即，当测杆旋转时，则转子1与该测杆一体旋转。当将规定的交流信号给予发送电极21的各电极时，则电位按发送电极21→耦合电极11→接收电极22的顺序交接。在转子1旋转的状态下，由于发送电极21与耦合电极11进行静电耦合的发送电极21的电极板的不同而耦合电极11的电位就不同，因此，与耦合电极11静电耦合的接收电极22的电位也就不同。通过将该接收电极22的电位以规定的采样间隔进行采样就得到脉冲信号，通过由相位计算单元对该脉冲信号进行计数来求转子的旋转相位。由于转子1的旋转相位与测杆的旋转相位相等，所以根据测杆的旋转相位和进给螺纹的螺距(例如0.5mm)通过运算处理单元就能求出测杆的移位。其中，当设置在测杆上的外螺纹的螺距是0.5mm或0.635mm时，则由于测杆每旋转一圈的移位量小，所以每当改变测定对象时就必须将测杆旋转多次，在操作性上有问题。于是，考虑到例如为了增大测杆每旋转一圈的移位量，将进给螺纹的螺距增大到1mm乃至2mm，从而增大测杆每旋转一圈的进退量。虽然，如果将进给螺纹的螺距增大到1mm乃至2mm，由于增大了测杆每旋转一圈的进退量，所以增大了测杆的移位速度而大大提高操作性。然而，与进给螺纹的螺距增大的量相应地，必须提高旋转检测单元的检测精度和检测分辨率。这是由于例如进给螺纹的螺距变成原来的4倍而相位的检测分辨率保持原样，则使测杆移位量的检测分辨率简单地变成原来的1/4的缘故。对此，为了提高测杆每旋转一圈的检测分辨率，考虑将发送电极21的电极板微细化而增加数量，来检测转子1微小的旋转角度变化。然而，当增加发送电极21的电极板时，则由于转子1的微小旋转而使与耦合电极11进行静电耦合的发送电极21的电极板不同，所以使接收电极22的电位变化的周期变短。因此，在相位计算单元会常常出现跳读脉冲信号等的检测错误，从而产生无法准确地跟踪转子1的角度变化的问题。而且也考虑到将对接收电极22的电位进行采样的采样周期缩短，但采样周期由于IC等的速度而本身受到限制。此外，当缩短采样周期时，由于噪声等干扰容易混入到脉冲信号中，所以存在由于来自外部的电干扰而使检测精度反而降低的问题。而且，当缩短采样周期时，存在耗电增大而电池寿命变短的问题。因此，由于相对于进给螺纹的大导程化(ハイリ一 )而不能高精度且高分辨率地检测测杆的移位，所以希望提供出具有能够高速进给测杆的优良的操作性并且检测精度以及检测分辨率高的测定器。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种操作性好且检测精度和检测分辨率高的测定器。本专利技术的测定器，其特征在于，具有本体；测杆，其螺合在所述本体上并且设置成通过旋转而在轴向上自由进退；相位信号发送单元，其根据所述测杆的旋转相对于测杆的不同旋转角度发送不同值的相位信号；以及运算处理单元，其对所述相位信号进行运算处理来求所述测杆的绝对位置，其中，所述相位信号发送单元按规定的间隔发送所述相位信号，所述运算处理单元具有旋转角度计算部，其根据所述相位信号计算所述测杆的旋转角度；旋转圈数计算部，其根据所述旋转角度计算部计算出的所述测杆的旋转角度来对所述测杆的旋转圈数进行计数；总旋转相位计算部，其根据由所述旋转圈数计算部计数的测杆的旋转圈数和所述旋转角度计算部计算出的测杆的旋转角度，计算所述测杆的总旋转相位；以及测杆位置计算部，其根据由所述总旋转相位计算部计算出的所述测杆的总旋转相位来计算所述测杆的绝对位置。在这种结构中，当旋转测杆时，通过测杆与本体的螺合而使测杆相对于本体进退。这时，与测杆的旋转对应地从相位信号发送单元发送与该测杆的旋转角度对应的相位信号。该相位信号相对于测杆的不同的旋转角度是不同的值。另外，旋转角度θ是在0°≤θ＜360°的范围内，即称为旋转一圈以内的相位。根据该相位信号由旋转角度计算部唯一地确定测杆的旋转角度。此外，由于通过旋转角度计算部依次计算测杆的旋转角度，所以能够根据计算出的测杆的旋转角度通过旋转圈数计算部来计算测杆的旋转圈数。例如当由旋转角度计算部计算出的测杆的旋转角度是5°→95°→185°→275°→365°这样变化时，由于测杆旋转了一圈，所以旋转圈数计算部就计数测杆旋转了正的一圈。根据由旋转圈数计算部计数的测杆的旋转圈数和由旋转角度计算部计算出的测杆的旋转角度，通过总旋转相位计算部来计算测杆的总旋转相位。例如，如果测杆的旋转圈数是2，旋转角度是45°，则总旋转相位是765°(＝360°×2+45°)。然后，根据由总旋转相位计算部计算出的总旋转相位通过测杆位置计算部来计算测杆的绝对位置。例如，在测杆每旋转一圈的进退螺距是2mm，总旋转相位是765°的情况下，测杆的绝对位置是4.25mm(＝765°÷360°×2mm)。按照这种结构，在根据来自相位信号发送单元的相位信号来求测杆的旋转角度时，由于相对于测杆的不同的旋转角度而相位信号是不同的值，所以根据相位信号能够唯一地确定测杆的旋转角度。以往，由于通过将与测杆的旋转对应的脉冲信号增量来检测测杆的旋转相位，所以当相对测杆旋转的脉冲信号的变化过快时，则信号的跳读频繁发生而无法准确地检测测杆的旋转相位。因此，只能是限制测杆的旋转速度或是减少测杆每旋转一圈的信号变化次数而准确地进行增量。但由于当限制测杆的旋转速度时，限制了测杆的进退速度，所以测定器的操作性变差，而且，若减少测杆每旋转一圈的信号变化次数，则产生旋转角度的分辨率降低的问题。而这点在本专利技术中，由于能够根据从相位信号发送单元发送的一个相位信号唯一地确定测杆的旋转角度，所以不需要象以往那样将信号增量。因此，由于在本专利技术中不会出现由于高速旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测定器，其特征在于，具有：本体；测杆，其螺合在所述本体上并且设置成通过旋转而在轴向上自由进退；相位信号发送单元，其根据所述测杆的旋转相对于测杆的不同旋转角度发送不同值的相位信号；以及运算处理单元，其对所述 相位信号进行运算处理来求所述测杆的绝对位置，所述相位信号发送单元以规定的间隔发送所述相位信号，所述运算处理单元具有：旋转角度计算部，其根据所述相位信号计算所述测杆的旋转角度；旋转圈数计算部，其根据由所述旋转角 度计算部计算出的所述测杆的旋转角度来对所述测杆的旋转圈数进行计数；总旋转相位计算部，其根据由所述旋转圈数计算部计数的测杆的旋转圈数和由所述旋转角度计算部计算出的测杆的旋转角度，计算所述测杆的总旋转相位；以及测杆位置计算部，其 根据由所述总旋转相位计算部计算出的所述测杆的总旋转相位来计算所述测杆的绝对位置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：林田秀二，辻胜三郎，藤川勇二，
申请(专利权)人：三丰株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]