位置检测方法和装置、控制和制造方法、机器人装置、光学设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供位置检测方法和装置、控制和制造方法、机器人装置、光学设备。所述位置检测方法包括：获得反复地改变第一循环数的第一信号的第一相位值、反复地改变比所述第一循环数大的第二循环数的第二信号的第二相位值、以及反复地改变比所述第二循环数大的第三循环数的第三信号的第三相位值；从所述第二循环数的循环中选择与所述第一相位值对应的一个循环；选择与所述第二相位值对应的一个循环以及从所述第二循环数的循环中所选择的循环；获得与从所述第二循环数的循环中所选择的循环的第二相位值对应的所述第三信号的第四相位值；以及通过使用所述第三相位值和所述第四相位值获得所述标尺的位置。

【技术实现步骤摘要】
位置检测方法和装置、控制和制造方法、机器人装置、光学设备
本专利技术涉及一种检测目标物体的位置的技术。
技术介绍
一般而言，已知编码器作为用于检测测量目标物体的平移位置或旋转位置的设备。存在光学编码器、磁性编码器和静电电容编码器。以光学编码器为例，编码器包括光源、反射或透射从光源发射的光并且能够相对于光源相对地位移的标尺、以及接收被标尺反射或透射过标尺的光的光接收元件。在标尺上形成有对光进行反射或透射的图案。由光接收元件接收的光量根据标尺的相对位移而改变。光接收元件输出与光量的改变对应的检测信号。已经接收到检测信号的输入的处理装置基于检测信号获得标尺的位置。光学编码器的检测系统的示例包括增量系统和绝对系统。增量系统具有更简单的结构。然而，在增量系统中，当电源关闭时位置信息丢失，因此需要将标尺暂时移动到起始位置。与此相对，在绝对系统中，即使当关闭电源时也不必须将标尺移动到起始位置。顺便来说，存在由于附着到标尺的异物、形成在标尺上的刮痕或源自外部的噪声而导致位置信息的准确性降低的风险。在日本特开2015-87193号公报中，使标尺和检测传感器相对地移动，获得两个绝对位置信息和两个相对位置信息，并且基于两个绝对位置信息之间的差与两个相对位置信息之间的差是否匹配来确定在绝对位置信息中是否发现异常。然而，在日本特开2015-87193号公报中，为了检测位置信息，需要使标尺和检测传感器相对地移动多次，这花费长的时间。因此，在基于位置信息对控制目标物体进行控制的装置中，控制花费长的时间。r>
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，一种用于标尺的位置检测方法，所述位置检测方法包括：由处理器并且在标尺的相同位置处，获得每所述标尺的预定位移反复地改变第一循环数的第一信号的第一相位值、每所述标尺的预定位移反复地改变比所述第一循环数大的第二循环数的第二信号的第二相位值、以及每所述标尺的预定位移反复地改变比所述第二循环数大的第三循环数的第三信号的第三相位值；由所述处理器从所述第二信号中的所述第二循环数的循环中选择与所述第一相位值对应的一个循环；由所述处理器并且从所述第三信号中的所述第三循环数的循环中选择与所述第二相位值对应的一个循环以及从所述第二循环数的循环中所选择的循环；由所述处理器获得与从所述第二循环数的循环中所选择的循环的第二相位值对应的所述第三信号的第四相位值；以及由所述处理器通过使用所述第三相位值和所述第四相位值获得所述标尺的位置。根据本专利技术的第二方面，一种位置检测装置包括处理器、标尺以及被构造为将与所述标尺的位置对应的信号输出到所述处理器的检测部分。所述处理器在所述标尺的相同位置处，获得每所述标尺的预定位移反复地改变第一循环数的第一信号的第一相位值、每所述标尺的预定位移反复地改变比所述第一循环数大的第二循环数的第二信号的第二相位值、以及每所述标尺的预定位移反复地改变比所述第二循环数大的第三循环数的第三信号的第三相位值；从所述第二信号中的所述第二循环数的循环中选择与所述第一相位值对应的一个循环；并且，从所述第三信号中的所述第三循环数的循环中选择与所述第二相位值对应的一个循环以及从所述第二循环数的循环中所选择的循环；获得与从所述第二循环数的循环中所选择的循环的第二相位值对应的所述第三信号的第四相位值；以及基于所述第三相位值和所述第四相位值获得所述标尺的位置。通过以下参照附图对示例性实施例的描述，本专利技术的进一步的特征将变得清楚。附图说明图1A是根据第一示例性实施例的位置检测装置的示意图。图1B是根据第一示例性实施例的传感器单元的平面图。图2A是根据第一示例性实施例的标尺的一部分的平面图。图2B是根据第一示例性实施例的单位块图案的平面图。图3是根据第一示例性实施例的光接收元件阵列的平面图。图4是根据第一示例性实施例的光接收元件阵列的平面图。图5是根据第一示例性实施例的信号处理电路的电路图。图6是根据第一示例性实施例的位置检测方法的流程图。图7是用于描述根据第一示例性实施例的位置检测方法的图。图8是用于描述根据第一示例性实施例的位置检测方法的图。图9A是根据第二示例性实施例的位置检测装置的示意图。图9B是根据第二示例性实施例的传感器单元的平面图。图10A是根据第二示例性实施例的标尺的平面图。图10B是图10A中的由虚线包围的区域的放大图。图11A是根据第三示例性实施例的标尺的一部分的平面图。图11B是根据第三示例性实施例的单位块图案的平面图。图12是根据第三示例性实施例的位置检测方法的流程图。图13是用于描述根据第三示例性实施例的位置检测方法的图。图14是用于描述根据第三示例性实施例的位置检测方法的图。图15是示出第三示例性实施例的实验结果的图。图16是示出与各循环数对应的适用性的图。图17是根据第四示例性实施例的机器人装置的透视图。图18A是根据第四示例性实施例的机器人臂的一个关节的截面图。图18B是根据第四示例性实施例的机器人臂的一个关节的侧视图。图19是图示根据第四示例性实施例的机器人装置的控制系统的框图。图20A是监视照相机的主视图。图20B是监视照相机的侧视图。具体实施方式第一示例性实施例图1A是用作根据第一示例性实施例的位置检测装置的示例的编码器装置的示意图。图1A中所示的编码器装置500包括编码器50、用作处理器的示例的信号处理电路51、以及用作存储部分的示例的存储设备52。编码器50是光学干涉型的光学编码器。另外，编码器50是反射编码器。此外，编码器50是绝对系统的线性编码器。编码器50包括标尺2和用作检测部分的示例的传感器单元7，标尺2附接到固定部分和可移动部分中的一个(例如，固定部分)，传感器单元7附接到固定部分和可移动部分中的另一个(例如，可移动部分)并且设置为与标尺2相对。图1B是传感器单元7的平面图。标尺2相对于传感器单元7相对地平移移动。相对于传感器单元7相对地平移移动的标尺2的移动方向将被称为X方向，与X方向垂直且传感器单元7与标尺2相对所在的方向将被称为Z方向，并且与X方向和Z方向垂直的宽度方向将被称为Y方向。传感器单元7将与标尺2的位置对应的信号输出到信号处理电路51。信号处理电路51对从传感器单元7输出的信号进行插值计算，将信号数据写入到存储设备52中以及从存储设备52加载信号数据，输出表示标尺2的绝对位置信息的信号，等等。传感器单元7包括由发光二极管(LED)构成并用作发光单元的示例的光源1以及光接收单元3。光接收单元3包括光接收元件阵列9。光源1和光接收单元3安装在印刷布线板4上，并且由透明的且透射光的树脂5密封。透明的且透射光的玻璃6设置在树脂5的表面上。根据这种构造，光源1和光接收单元3由树脂5和玻璃6保护。信号处理电路51和存储设备52均例如由半导体元件构成并且安装在印刷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于标尺的位置检测方法，所述位置检测方法包括：/n由处理器并且在所述标尺的相同位置处，获得每所述标尺的预定位移反复地改变第一循环数的第一信号的第一相位值、每所述标尺的预定位移反复地改变比所述第一循环数大的第二循环数的第二信号的第二相位值、以及每所述标尺的预定位移反复地改变比所述第二循环数大的第三循环数的第三信号的第三相位值；/n由所述处理器从所述第二信号中的所述第二循环数的循环中选择与所述第一相位值对应的一个循环；/n由所述处理器并且从所述第三信号中的所述第三循环数的循环中选择与所述第二相位值对应的一个循环以及从所述第二循环数的循环中所选择的循环；/n由所述处理器获得与从所述第二循环数的循环中所选择的循环的第二相位值对应的所述第三信号的第四相位值；以及/n由所述处理器通过使用所述第三相位值和所述第四相位值获得所述标尺的位置。/n

【技术特征摘要】
20190206 JP 2019-020133;20191206 JP 2019-2216631.一种用于标尺的位置检测方法，所述位置检测方法包括：
由处理器并且在所述标尺的相同位置处，获得每所述标尺的预定位移反复地改变第一循环数的第一信号的第一相位值、每所述标尺的预定位移反复地改变比所述第一循环数大的第二循环数的第二信号的第二相位值、以及每所述标尺的预定位移反复地改变比所述第二循环数大的第三循环数的第三信号的第三相位值；
由所述处理器从所述第二信号中的所述第二循环数的循环中选择与所述第一相位值对应的一个循环；
由所述处理器并且从所述第三信号中的所述第三循环数的循环中选择与所述第二相位值对应的一个循环以及从所述第二循环数的循环中所选择的循环；
由所述处理器获得与从所述第二循环数的循环中所选择的循环的第二相位值对应的所述第三信号的第四相位值；以及
由所述处理器通过使用所述第三相位值和所述第四相位值获得所述标尺的位置。


2.根据权利要求1所述的位置检测方法，所述位置检测方法还包括：由所述处理器获得所述第三相位值与所述第四相位值之间的差。


3.根据权利要求2所述的位置检测方法，其中，在所述第三相位值与所述第四相位值之间的差在预定范围内的情况下，所述处理器基于所述第三相位值和从所述第三循环数的循环中所选择的循环来获得所述标尺的位置。


4.根据权利要求3所述的位置检测方法，其中，在所述差超出所述预定范围的情况下，所述处理器输出错误信号。


5.根据权利要求3所述的位置检测方法，
其中，在所述差超出所述预定范围的情况下，所述处理器基于所述第三相位值与所述第四相位值之间的关系并且从所述第三循环数的循环中选择与已经从所述第三循环数的循环中所选择的循环不同的一个循环，并且
其中，所述处理器基于所述第三相位值和与从所述第三循环数的循环中所选择的不同的循环来获得所述标尺的位置。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的位置检测方法，其中，通过将所述第三循环数除以所述第二循环数而获得的值N3/N2是非整数值。


7.根据权利要求5所述的位置检测方法，
其中，通过将所述第三循环数除以所述第二循环数而获得的值N3/N2是非整数值，并且
其中，通过将所述值N3/N2的小数部分乘以通过将所述第二循环数除以所述第一循环数而获得的值N2/N1所获得的值NN，是与值N2/N1的除1以外的约数的倍数不同的并且小于值N2/N1的自然数。


8.根据权利要求1所述的位置检测方法，其中，所述处理器通过游标运算根据所述第二相位值和所述第三相位值获得所述第一相位值。
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【专利技术属性】
技术研发人员：堀口春彦，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP