绝对式线性编码器以及调节其位置的方法技术

一种绝对式线性编码器和一种用于调节绝对式线性编码器的位置的方法。绝对式线性编码器包括：包括含有高阶码道和低阶码道的多个码道的标尺；和被配置为检测对标尺的相对位置的检测头；以及处理电路，其被配置为通过使用修正值、高阶码道和低阶码道的输出值、以及低阶码道对高阶码道的周期比来获得低阶码道的周期编号，并且基于低阶码道的周期编号和输出值而获得检测头对标尺的位置，其中，基于由高阶码道对检测头的位置与低阶码道对检测头的位置之间的差异所产生的码道间误差，每修正节距获得所述修正值，修正节距的宽度宽于检测节距。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有所谓的分离模型的绝对式线性编码器,其包括具有多个码道的标尺(scale)和用于检测相对于标尺的相对位置的检测头，并且能够当将标尺和检测头 安装在成为应用对象的机器上时调节标尺和检测头的相对姿势(posture)，其中所述多个 码道包括光格栅(optical grid)、电极板(electrode plate)、磁化的磁体和电磁感应线圈 中的至少一个,沿着测量轴以指定间隔连续布置它们每一个；具体地,本专利技术涉及一种能够 减少调节标尺和检测头之间的位置关系的步骤数量的绝对式线性编码器以及调节其位置 的方法。
技术介绍
作为在机床(machine tool)等中使用的用于反馈的线性编码器，绝对式线性编码 器已经被广泛使用，它能够在打开电源时检测绝对位置。在绝对式线性编码器中，存在具有通过其保持标尺和检测头的相对位置的机械结 构的单元式(称为装配(assembly)式)。甚至当把这种单元式编码器安装在诸如机床之类 的机器设备中时，在安装它之后，这也不需要对绝对式线性编码器的标尺和检测头进行任 何的位置调节，并且不需要调节相对于作为检测头的输出信号的相位2正弦波信号的偏移 量、幅度和相位的位移(shift)长度、以及由位置改变引起的多个码道间的相移，这是因为 保持了标尺和检测头的相对位置。而且，作为绝对式线性编码器，存在与上述单元式不同的分离式，其中标尺和检测 头彼此分离。当把线性编码器安装在诸如机床等的机器设备中时，这需要关于位置关系对 标尺和检测头进行机械调节以及此后对相对于由检测头检测的相位2正弦波信号的偏移 量、幅度和相位的位移长度、以及多个码道间的相移进行电调节。在分离式中，因为标尺和检测头彼此分离，所以产生几个优点，例如，在诸如机床 等的机器设备中的装配自由度较高,能够实现机器设备的小型化，不存在由于用于保持其 相对位置的机械结构而产生的检测误差,而且不会破坏设计。然而,将绝对式线性编码器中 的标尺的两个或更多码道(组)结合起来是必要的。即，为了实现高度精确的位置检测,关 于多个码道进行具有高精确性的机械位置调节并且再现初始位置关系(例如，从工厂发货 时在临时装配中的位置关系，用于检验精度)是必要的。因此’本专利技术人已经提出了一种在JP-A-2006-3307中示出的用于修正装配位置 并且调节数据的方法。JP-A-2006-3307试图通过在装配检测头时,基于保存在检测头的内 部存储器中的修正数据而关于所获得的位置数据进行调节，并且在机械地调节检测头之后 进行对相对于所检测的信号的偏移量、幅度和相位的位移长度的修正，以便从检测头获得 足够的输出，来确保初始的位置精确性(例如,从工厂发货时的精确性)。通常,为了提高绝对式线性编码器的分辨能力和精确性，使最低有效的码道的预 定节距(周期)(例如，码道—t提供的光格栅的最小节距)较小是必要的，而为了增加绝对 式线性编码器的检测距离，延长最高有效的码道的位置检测的长度也是必要的。通过增加低阶码道对高阶码道的周期比(码道比)可以实现这些因素。然而,如果码道比增加,则标尺和检测头之间的机械调节的容限减小。那时，因为使得最高有效的码道的位置检测的长 度更长，所以在整个标尺长度上确保机械准直度(straightness)变得困难。在JP-A-2006-3307中，因为甚至在调节了电信号之后，如果必要的话，则也再次 进行机械调节，所以调节行为不容易关于位置精确性而集中(converge),其中存在如下担 心位置调节是麻烦的。即，存在如下问题无法增大在标尺的移动方向X上标尺和检测头 之间的机械调节的容限。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在实现高度精确的位置检测的同时能够增加标尺和检 测头之间的机械位置调节的容限的绝对式线性编码器、以及调节其位置的方法。根据本专利技术的一个方面,提供了一种绝对式线性编码器,包括包括含有高阶码 道和低阶码道的多个码道的标尺；检测头,其被配置为检测对标尺的相对位置，当把标尺 和检测头附着(attach)到成为应用对象的机器设备时，调节标尺对检测头的相对位置，检 测头接收在标尺的整个长度的多个周期从低阶码道对于高阶码道而输出的输出；以及处 理电路,其被配置为通过利用以修正节距的间隔获得的修正值、高阶码道的输出值、低阶码 道的输出值和低阶码道对高阶码道的周期比来获得低阶码道的周期编号，并且基于低阶码 道的周期编号和输出值，获得检测头对标尺的位置，其中，当为了其位置修正而以检测节距 (pitch)检测检测头的位置时，基于由高阶码道对检测头的位置和低阶码道对检测头的位 置之间的差异所产生的码道间误差，获得每修正节距的该修正值,修正节距的宽度宽于检 测节距。当使得高阶码道的输出值和低阶码道的输出值两者均成为利用被认为是1的最 大值而归一化的相位量时,码道间误差可以是通过从差值减去通过对该差值四舍五入而成 为整数的值所获得的值,其中，通过从将高阶码道的输出值乘以低阶码道对高阶码道的周 期比而获得的值中减去低阶码道的输出值而获得该差值；而修正值可以是通过在修正节距 中对以检测节距获得的码道间误差取平均而获得的值。检测节距和修正节距可以通过利用作为参考的高阶码道的输出值获得。当使得高阶码道的输出值和低阶码道的输出值均成为利用被认为是1的最大值 而归一化的相位量时,可以在处理电路中获得低阶码道的周期编号,其为通过对通过从用 高阶码道的输出值乘以低阶码道对高阶码道的周期比而获得的值中减去低阶码道的输出 值和修正值所获得的值进行四舍五入而成为整数的值。该绝对式线性编码器还可以包括连接于处理电路的、存储修正值于其中的存储电路。该绝对式线性编码器还可以包括被配置为将在外部所获得的修正值输入到处理 电路中的外围通信电路。关于码道间误差，可以提供阈值和偏移值。当码道间误差超过阈值时，可以根据以 所述修正节距中的至少一个用以修正位置的检测节距进行的上次位置检测中获得的码道 间误差的大小，改变偏移值。可以通过将改变后的偏移值加至码道间误差来改变码道间误差。根据本专利技术的另--方面,提供了--种调节绝对式线性编码器的位置的方法,该绝 对式线性编码器包括包括含有高阶码道和低阶码道的多个码道的标尺；和被配置为检测 对标尺的相对位置的检测头，当把标尺和检测头附着至成为应用对象的机器设备时,调节 标尺对检测头的相对姿势，检测头接收在标尺的整个长度的多个周期从低阶码道对于高阶 码道而输出的输出，该方法包括为了检测头的位置修正而以检测节距进行位置检测；基 于通过在本次的高阶码道对检测头的位置与低阶码道对检测头的位置之间的差异产生的 误差，获得宽度大于检测节距的每修正节距的修正值；以及利用高阶码道的输出值、低阶码 道的输出值、低阶码道对高阶码道的周期比以及修正值来获得低阶码道的周期编号。当使得高阶码道的输出值和低阶码道的输出值均成为利用被认为是1的最大值 而归一化的相位量时，可以获得码道间误差，其为通过从差值中减去通过对该差值四舍五 入而成为整数的值所获得的值，该差值通过从用高阶码道的输出值乘以低阶码道对高阶码 道的周期比所获得的值中减去低阶码道的输出值而获得,而可以获得修正值,其为通过在 修正节距中对以检测节距所获得的码道间误差取平均而获得的值。检测节距和修正节距本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绝对式线性编码器，包括：标尺，其包括含有高阶码道和低阶码道的多个码道；检测头，其被配置为检测对标尺的相对位置，当把标尺和检测头附着至成为应用对象的机器设备时，调节标尺对检测头的相对姿势，检测头接收在标尺的整个长度的多个周期从低阶码道对于高阶码道而输出的输出；以及处理电路，其被配置为通过使用修正值、高阶码道的输出值、低阶码道的输出值和低阶码道对高阶码道的周期比来获得低阶码道的周期编号，并且基于低阶码道的周期编号和输出值而获得检测头对标尺的位置，其中，当为了其位置修正而以检测节距检测该检测头的位置时，基于由高阶码道对检测头的位置与低阶码道对检测头的位置之间的差异所产生的码道间误差而获得每修正节距的所述修正值，修正节距的宽度宽于检测节距。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：寺口干也，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：JP[日本]