[发明专利]绝对式线性编码器以及调节其位置的方法

说明书

技术领域

本发明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，本发明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。

背景技术

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，本发明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，码道上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。

发明内容

本发明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。