專利名稱：振動機械的位移測定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及向測定方向以外振動的振動機械的位移測定裝置，特別是涉及適于由線性編碼器直接控制沖壓機的沖壓位置時使用的振動機械的位移測定裝置。
背景技術(shù)：
作為檢測工作機械的相對位移部件的直線位移的裝置，公知有例如特開昭58-161810號公報中記載的單元型的線性編碼器。該線性編碼器如圖1(橫剖面圖)及圖2(主要部分的縱剖面圖)所示，具有刻度尺單元20和頭30，所述刻度尺單元20固定在相對移動部件中的一個上、例如工作機械的頭10上，在剖面為C形的框架22的內(nèi)部保持有例如透射型的光學(xué)刻度尺24，所述頭30固定在相對移動部件中的另一個上。該頭30的移動經(jīng)由腕部32及懸臂彈簧34向檢測器36傳遞，該懸臂彈簧34用于將檢測器36壓附在刻度尺24上。該檢測器36通過滾柱軸承38在所述刻度尺24上導(dǎo)向。
近年來，在沖壓機這樣的振動機械中，通過由線性編碼器直接控制沖撞位置，能夠不基于負荷變化而進行穩(wěn)定的沖撞位置控制(林精一“曲げ度センサ付きACサ一ボドテイブプレスブレ一キ”プレス技術(shù)第42巻第6號(2004年6月號)50-53頁)。
但是，若將以往的單元型線性編碼器安裝在沖壓機械上，則懸臂彈簧34的靠壓力小于基體側(cè)的振動能量，檢測器36浮起，具有發(fā)生錯誤計數(shù)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有問題而研發(fā)的，其目的在于提供一種位移測定裝置，即使是沖壓機這樣的向測定方向以外產(chǎn)生振幅大的振動的振動機械，也不產(chǎn)生錯誤計數(shù)而進行測定。
為了解決上述問題，本發(fā)明的振動機械的位移測定裝置，該振動機械向測定方向之外振動，所述位移測定裝置包括固定于相對位移部件中的一個上的刻度尺及直動導(dǎo)向器；固定在所述直動導(dǎo)向器的滑塊上的檢測器；將所述滑塊與相對位移部件中的另一個轉(zhuǎn)動自如地連接的連接件。
另外，轉(zhuǎn)動自如地與所述滑塊連接的所述連接件相對于轉(zhuǎn)動面能夠向垂直方向進一步傾動，通過該傾動能夠吸收沖壓機等振動機械在測定方向以外的振動。
另外，與所述相對位移部件中的另一個轉(zhuǎn)動自如地連接的所述連接件相對于轉(zhuǎn)動面能夠向垂直方向進一步傾動，通過該傾動能夠吸收沖壓機等振動機械在測定方向以外的振動。
另外，與所述滑塊及所述相對位移部件中的另一個轉(zhuǎn)動自如地連接的連接件的各旋轉(zhuǎn)軸為相互大致正交的關(guān)系，能夠吸收沖壓機等振動機械在測定方向以外的正交的兩個方向上的振動成分。即，連接件越長，能夠吸收的振動越大，d(振動位移)≈r(連接件的長度)×θ(可傾動的角度)。此時，連接件若從與線性編碼器的測定方向平行的狀態(tài)振動位移d，則連接件的傾動角度為θ＝d/r，因此，連接件在測定方向上的位移量δ為δ＝tanθ。該δ為測定誤差。
本發(fā)明還將由所述刻度尺和檢測器構(gòu)成的編碼器為絕對編碼器。
根據(jù)本發(fā)明，代替單元型編碼器而使用與刻度尺和檢測器分體的分離型線性編碼器，將刻度尺固定在相對位移部件的一個上，將檢測器固定在直動位移導(dǎo)向器的滑塊上，該直動導(dǎo)向器的導(dǎo)軌固定在相對位移部件的一個上，因此，不需要懸臂彈簧，刻度尺與檢測器不接觸，檢測器與直動導(dǎo)向器以剛性結(jié)構(gòu)結(jié)合，在其剛性程度內(nèi)，在檢測器與刻度尺之間不發(fā)生由振動引起的相對位移。因此，不產(chǎn)生測定方向以外的振動引起的錯誤計數(shù)，能夠測定振動機械的位移。
同樣地，即使由于沖壓機械這樣激烈的沖擊而發(fā)生絕對編碼器的電源瞬間切斷等電源或電路上的不良情況，而若在返回到?jīng)_壓機械的上死點等規(guī)定位置時再起動，則絕對編碼器能夠立即進行絕對位置的檢測，故無需重置沖壓機械等振動機械即可繼續(xù)工作。另外，若為絕對編碼器，則不會發(fā)生增量編碼器這樣在產(chǎn)生錯誤計數(shù)的狀態(tài)下對其未留意而繼續(xù)運轉(zhuǎn)沖壓機械等制造裝置，而大量制作不合格產(chǎn)品的狀況，能夠構(gòu)成可靠性高的制造裝置。


本發(fā)明的優(yōu)選實施方式可通過由符號示例結(jié)構(gòu)元件的附圖得出。
圖1是表示以往的單元型編碼器的結(jié)構(gòu)的橫剖面圖；圖2是表示以往的單元型編碼器的主要部分的縱剖面圖；圖3是表示本發(fā)明的適用對象的一例即沖壓機的結(jié)構(gòu)的正面圖；圖4是表示本發(fā)明第一實施方式向沖壓機安裝的狀態(tài)的橫剖面圖；圖5是表示本發(fā)明第一實施方式向沖壓機安裝的狀態(tài)的正面圖；圖6是表示本發(fā)明第一實施方式向沖壓機安裝的狀態(tài)的側(cè)面圖；圖7是表示本發(fā)明第二實施方式向沖壓機安裝的狀態(tài)的橫剖面圖；圖8是表示第二實施方式的球面接頭的剖面圖；圖9是表示本發(fā)明第三實施方式向沖壓機安裝的狀態(tài)的橫剖面圖；圖10是表示本發(fā)明第三實施方式球面接頭的部面圖。
具體實施例方式
以下參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。
如圖3所示，本發(fā)明第一實施方式，為了檢測沖壓機40的上模具44相對于下模具42的位移，在沖壓時發(fā)生振幅大的相對位移的立柱(アプライト)46與沖頭(ラム)48之間如圖4(橫部面圖)、圖5(正面圖)、圖6(側(cè)面圖)詳細所示地設(shè)置。
即，如圖4所示，在設(shè)于沖壓機40的沖頭48上的沖頭側(cè)托架49上固定有反射型的刻度尺50以及直動導(dǎo)向器的導(dǎo)軌52。另一方面，檢測器56固定于在所述導(dǎo)軌52上滑動的直動導(dǎo)向器的滑塊54上。
如圖5及圖6所示，該滑塊54經(jīng)由兩端自如轉(zhuǎn)動的連接件60而與安裝于沖壓機40的立柱46上的立柱側(cè)托架47連接。
在所述連接件60的兩端，作為接頭設(shè)有平面型的桿端軸承62、64，并且在其中間設(shè)有用于改變桿端軸承62、64方向的轉(zhuǎn)角調(diào)整用接頭66、68。
在本實施方式中，即使例如在立柱46側(cè)產(chǎn)生由沖壓引起的振動，由于刻度尺50與檢測器56非接觸，刻度尺50以剛性結(jié)構(gòu)與直動導(dǎo)向器的立柱54連接，故振動由于連接件60的擺動而被吸收，在直動導(dǎo)向器的剛性范圍內(nèi)，刻度尺50與檢測器56之間不發(fā)生振動引起的位移，不產(chǎn)生錯誤計數(shù)。另外，在沖頭48側(cè)產(chǎn)生振動的情況下，通過將刻度尺50安裝在立柱46側(cè)也能夠得到同樣的效果。
在本實施方式中，在連接件60的兩端設(shè)有桿端軸承62、64并且在中間設(shè)有轉(zhuǎn)角調(diào)整用接頭66、68，故安裝容易。另外，也可以省略接頭66、68，僅使用桿端軸承62、64中的任一個。
接下來說明本發(fā)明的第二實施方式。
如圖7所示，本實施方式，作為連接件60兩端的接頭，使用滑動軸承的球面接頭72、74代替第一實施方式的桿端軸承62、64，從而不需要轉(zhuǎn)角調(diào)整用接頭66、68。在附圖中，70為球面接頭保持用的托架。
如圖8所示，所述球面接頭72、74主要包括螺紋結(jié)合在連接件60的端部的支承座76、與該支承座76內(nèi)側(cè)的錐狀面卡合的半球狀部78、用于使該半球狀部78與所述支承座76卡合的鉸鏈銷80、介于該鉸鏈銷80與半球狀部76之間的盤簧82以及所述半球狀部78的罩84。
接下來說明本發(fā)明的第三實施方式。
如圖9所示，本實施方式中，作為連接件60兩端的接頭，使用滑動軸承的球面接頭92、94代替第一實施方式的桿端軸承62、64，從而不需要轉(zhuǎn)角調(diào)整用接頭66、68。在附圖中，90是球面接頭保持用的托架。
如圖10所示，所述球面接頭92、94主要包括螺紋結(jié)合在連接件60的端部的球面部96、與該球面部96的球面96A卡合的支承座98、與設(shè)于所述球面部96前端的螺紋96B螺紋結(jié)合的螺母100、介于該螺母100與支承座98之間的盤簧102以及固定用螺栓104。
另外，由刻度尺和檢測器構(gòu)成的線性編碼器可由增量編碼器或絕對編碼器(絕對位置編碼器)構(gòu)成。特別是由絕對編碼器構(gòu)成時，不論刻度尺與檢測器的相對速度如何都能夠檢測出絕對位置。因此，即使例如沖壓機械那樣由于激烈的沖擊而瞬間產(chǎn)生大的振動，在刻度尺與檢測器之間產(chǎn)生極大的相對速度，而只要為絕對編碼器就能夠得到通?？蓹z測準確位置的極顯著的效果。
另外，適用對象也不限于沖壓機，通常同樣能夠適用于向測定方向以外產(chǎn)生振動的振動機械。
顯然，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，本發(fā)明的實施方式只不過是對本發(fā)明的例證說明，本發(fā)明并不局限于該實施方式，只要不脫離本發(fā)明的主旨的范圍的設(shè)計，可以進行各種變更。
本申請基于2005年12月7日提交的日本專利申請2005-353694號并主張優(yōu)先權(quán)，在此援引其說明書、附圖及權(quán)利要求書的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種振動機械的位移測定裝置，該振動機械向測定方向之外振動，其特征在于，包括固定于相對位移部件中的一個上的刻度尺及直動導(dǎo)向器；與所述刻度尺相對而固定在所述直動導(dǎo)向器的滑塊上的檢測器；將所述滑塊與相對位移部件中的另一個轉(zhuǎn)動自如地連接的連接件。
2.如權(quán)利要求1所述的振動機械的位移測定裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)動自如地與所述滑塊連接的所述連接件相對于轉(zhuǎn)動面能夠向垂直方向進一步傾動。
3.如權(quán)利要求1或2所述的振動機械的位移測定裝置，其特征在于，與所述相對位移部件中的另一個轉(zhuǎn)動自如地連接的所述連接件相對于轉(zhuǎn)動面能夠向垂直方向進一步傾動。
4.如權(quán)利要求3所述的振動機械的位移測定裝置，其特征在于，與所述滑塊及所述相對位移部件中的另一個轉(zhuǎn)動自如地連接的連接件的各旋轉(zhuǎn)軸為相互大致正交的關(guān)系。
5.如權(quán)利要求2～4中任一項所述的振動機械的位移測定裝置，其特征在于，在所述連接件的至少一端設(shè)有接頭。
6.如權(quán)利要求5所述的振動機械的位移測定裝置，其特征在于，所述接頭為桿端軸承。
7.如權(quán)利要求5或6所述的振動機械的位移測定裝置，其特征在于，在所述連接件中間設(shè)有用于改變所述接頭的方向的轉(zhuǎn)角調(diào)整用接頭。
8.如權(quán)利要求5所述的振動機械的位移測定裝置，其特征在于，所述接頭為球面接頭。
9.如權(quán)利要求1～8中任一項所述的振動機械的位移測定裝置，其特征在于，所述振動機械為沖壓機。
10.如權(quán)利要求9所述的振動機械的位移測定裝置，其特征在于，所述相對位移部件中的一個為立柱，另一個為沖頭。
11.如權(quán)利要求1～10中任一項所述的振動機械的位移測定裝置，其特征在于，由所述刻度尺和檢測器構(gòu)成的編碼器為絕對編碼器。
12.如權(quán)利要求1～10中任一項所述的振動機械的位移測定裝置，其特征在于，由所述刻度尺和檢測器構(gòu)成的編碼器為增量編碼器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種振動機械的位移測定裝置，振動機械(40)向測定方向以外振動，其特征在于，包括固定于相對位移部件中的一個(48)上的刻度尺(50)及直動導(dǎo)向器(導(dǎo)軌52)；固定在該直動導(dǎo)向器的滑塊(54)上的檢測器(56)；將所述滑塊(56)與相對位移部件中的另一個(46)轉(zhuǎn)動自如地連接的連接件(60)。由此，防止沖壓機這樣的向測定方向以外產(chǎn)生振幅大的振動的振動機械的振動所引起的錯誤計數(shù)的發(fā)生。
文檔編號G01D5/00GK1979084SQ20061016426
公開日2007年6月13日 申請日期2006年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月7日
發(fā)明者児玉和彥 申請人:三豐株式會社