專利名稱：位置檢測設(shè)備及其使用的控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測移動部件的位置的位置檢測技術(shù)，所述移動部件例如由流體壓力 缸驅(qū)動的活塞，所述流體壓力缸使用液體壓力或空氣壓力作為工作介質(zhì)。
背景技術(shù)：
流體壓力缸具有缸筒和活塞桿，該缸筒內(nèi)含有活塞，該活塞桿向其外部突出并附 著到活塞上，其中活塞桿通過向缸筒提供諸如壓縮空氣這樣的流體來被線性驅(qū)動，所述壓 縮空氣是工作介質(zhì)。旋轉(zhuǎn)致動器具有安裝有向外突出的轉(zhuǎn)動軸的外殼以及被包含在其中的 葉片或齒條活塞，其中轉(zhuǎn)動軸經(jīng)由葉片或齒條活塞通過將流體提供到外殼中來而被驅(qū)動。因此，為了自動檢測包含在各種致動器(諸如缸筒或旋轉(zhuǎn)致動器)中的諸如活塞 這樣的移動部件的位置，使用了位置檢測設(shè)備。專利文件1公開的位置檢測設(shè)備具有傳感 器頭(即傳感器塊)，其中包含有感測(響應(yīng)于)附著到移動部件的磁鐵的磁力的磁性傳感 器，即MR傳感器(磁阻元件)。傳感器頭附著到諸如缸筒或外殼這樣的致動器主體上，以及 檢測信號從傳感器頭被發(fā)送到控制器。在包含在傳感器頭中的磁性傳感器中，由于電阻根據(jù)磁鐵的磁場的大小而改變， 所以磁性傳感器根據(jù)附著到移動部件的磁鐵的位置來輸出模擬信號。因此，當(dāng)磁鐵隨著移 動部件一起移動并之后移動到磁性傳感器感測到磁力的預(yù)定檢測沖程范圍內(nèi)時，磁性傳感 器檢測到移動部件在檢測沖程范圍內(nèi)。此外，磁性傳感器基于來自磁性傳感器的輸出信號 來檢測移動部件的位置。當(dāng)磁鐵位于磁性傳感器響應(yīng)于磁力的上述檢測沖程范圍內(nèi)時，安裝在傳感器頭的 發(fā)光二極管(即LED)由包含在傳感器頭中的信號處理電路點亮?，F(xiàn)有技術(shù)文檔專利文檔專利文檔1 日本專利特許公開申請案號8-334305

發(fā)明內(nèi)容
當(dāng)基于來自磁性傳感器的輸出信號而檢測到移動部件已經(jīng)到達設(shè)定在檢測沖程 范圍內(nèi)的位置時，控制器向外部主機等輸出信號。通過對控制器安裝顯示單元，關(guān)于移動部 件相對于傳感器頭的位置的信息可以通過控制器來進行數(shù)字地顯示，所述顯示單元基于來 自磁性傳感器的輸出信號通過使用數(shù)值等顯示移動部件的位置。同時，當(dāng)移動部件到達檢測沖程范圍內(nèi)時，安裝到傳感器頭的LED由包含在傳感 器頭中的信號處理電路點亮。例如，在包含有通過流體而線性地往復(fù)運動的活塞的缸筒中，包括磁性傳感器的 傳感器頭附著到缸筒上以檢測裝備磁鐵的活塞(具有磁鐵的活塞)是否到達往復(fù)運動的末 端位置或者往復(fù)運動的中間位置。裝備磁鐵的活塞的位置不能通過從外部直接觀看來確 認(rèn)。因此，對于將傳感器頭附著在沿著活塞移動方向形成于缸筒中的傳感器附著槽內(nèi)的任意位置的操作員來說，下面的程序已經(jīng)被常規(guī)地采用。首先，為了設(shè)定將要由磁性傳感器檢測的活塞的位置，設(shè)定從缸筒開始的活塞桿 的突出長度。在活塞桿已經(jīng)具有設(shè)定突出長度的情況下，傳感器頭被插入到缸筒的傳感器 附著槽，并通過人工操作沿著傳感器附著槽移動。當(dāng)傳感器頭接近活塞的磁鐵時，關(guān)于磁鐵 相對于傳感器頭的位置信息被用數(shù)字顯示在控制器的顯示單元上。因此，根據(jù)顯示在顯示 單元上的位置信息，傳感器頭將要附著的位置被確定。一旦確定了附著的位置，則擰緊安裝 于傳感器頭的緊固螺釘，從而傳感器頭被固定在預(yù)定位置。磁性傳感器的檢測沖程被設(shè)定為例如，大約5mm。操作員可以通過安裝在傳感器頭 的LED的發(fā)光而意識到磁鐵位于相對于磁性傳感器的檢測沖程范圍內(nèi)。然而，將檢測沖程 范圍內(nèi)的哪個位置作為傳感器頭的附著/固定位置不能由安裝在傳感器頭的LED的發(fā)光來 確定，而是需要觀察控制器的數(shù)字顯示單元的位置信息。為此，為了尋找傳感器頭相對于缸筒的最佳附著位置，在視覺上觀察到用數(shù)字顯 示在控制器的數(shù)字顯示單元上的位置信息的同時，確定磁性傳感器在檢測沖程范圍內(nèi)的哪 個位置來感測磁力。例如，如果顯示單元用百分比顯示磁性傳感器的檢測沖程范圍，并且 如果在顯示器上指示大約50%的位置被設(shè)定為最佳位置，則傳感器頭沿著傳感器附著槽移 動，并通過緊固螺釘固定在顯示 器單元的值指示大約50%的位置處。因此，在視覺上觀察到控制器的顯示或輸出時設(shè)定傳感器頭的附著位置。因此，為 了通過緊固螺釘將傳感器頭固定在最佳位置，控制器需要安裝在操作員附近。然而，當(dāng)安裝 到工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)線的液壓缸被附著到復(fù)雜和大型的生產(chǎn)設(shè)備時，液壓缸通常被放置在遠(yuǎn) 離控制器的地方。為此，為了尋找傳感器頭相對于液壓缸的最佳附著位置，以及為了在接近 液壓缸的位置視覺地觀察控制器的顯示單元，需要將控制器從原始附著位置拆除，之后延 伸電線以使控制器位于液壓缸的附著位置處。該操作是麻煩和困難的。還有一種方法，其中一個操作員視覺地觀察控制器的顯示單元；另一個操作員調(diào) 節(jié)并移動傳感器頭的位置；以及兩個操作員之間進行語言通信來尋找傳感器頭的最佳附著 位置。然而，該操作也是麻煩和困難的。本發(fā)明的一個目標(biāo)是能夠容易地執(zhí)行傳感器頭對于致動器的附著操作。一種根據(jù)本發(fā)明的用于從致動器主體外部檢測具有磁鐵的移動部件的位置的位 置檢測設(shè)備，所述具有磁鐵的移動部件可移動地包含在致動器主體中，所述位置檢測設(shè)備 包括傳感器頭，該傳感器頭安裝有磁性傳感器和LED，所述磁性傳感器感測磁鐵的磁力以 輸出輸出信號，所述LED根據(jù)移動部件的位置而被點亮；控制器，該控制器經(jīng)由電纜連接到 傳感器頭來基于從磁性傳感器輸出的輸出信號控制LED的發(fā)光和熄滅。在根據(jù)本發(fā)明的位置檢測設(shè)備中，控制器包括計算塊，基于所述輸出信號來計算 磁鐵的位置信息；發(fā)光位置設(shè)定塊，設(shè)定用于導(dǎo)致LED被點亮的發(fā)光位置；顯示單元，用于 顯示所述位置信息；以及比較塊，用于在來自計算塊的位置信息指示發(fā)光位置時將發(fā)光信 號輸出到LED。此外，在根據(jù)本發(fā)明的位置檢測設(shè)備中，發(fā)光位置設(shè)定塊設(shè)定由移動部件在 移動方向上移動的第一位置和第二位置限定的發(fā)光范圍，以及比較塊在來自計算塊的位置 信息指示發(fā)光范圍時將發(fā)光信號輸出到LED。一種根據(jù)本發(fā)明的用于從致動器主體外部檢測具有磁鐵的移動部件的位置的位 置檢測設(shè)備，所述具有磁鐵的移動部件可移動地包含在致動器主體中，所述位置檢測設(shè)備包括傳感器頭，該傳感器頭安裝有磁性傳感器和LED，所述磁性傳感器感測磁鐵的磁力以 輸出輸出信號，所述LED根據(jù)移動部件的位置而被點亮；控制器，該控制器經(jīng)由電纜連接 到傳感器頭來基于從磁性傳感器輸出的輸出信號控制LED的發(fā)光和熄滅，其中，所述控制 器包括計算塊，基于所述輸出信號來計算磁鐵的位置信息；發(fā)光位置設(shè)定塊，設(shè)定由移動 部件在移動方向上移動的第一位置和第二位置限定的發(fā)光范圍；顯示單元，用于顯示所述 位置信息；以及比較塊，用于在來自計算塊的位置信息指示發(fā)光范圍時將發(fā)光信號輸出到 LED。一種根據(jù)本發(fā)明的控制器，該控制器經(jīng)由電纜連接到傳感器頭，該傳感器頭安裝 有磁性傳感器和LED，所述磁性傳感器從致動器主體外部感測移動部件的磁鐵的磁力，所述 移動部件可移動地包含在致動器主體中，所述LED根據(jù)移動部件的位置而被點亮，并且該 控制器基于來自磁性傳感器的輸出信號來將控制信號輸出到外部，該控制器包括計算塊， 基于從磁性傳感器輸出的輸出信號來計算磁鐵的位置信息；發(fā)光位置設(shè)定塊，設(shè)定LED被 點亮的發(fā)光位置；顯示單元，用于顯示所述位置信息；以及比較塊，用于在來自計算塊的位 置信息指示發(fā)光位置時將發(fā)光信號輸出到LED。在根據(jù)本發(fā)明的控制器中，發(fā)光位置設(shè)定塊 設(shè)定由移動部件在移動方向上移動的第一位置和第二位置限定的發(fā)光范圍，以及比較塊在 來自計算塊的位置信息指示發(fā)光范圍時將發(fā)光信號輸出到LED。在本發(fā)明中，包含在致動器主體內(nèi)的、具有磁鐵的移動部件的位置由安裝在致動 器主體外部的傳感器頭的磁性傳感器檢測，并且安裝在傳感器頭中的LED的發(fā)光和熄滅由 來自遠(yuǎn)離傳感器頭的控制器的信號進行控制。因此，當(dāng) 傳感器頭被附著到致動器主體時，操 作員可以通過視覺地觀察安裝在傳感器頭中的LED來容易地確定傳感器頭的最佳附著位 置，從而可以容易地執(zhí)行傳感器頭的附著操作。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的位置檢測設(shè)備所安裝于其上的致動器的透視圖；圖2是沿著圖1中的2-2線獲得的截面圖；圖3是傳感器頭的放大的透視圖；圖4A是示出了磁性傳感器的基本結(jié)構(gòu)的示例的示意圖，以及圖4B是在圖4A中示 出的磁性傳感器的等效電路圖；以及圖5是示出了圖1中示出的控制器中的控制電路的框圖。
具體實施例方式下面，將基于附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實施方式。在圖1中示出的致動器10是氣壓缸，并具有缸筒11。缸筒11的外環(huán)表面接近于 方形，并且缸孔12形成于缸筒11的內(nèi)部以在縱向貫穿。如圖2所示，頂蓋13附著到缸筒 11的一端，桿蓋(rod cover) 14附著到缸筒11的另一端。在被頂蓋13和桿蓋14包圍的缸 孔12內(nèi)，包含軸向往復(fù)運動地、作為移動部件的活塞15，并且活塞桿16附著到活塞15上。 活塞桿16貫穿形成于桿蓋14中的通孔，并向外突出。缸孔12的內(nèi)部被活塞15分割為兩個壓力室17a和17b。形成于缸筒11中的是與 壓力室17a連通的入口 /排出口 18a，以及與壓力室17b連通的入口 /排出口 18b。當(dāng)將壓縮空氣從入口 /排出口 18a供應(yīng)到壓力室17a時，活塞15向圖2中的左邊移動。當(dāng)將壓縮 空氣從入口 /排出口 18b供應(yīng)到壓力室17b時，活塞15在相反方向上向后移動。活塞15安裝有磁鐵19。傳感器附著槽21形成于缸筒11中，傳感器頭20附著到 傳感器附著槽21中的任意一者從而在縱向延伸。如圖1中所示，在缸筒11的4個外表面 中的每一個外表面中都形成兩個傳感器附著槽21，因此總共8個傳感器附著槽21形成于缸 筒11中。傳感器頭20可以安裝到多個傳感器附著槽21中的至少一者中。每個傳感器附 著槽21都具有在缸筒11外部開口的開口部分21a，以及具有比開口部分21a寬的寬度的容 納部分21b。圖3是傳感器頭20的放大透視圖。傳感器頭20具有殼體22，該殼體22由樹脂制 成，該殼體22的橫截面形狀對應(yīng)于傳感器附著槽21的橫截面形狀。由于螺釘23安裝到殼 體22上，所以傳感器頭20被螺釘23固定在傳感器附著槽21任意縱向位置處。包含進殼 體22中的是磁性傳感器24和發(fā)光二極管(即LED 25)。如圖1中所示，傳感器頭20經(jīng)由 電纜26連接到插頭27。插頭27可拆卸地連接到控制器30的控制器殼31。可拆卸地連接到控制器殼31 的是插頭33，電源和信號輸出電纜32連接到插頭33?？刂破鳉?1具有基座殼體34以及 附著到基座殼體34上的顯示單元殼體35。圖4A是示出了磁性傳感器24的基本結(jié)構(gòu)的示例的示意圖；以及圖4B是在圖4A 中示出的磁性傳感器24的等效電路圖。如圖4A中所示，磁性傳感器24具有8個形成于襯底上的磁阻元件1_8。各個磁阻 元件1-8連續(xù)地互相延伸，并與襯底平行，相鄰的磁阻元件相對彼此傾斜45度。如圖4B中 所示，8個磁阻元件1-8形成兩組全橋電路，所以磁性傳感器24是雙全橋類型。通過各自的 全橋電路，形成了磁阻元件橋電路A(24a)以及磁阻元件橋電路B (24b)。在圖1和圖2中示出的實例中，傳感器頭20附著到缸筒11的基本軸向的中心部 分。當(dāng)作為移動部件的活塞15在磁性傳感器24的檢測沖程“S”范圍內(nèi)時，磁性傳感器24 感測磁鐵19的磁力并根據(jù)磁鐵的位置輸出輸出信號。由于磁性傳感器24是雙全橋類型， 所以兩個磁阻元件橋電路24a和24b中的每一個都輸出兩個輸出信號，所述兩個輸出信號 相對于磁鐵19的軸向具有90度的相位差。因此，基于來自兩個磁阻元件橋電路24a和24b 的具有相位差的輸出信號，通過任意計算可以得到磁鐵19到達檢測沖程S范圍內(nèi)的哪個位 置。圖5是示出了在圖1中示出的傳感器頭20和控制器30中的控制電路的框圖。控 制器30具有計算塊41，來自兩個磁阻元件橋電路24a和24b的輸出信號由放大器36a和 36b放大后輸入到計算塊41中。計算塊41基于來自磁性傳感器24的兩個磁阻元件橋電路 24a和24b的輸出信號來計算磁鐵19的位置信息信號。該位置信息信號輸出為電壓信號， 該電壓信號在磁鐵19到達檢測沖程S范圍的一端并之后向另一端移動時線性地改變。為了基于所述位置信息信號顯示在檢測沖程S范圍內(nèi)的磁鐵相對于磁性傳感器 24的位置，如圖1中所示，數(shù)字顯示單元42安裝在控制器30的顯示單元殼體35的前表面 上。數(shù)字顯示單元42可以以任意尺度或比例的顯示形式來顯示。例如，如果假設(shè)當(dāng)磁鐵到 達檢測沖程S范圍的一端時顯示數(shù)值0，當(dāng)?shù)竭_另一端時顯示100，則檢測沖程S范圍以被 平均劃分為100個以顯示“0”至“100”的數(shù)值的尺度來被顯示。在這種情況下，當(dāng)檢測沖程S范圍為5mm時，通過數(shù)字顯示單元42以0. 05mm間隔的尺度進行顯示。而且，當(dāng)檢測沖 程S范圍以被平均劃分為500個以顯示0至500的數(shù)值的尺度來被顯示時，通過數(shù)字顯示 單元42以0. Olmm間隔的尺度進行顯示。從計算塊41獲得的位置信息信號通過縮放塊43 進行縮放處理，并使用設(shè)定尺度而顯示在數(shù)字顯示單元42上。當(dāng)磁鐵19到達檢測沖程S范圍內(nèi)的任意位置時，傳感器頭20的LED 25被控制器 30設(shè)定來發(fā)光。例如，假設(shè)使用數(shù)值“0”至“500”在數(shù)字顯示單元42上顯示5mm的檢測沖 程S范圍，以及假設(shè)當(dāng)磁鐵19移動到檢測沖程S范圍的中間位置時才點亮LED 25，則LED 25在數(shù)值250被顯示在數(shù)字顯示單元42上時被點亮。否則，LED 25處于被熄滅的狀態(tài)。如果提供了包括LED 25被點亮的位置的范圍，則當(dāng)作為移動部件的活塞15位于 其移動方向上偏移的兩個位置之間的區(qū)域內(nèi)時，LED 25被點亮。為此，例如，如果當(dāng)活塞15 在中間位置時，LED 25被點亮，則兩個位置之間的區(qū)域變成發(fā)光范圍。如果提供了發(fā)光范 圍，則例如，當(dāng)數(shù)值“245”至“255”被顯示在數(shù)字顯示單元42上時，LED 25被點亮。在這種 情況下，當(dāng)移動部件落入在檢測范圍S的中間位置附近0. Imm的范圍內(nèi)時，LED 25被點亮。
如圖1中所示，為了使得LED 25在磁鐵19到達檢測范圍S的預(yù)定發(fā)光范圍內(nèi)時被 點亮，在控制器30的顯示單元殼體35的前表面上提供了向上鍵44、向下鍵45以及模式鍵 46。這些鍵44-46形成發(fā)光范圍輸入單元。為了輸入LED 25被點亮的發(fā)光范圍，操作模式 鍵46來從范圍設(shè)定模式中選擇設(shè)定發(fā)光范圍的上限值的模式。在該狀態(tài)下，當(dāng)操作向上鍵 44或向下鍵45來使得上限值(例如在上述實例中的數(shù)值“255”)在數(shù)字顯示單元42上被 顯示并然后操作模式鍵46時，該上限值被輸入。類似地，例如，當(dāng)在通過操作向上鍵44或 向下鍵45來將數(shù)值“245”顯示為數(shù)字顯示單元42上的下限值的條件下操作模式鍵46時， 該下限值被輸入。這些所輸入的值中的每個值都存儲在控制器30中的存儲器(未示出) 中。控制器30安裝有設(shè)定塊47，該設(shè)定塊47設(shè)定由上限值和下限值限定的LED 25的 發(fā)光范圍，該上限值和下限值通過每個鍵的操作來被輸入。如圖5中所示，控制器30具有 比較塊48，該比較塊48比較從縮放塊43輸出的位置信息信號和從設(shè)定塊47輸出的發(fā)光范 圍信號。當(dāng)來自計算塊41的位置信息信號落入發(fā)光范圍內(nèi)時，計算塊48將發(fā)光信號發(fā)送 到控制器30的LED驅(qū)動電路49，從而LED 25由控制器30驅(qū)動和點亮。以這種方式，LED 25的發(fā)光和熄滅通過經(jīng)由電纜26從控制器30發(fā)送到傳感器頭20的驅(qū)動信號來控制。當(dāng)發(fā)光信號從比較塊48發(fā)送到LED 25時，還同時發(fā)送到開啟/關(guān)閉顯示單元51 的LED。如圖1中所示，開啟/關(guān)閉顯示單元51被安裝在鍵44-46中的每一個鍵與數(shù)字顯 示單元42之間。如圖1中所示，4個傳感器頭20連接到插頭27，并且控制器30安裝有對 應(yīng)于4個傳感器頭20的4個開啟/關(guān)閉顯示單元51。在圖1中，4個開啟/關(guān)閉顯示單元 51由對應(yīng)于4個傳感器頭20的參考字符“a”至“d”表示。因此，當(dāng)開啟/關(guān)閉顯示單元 51a基于來自圖1中所示的傳感器頭20的磁性傳感器24的輸出信號而被點亮?xí)r，即，如果 圖2中所示的活塞15到達預(yù)定發(fā)光范圍內(nèi)，則開啟/關(guān)閉顯示單元51a被點亮。對應(yīng)于傳 感器頭20的活塞15的位置信息顯示在數(shù)字顯示單元42上，通過所述位置信息，開啟/關(guān) 閉顯示單元51a被點亮。來自磁性傳感器24的位置信息信號經(jīng)由信號線52從縮放塊43發(fā)送到諸如外部 主機或主計算機這樣的外部控制裝置。類似地，開啟/關(guān)閉輸出信號經(jīng)由驅(qū)動器53從比較塊48發(fā)送到所述外部控制裝置。例如，為了將壓縮空氣供應(yīng)到氣壓缸以使得當(dāng)活塞15在 預(yù)定位置時停止，驅(qū)動信號經(jīng)由信號線54從驅(qū)動器53發(fā)送到電磁閥控制器(未示出)來 用于開啟和關(guān)閉氣壓流路徑。如上所述，控制器30通過電纜26連接到傳感器頭20，并設(shè)置在遠(yuǎn)離傳感器頭20 的位置處，從而基于來自磁性傳感器24的輸出信號顯示活塞15的位置信息的數(shù)字顯示單 元42在設(shè)置在遠(yuǎn)離傳感器頭20的位置處的控制器30上進行顯示。因此，在將傳感器頭20 附著到缸筒11時，采取以下常規(guī)的方式為了在傳感器頭20在缸筒11的縱向上移動期間 通過視覺地觀察顯示在數(shù)字顯示單元42上的數(shù)值來設(shè)定傳感器頭20的附著位置，需要移 動控制器30來靠近缸筒11，或者當(dāng)不移動控制器30時，通過在控制器30側(cè)和在缸筒側(cè)的 兩個操作員來執(zhí)行附著操作。該附著操作是困難的。相比之下，在根據(jù)本發(fā)明的位置檢測設(shè)備中，當(dāng)磁性傳感器24與磁鐵19之間的相 對位置落入通過任意鍵的操作所輸入的發(fā)光范圍時，由于LED25根據(jù)來自控制器30的信號 被點亮，如果傳感器頭20的LED 25在視覺上被觀察到，則操作員可以確定傳感器頭20是 否在適當(dāng)?shù)奈恢谩榇?，可以容易地?zhí)行傳感器頭20到缸筒11的附著操作。S卩，例如，當(dāng) 磁性傳感器24檢測到活塞15在預(yù)定中間位置時，活塞桿16首先被設(shè)定為突出到預(yù)定長度 的狀態(tài)。在這種情況下，操作員沿著缸筒11的縱向移動傳感器頭20，從而使得磁性傳感器 24在相對于活塞15的磁鐵19的預(yù)定發(fā)光范圍內(nèi)移動。當(dāng)傳感器頭20到達發(fā)光范圍內(nèi)時， LED 25根據(jù)來自控制器30的信號被點亮，從而傳感器頭20可以被容易地固定在最佳附著 位置，不需要觀察數(shù)字顯示單元42的數(shù)值或者與觀察數(shù)字顯示單元42的另一個操作員一 起執(zhí)行合作操作。例如，如上所述，如果設(shè)定了 LED 25的發(fā)光范圍以使得LED 25在數(shù)值 “245”- “255”被顯示在數(shù)字顯示單元42上時被點亮，則安裝在傳感器頭20中的LED 25 在傳感器頭20到達發(fā)光范圍內(nèi)時被點亮。因此，操作員可以在不需要視覺地觀察數(shù)字顯示 單元42的情況下僅通過移動傳感器頭20和觀察LED 25的發(fā)光來確定最佳附著位置，并且 可以將傳感器頭20固定在最佳位置。由于發(fā)光范圍如上所述被提供，所以當(dāng)操作員移動傳感器頭20時，即使傳感器頭 20在移動傳感器頭20時被輕微移動，仍保持LED 25的發(fā)光范圍。因此，傳感器頭20的附 著操作更加方便。即，如上所述，當(dāng)發(fā)光范圍由數(shù)值0-500進行顯示時，如果發(fā)光位置被設(shè) 定在一個點，并且如果在傳感器頭20的移動期間發(fā)生0. Olmm的位移，則從發(fā)光轉(zhuǎn)換到熄 滅。然而，例如，如果發(fā)光范圍被設(shè)定為“245”- “255”，則發(fā)光沖程范圍變?yōu)?. 1mm，從而方 便了通過移動傳感器頭20來設(shè)定最佳位置。在以這種方式設(shè)定最佳附著位置之后，通過擰 緊螺釘23來將傳感器頭20固定到缸筒11。如果發(fā)光范圍被設(shè)定為具有大的沖程范圍，則附著位置具有一些大的誤差。為了 消除這些誤差，發(fā)光范圍可以被設(shè)定為窄的范圍，或者發(fā)光位置可以僅設(shè)定在用數(shù)字顯示 的一個點而不是提供任何范圍。注意，代替將發(fā)光位置設(shè)定在用數(shù)字顯示的一個點的是，如 果預(yù)先設(shè)定發(fā)光范圍的系統(tǒng)不僅位于所設(shè)置的一個點處，而且位于該點周圍的預(yù)定沖程范 圍內(nèi)，例如，位于所設(shè)定的點周圍的0. Imm的范圍內(nèi)，則方便于設(shè)定最佳位置。因此，為了在附著傳感器頭20的情況下驅(qū)動活塞桿16，壓縮空氣被從外部提供到 缸筒11。當(dāng)活塞15從沖程末端的位置靠近中間位置以導(dǎo)致磁鐵19到達磁性傳感器23的檢測沖程S范圍內(nèi)時，傳感器頭20的磁性傳感器24感測磁鐵19的磁力以將輸出信號輸出 到計算塊41?；趤碜源判詡鞲衅?4的輸出信號，指示磁鐵19位于檢測沖程S范圍內(nèi)的 哪個位置的位置信息被用數(shù)字顯示在數(shù)字顯示單元42上。同時，位置信息信號經(jīng)由信號線 52作為模擬信號輸出到外部控制裝置。當(dāng)類似于控制器30的數(shù)字顯示單元的數(shù)字顯示單 元被安裝到外部控制裝置時，位置信息被顯示在外部控制裝置的顯示單元上。此外，基于位 置信息，還可以驅(qū)使和控制其它驅(qū)動裝置。當(dāng)磁鐵19到達設(shè)定發(fā)光范圍內(nèi)或在發(fā)光位置處時，發(fā)光范圍或位置顯示在數(shù)字 顯示單元42上，并且LED 25從熄滅狀態(tài)轉(zhuǎn)換到發(fā)光狀態(tài)。在LED25發(fā)光的同時，開啟/關(guān) 閉顯示單元51的LED中任意一個LED被點亮，而且，開啟/關(guān)閉信號通過信號線54被輸出 到外部控制裝置?；谠撻_啟/關(guān)閉輸出信號，控制信號被發(fā)送到流體路徑轉(zhuǎn)換電磁閥，例 如，用于停止將壓縮空氣供應(yīng)到氣壓缸。為了檢測活塞15的中間位置，在圖1中示出的氣壓缸安裝有傳感器頭20。當(dāng)活塞 15在向前極限位置和在向后極限位置時，用于檢測向前極限位置和在向后極限位置的、在 缸筒11上的其它傳感器頭20的安裝意味著將各個傳感器頭附著到其它傳感器附著槽21。 因此，當(dāng)磁性傳感器檢測到活塞15已經(jīng)到達往復(fù)運動沖程范圍的末端的位置時，在活塞桿 16被拉到向前極限位置的狀態(tài)下執(zhí)行附著用于檢測向前極限位置的另一傳感器頭的操作， 以及在活塞桿16縮回到向后極限位置的狀態(tài)下執(zhí)行附著用于檢測向后極限位置的又一傳 感器頭的操作。本發(fā)明不局限于上面描述的實施方式，并且可以在不背離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi) 做出不同地改變。例如，在圖1和2中示出了作為致動器的氣壓缸，傳感器頭20安裝到致 動器，但致動器并不限于氣壓缸。磁鐵的位置還可以通過將傳感器頭20安裝到使用油壓作 為工作介質(zhì)的油壓缸，或者安裝到通過葉片或齒條活塞使其轉(zhuǎn)動軸往復(fù)運動的旋轉(zhuǎn)致動器 來進行檢測。傳感器頭20到致動器主體的附著不限于如圖1所示的附著到傳感器附著槽21，還 可以附著到?jīng)]有傳感器附著槽的類型的致動器主體。在這種情況下，傳感器頭20通過使用 綁箍(binding band)等附著到致動器主體的外表面。而且，在這種情況下，傳感器頭20的 殼體22的橫截面形狀可以優(yōu)選為四邊形，與圖中所示出的形狀不同。工業(yè)適用性根據(jù)本發(fā)明的位置檢測設(shè)備可應(yīng)用于其活塞桿往復(fù)運動的液壓缸。
權(quán)利要求
一種用于從致動器主體外部檢測具有磁鐵的移動部件的位置的位置檢測設(shè)備，所述具有磁鐵的移動部件可移動地包含在所述致動器主體中，所述位置檢測設(shè)備包括傳感器頭，該傳感器頭安裝有磁性傳感器和LED，所述磁性傳感器感測所述磁鐵的磁力以輸出輸出信號，所述LED根據(jù)所述移動部件的位置而被點亮；以及控制器，該控制器經(jīng)由電纜連接到所述傳感器頭以基于從所述磁性傳感器輸出的輸出信號來控制所述LED的發(fā)光和熄滅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測設(shè)備，其中，所述控制器包括計算塊，用于基于所 述輸出信號來計算所述磁鐵的位置信息；發(fā)光位置設(shè)定塊，用于設(shè)定用于導(dǎo)致所述LED被 點亮的發(fā)光位置；顯示單元，用于顯示所述位置信息；以及比較塊，用于在來自所述計算塊 的位置信息指示所述發(fā)光位置時將發(fā)光信號輸出到所述LED。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的位置檢測設(shè)備，其中，所述發(fā)光位置設(shè)定塊設(shè)定由所述移動 部件在移動方向上移動的第一位置和第二位置所限定的發(fā)光范圍，以及所述比較塊在來自 所述計算塊的位置信息指示所述發(fā)光范圍時將所述發(fā)光信號輸出到所述LED。
4.一種用于從致動器主體外部檢測具有磁鐵的移動部件的位置的位置檢測設(shè)備，所述 具有磁鐵的移動部件可移動地包含在所述致動器主體中，所述位置檢測設(shè)備包括傳感器頭，該傳感器頭安裝有磁性傳感器和LED，所述磁性傳感器感測所述磁鐵的磁力 以輸出輸出信號，所述LED根據(jù)所述移動部件的位置而被點亮；以及控制器，該控制器經(jīng)由電纜連接到所述傳感器頭以基于從所述磁性傳感器輸出的輸出 信號來控制所述LED的發(fā)光和熄滅，其中，所述控制器包括計算塊，用于基于所述輸出信號來計算所述磁鐵的位置信息； 發(fā)光位置設(shè)定塊，用于設(shè)定由所述移動部件在移動方向上移動的第一位置和第二位置所限 定的發(fā)光范圍；顯示單元，用于顯示所述位置信息；以及比較塊，用于在來自所述計算塊的 位置信息指示所述發(fā)光范圍時將發(fā)光信號輸出到所述LED。
5.一種控制器，該控制器經(jīng)由電纜連接到傳感器頭，該傳感器頭安裝有磁性傳感器和 LED，所述磁性傳感器從致動器主體外部感測移動部件的磁鐵的磁力，所述移動部件可移動 地包含在所述致動器主體中，所述LED根據(jù)所述移動部件的位置而被點亮，并且該控制器 基于來自所述磁性傳感器的輸出信號來將控制信號輸出到外部，該控制器包括計算塊，用于基于從所述磁性傳感器輸出的輸出信號來計算所述磁鐵的位置信息；發(fā)光位置設(shè)定塊，用于設(shè)定所述LED被點亮的發(fā)光位置；顯示單元，用于顯示所述位置信息；以及比較塊，用于在來自所述計算塊的位置信息指示所述發(fā)光位置時將發(fā)光信號輸出到所 述 LED。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制器，其中所述發(fā)光位置設(shè)定塊設(shè)定由所述移動部件在移 動方向上移動的第一位置和第二位置所限定的發(fā)光范圍，以及所述比較塊在來自所述計算 塊的位置信息指示所述發(fā)光范圍時將發(fā)光信號輸出到所述LED。
全文摘要
一種位置檢測設(shè)備具有安裝有磁性傳感器(24)的傳感器頭(20)，該磁性傳感器(24)感測磁鐵的磁力以輸出輸出信號，該位置檢測設(shè)備從致動器主體外部檢測具有磁鐵的移動部件的位置，具有磁鐵的移動部件可移動地包含在致動器主體中。傳感器頭(20)安裝有LED(25)，該LED(25)根據(jù)移動部件的位置而被點亮，經(jīng)由電纜連接到傳感器頭(20)的控制器(30)基于從磁性傳感器(24)輸出的輸出信號來控制LED(25)的發(fā)光和熄滅。
文檔編號G01D5/18GK101836088SQ200980100510
公開日2010年9月15日 申請日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月22日
發(fā)明者春日聡, 高橋義広 申請人:株式會社小金井