编码器所用的寿命检测装置的制作方法

本发明涉及编码器所用的寿命检测装置。

背景技术：

传统上，已知有用于预测诸如编码器等的测量仪器的寿命以防止不正常工作的技术。例如，专利文献1中所述的具有光电检测器的寿命检查功能的定位控制电路包括：发光器；具有狭缝的遮光板；布置在发光器的相对侧的受光器，其中遮光板插入在受光器和发光器之间；控制电路，用于在需要时接通/断开施加至发光器的电源；输出电平判断电路，用于判断受光器的输出电平；以及位置检测判断电路。输出电平判断电路和位置检测判断电路设置有寿命判断电路。寿命判断电路基于诸如发光器和受光器等的各器件的电压电平来判断寿命。具有光电检测器的寿命检查功能的定位控制电路基于寿命判断电路所判断的寿命来初步防止由因光电检测器的寿命缩短引起的光电转换效率下降所造成的误操作。

引文列表

专利文献

专利文献1：日本特开2000-98052

技术实现要素：

发明要解决的问题

这里，例如，在诸如高温高湿环境、极端干燥环境和多尘环境等的各种环境中使用编码器。编码器由于制造之后的年数的流逝以及使用频率而随时间的经过逐渐劣化，并且劣化的进展根据使用环境而改变。例如，与在适当环境中使用编码器的情况相比，在高温高湿环境中长时间使用编码器会使编码器更早劣化。具体地，诸如发光器和受光器等的配备有编码器的组件与在适当环境中使用的情况相比受腐蚀并且更快地劣化。

专利文献1的具有光电检测器的寿命检查功能的定位控制电路中的寿命判断电路基于诸如发光器和受光器等的各器件的电压电平来判断寿命，但未考虑由于使用环境的变化而引起的劣化的进展。如上所述，编码器的劣化的进展根据使用环境而改变，因此在未考虑使用环境的情况下，在所判断的寿命中可能发生误差。也就是说，编码器的寿命有可能比所判断的寿命更快地结束。结果，存在编码器的可靠性有可能下降的问题。

本发明的目的是提供一种可以基于使用环境的环境状况来判断编码器的寿命的编码器所用的寿命检测装置。

用于解决问题的方案

根据本发明的编码器所用的寿命检测装置是一种编码器所用的寿命检测装置，其用于包括标尺和头部的编码器。所述标尺容纳在标尺架中。所述头部沿着所述标尺相对移动以检测与所述标尺的相对移动量。所述编码器所用的所述寿命检测装置包括环境状况检测部件、寿命判断部件和通知部件。所述环境状况检测部件被配置为检测与所述编码器中的寿命检测有关的环境状况。所述寿命判断部件被配置为基于所述环境状况检测部件的检测结果来判断构成所述编码器的组件的寿命。所述通知部件被配置为基于所述寿命判断部件的判断结果来通知所述寿命。

根据本发明，编码器所用的寿命检测装置包括环境状况检测部件和寿命判断部件。环境状况检测部件被配置为检测与编码器中的寿命检测有关的环境状况。寿命判断部件被配置为基于环境状况检测部件的检测结果来判断构成编码器的组件的寿命。因此，可以基于放置编码器的使用环境以及电流的变化来判断寿命。因此，编码器所用的寿命检测装置可以基于编码器的使用环境的环境状况来判断编码器的寿命。

此时，以下是优选的。所述环境状况检测部件包括：温度检测单元，其被配置为检测温度作为所述环境状况；累计总时间测量单元，其被配置为测量所述编码器的累计总工作时间；以及累计总温度测量单元，其被配置为测量所述累计总工作时间内的累计总温度。所述寿命检测装置还包括计算部件，所述计算部件被配置为使用所述累计总工作时间和所述累计总温度来计算平均温度值。所述寿命判断部件被配置为基于所述累计总工作时间和所述平均温度值来判断所述组件的寿命。

根据这样的结构，环境状况检测部件包括温度检测单元。温度检测单元被配置为检测温度作为环境状况。寿命检测装置包括计算部件。计算部件被配置为计算平均温度值。寿命判断部件被配置为基于累计总工作时间和平均温度值来判断编码器的寿命。因此，可以基于编码器的使用环境的温度变化来判断编码器的寿命。

此时，以下是优选的。所述计算部件被配置为计算所述平均温度值tave。所述寿命判断部件被配置为通过第一实施例所述的数学式(1)，使用所述平均温度值tave、第一常数b和第二常数c来计算寿命判断时间h1。所述寿命判断时间h1由所述寿命判断部件进行判断时使用。所述寿命判断部件被配置为基于所述寿命判断时间h1和所述累计总工作时间来判断所述组件的寿命。

根据这样的结构，寿命判断部件被配置为基于等式(1)来计算寿命判断时间h1。寿命判断时间h1由寿命判断部件进行判断时使用。寿命判断部件被配置为基于寿命判断时间h1和累计总工作时间来判断组件的寿命。因此，可以容易地安装基于编码器的使用环境的温度变化的寿命判断部件。

此时，以下是优选的。所述环境状况检测部件包括：湿度检测单元，其被配置为检测湿度作为所述环境状况；累计总时间测量单元，其被配置为测量所述编码器的累计总工作时间；以及累计总湿度测量单元，其被配置为测量所述累计总工作时间内的累计总湿度。所述寿命检测装置还包括计算部件，所述计算部件被配置为使用所述累计总工作时间和所述累计总湿度来计算平均湿度值。所述寿命判断部件被配置为基于所述累计总工作时间和所述平均湿度值来判断所述组件的寿命。

根据这样的结构，环境状况检测部件包括湿度检测单元。湿度检测单元被配置为检测湿度作为环境状况。寿命检测装置包括计算部件。计算部件被配置为计算平均湿度值。寿命判断部件被配置为基于累计总工作时间和平均湿度值来判断编码器的寿命。因此，可以基于编码器的使用环境的湿度变化来判断编码器的寿命。

此时，以下是优选的。所述计算部件被配置为计算所述平均湿度值rhave。所述寿命判断部件被配置为通过第一实施例所述的数学式(2)，使用所述平均湿度值rhave、第一常数b和第二常数c来计算寿命判断时间h2。所述寿命判断时间h2由所述寿命判断部件进行判断时使用。所述寿命判断部件被配置为基于所述寿命判断时间h2和所述累计总工作时间来判断所述组件的寿命。

根据这样的结构，寿命判断部件被配置为基于等式(2)来计算寿命判断时间h2。寿命判断时间h2由寿命判断部件进行判断时使用。寿命判断部件被配置为基于寿命判断时间h2和累计总工作时间来判断组件的寿命。因此，可以容易地安装基于编码器的使用环境的湿度变化的寿命判断部件。

此时，以下是优选的。所述环境状况检测部件包括：电流检测单元，其被配置为检测所述组件中的电流的变化；累计总时间测量单元，其被配置为测量所述编码器的累计总工作时间；以及累计总电流测量单元，其被配置为测量所述编码器的所述累计总工作时间内的累计总电流。所述寿命检测装置还包括计算部件，所述计算部件被配置为使用所述累计总工作时间和所述累计总电流来计算平均电流值。所述寿命判断部件被配置为根据基于所述环境状况检测部件所检测到的环境状况的平均值、所述平均电流值和所述累计总工作时间，来判断所述组件的寿命。

根据这样的结构，除了检测温度和湿度作为环境状况以外，环境状况检测部件还包括电流检测单元，该电流检测单元被配置为检测电流的变化。寿命检测装置包括计算部件。计算部件被配置为除了可以计算平均温度值和平均湿度值以外，还可以计算平均电流值。寿命判断部件被配置为基于累计总工作时间和平均电流值来判断编码器的寿命。因此，可以基于安装编码器的环境状况和电流的变化来判断编码器的寿命。因此，寿命判断部件在仅使用环境状况来判断寿命的情况下，可以以更高的准确度判断寿命。

另外，以下是优选的。所述环境状况检测部件包括：环境检测单元，其被配置为检测作为所述环境状况的温度、湿度和电流，作为检测结果；累计总时间测量单元，其被配置为测量所述编码器的累计总工作时间；以及累计总结果测量单元，其被配置为测量所述累计总工作时间内的所述环境检测单元所检测到的检测结果的累计总结果。所述寿命检测装置还包括：计算部件，其被配置为使用所述累计总工作时间和所述累计总结果来计算温度、湿度和电流各自的平均值；以及存储部件，用于存储用于计算所述编码器的故障率的多个故障率函数。所述寿命判断部件被配置为：基于所述平均值和所述累计总工作时间，从所述存储部件内所存储的多个故障率函数中提取用以计算所述故障率的最佳故障率函数，基于所述最佳故障率函数和所述累计总工作时间来计算所述故障率，以及基于所述故障率来判断所述组件的寿命。

这里，故障率函数是表示累计总工作时间和故障率之间的关系的函数，并且是用于计算故障率的最佳故障率函数。

根据这样的结构，寿命检测装置包括存储部件。存储部件存储用于计算编码器的故障率的多个故障率函数。寿命判断部件被配置为基于平均值和累计总工作时间来提取最佳故障率函数。寿命判断部件被配置为基于最佳故障率函数和累计总工作时间来计算故障率。寿命检测装置从存储部件内所存储的多个故障率函数中提取根据平均值获得的近似最佳故障率函数。因此，与使用等式(1)或等式(2)的情况相比，寿命检测装置可以容易地计算故障率并且判断组件的寿命。

另外，以下是优选的。所述环境状况检测部件包括：环境检测单元，其被配置为检测作为所述环境状况的温度、湿度和电流，作为检测结果；累计总时间测量单元，其被配置为测量所述编码器的累计总工作时间；以及累计总结果测量单元，其被配置为测量所述累计总工作时间内的所述环境检测单元所检测到的检测结果的累计总结果。所述寿命检测装置还包括：计算部件，其被配置为使用所述累计总工作时间和所述累计总结果来计算温度、湿度和电流各自的平均值；以及矩阵计算表，所述平均值能够输入至所述矩阵计算表。所述平均值用于导出用于计算所述编码器的故障率的最佳故障率函数。所述寿命判断部件被配置为：基于从所述矩阵计算表导出的所述最佳故障率函数以及所述累计总工作时间来计算所述故障率，以及基于所述故障率来判断所述组件的寿命。

根据这样的结构，即使在例如不能使用上述的等式(1)或等式(2)来计算寿命判断时间的情况下，或者在不能从存储部件内所存储的多个故障率函数中提取最佳故障率函数的情况下，编码器所用的寿命检测装置也可以通过使用平均值可输入至的矩阵计算表来容易地导出最佳故障率函数，由此确保基于故障率来判断组件的寿命。

此时，以下是优选的。所述编码器是包括光源、标尺和受光部件的光电编码器。所述光源被配置为照射光。所述标尺具有沿着测量方向布置的刻度。所述受光部件被配置为接收从所述光源照射的经由所述标尺的光。所述组件是所述光源、所述标尺的所述刻度、以及所述受光部件。

根据这样的结构，编码器所用的寿命检测装置可以具体判断作为组件的光源、标尺的刻度和受光部件的寿命。

此时，以下是优选的。所述通知部件是警报器、发光部件和显示部件中的任一个。所述警报器被配置为基于所述寿命判断部件的判断来通知所述寿命。所述发光部件布置在所述编码器的外部。所述显示部件被配置为显示所述寿命。

根据这样的结构，编码器所用的寿命检测装置可以通过被配置为基于寿命判断部件的判断来通知寿命的警报器、布置在编码器的外部的发光部件、以及被配置为显示寿命的显示部件中的任何部件，来通知寿命。因此，用户可以容易地识别编码器的组件的寿命。

此时，以下是优选的。所述环境状况检测部件布置在所述头部的内部。

根据这样的结构，环境状况检测部件布置在头部的内部；因此，可以有效地判断头部的内部所布置的组件的寿命。

此时，以下是优选的。所述环境状况检测部件布置在所述标尺架的内部。

根据这样的结构，由于环境状况检测部件布置在标尺架的内部，因此可以有效地判断标尺架的内部所布置的组件的寿命。

此时，以下是优选的。所述环境状况检测部件布置在所述编码器的外部。

根据这样的结构，环境状况检测部件布置在编码器的外部；因此，可以有效地判断整个编码器(即，所有相关组件)的寿命。

此时，以下是优选的。所述环境状况检测部件包括接收单元。所述编码器包括环境检测单元。所述环境检测单元具有发送功能。所述发送功能被配置为检测温度、湿度和电流中的至少任一个的状态，并且发送所述状态的检测结果。所述接收单元被配置为从所述环境检测单元接收所述检测结果。所述寿命判断部件被配置为基于经由所述接收单元所接收到的检测结果来判断构成所述编码器的组件的寿命。

根据这样的结构，环境状况检测部件可以包括接收单元来代替环境检测单元；因此，即使在环境状况检测部件不能布置在编码器的期望位置的情况下，寿命判断部件也可以基于经由接收单元所获得的检测结果来判断编码器中的组件的寿命。

附图说明

图1a和1b是示出根据第一实施例的编码器的图。

图2是示出编码器的透视图。

图3是示出编码器中的寿命检测装置的框图。

图4a～4f是示出编码器中的寿命判断的图。

图5是示出根据第二实施例的编码器中的寿命检测装置的框图。

图6是描述用于判断编码器中的寿命的方法的流程图。

图7a～7c是示出编码器中的寿命检测装置的寿命判断部件所进行的寿命判断的图。

图8a～8c是示出根据第三实施例的编码器中的矩阵计算表的图。

图9是示出根据第四实施例的编码器中的寿命检测装置的配置的截面图。

图10是示出编码器中的寿命检测装置的框图。

图11是示出根据第五实施例的编码器中的寿命检测装置的配置的图。

图12是示出编码器中的寿命检测装置的框图。

图13是示出根据第六实施例的编码器中的寿命检测装置的框图。

附图标记列表

1,1a～1d编码器

2,2b,2d标尺架

21标尺

22刻度

3,3b,3d头部

31光源

32受光部件

4,4a～4d寿命检测装置

5,5a～5d环境状况检测部件

50累计总时间测量单元

51温度检测单元

51a,51d环境检测单元

52湿度检测单元

52d环境检测单元

53电流检测单元

511累计总温度测量单元

522累计总湿度测量单元

533累计总电流测量单元

6计算部件

8,8a寿命判断部件

9通知部件

具体实施方式

第一实施例

以下将基于图1a～图4f来说明本发明的第一实施例。

图1a和1b是根据第一实施例的编码器1的图。具体地，图1a是示出整个编码器1的图，并且图1b是沿着图1a的a-a所截取的编码器1的截面图。

图2是示出编码器1的透视图。

如图1a和1b所示，编码器1是光电线性编码器。编码器1包括容纳在标尺架2中的标尺21、以及沿着标尺21相对移动以检测与标尺21的相对移动量的头部3。编码器1包括用于检测编码器1的组件的寿命的寿命检测装置4。

在编码器1中，头部3被设置成相对于长的标尺架2可移动。编码器1测量一对测量对象w1和w2之间的移动距离，标尺架2固定到一个测量对象w1，并且头部3固定到另一测量对象w2。

如图2所示，标尺21包括由诸如玻璃等的透光性材料制成的标尺基材、以及形成在标尺基材的表面上且由沿着作为测量方向的x方向按恒定间距布置的光栅所形成的刻度22。

标尺架2是由铝合金通过挤压成型形成的材料，并且被形成为具有整体中空的大致矩形形状。标尺21固定到标尺架2的内部。在以下的说明和各个附图中，标尺架2的长边方向并且也是测量方向可被称为x方向，与x方向垂直的标尺架2的宽度方向(深度方向)可被称为y方向，并且与x方向和y方向垂直的垂直方向可被称为z方向。

头部3包括布置在标尺架2的外部且固定到另一测量对象w2的头部本体30。头部本体30包括被布置成延伸到标尺架2的内部的检测部件，并且检测部件包括光源31和受光部件32。光源31例如是led，并且沿着标尺21的一个面布置以照射光。受光部件32沿着标尺21的另一面布置，并且接收从光源31透过标尺21的透射光。头部3基于受光部件32所接收到的透射光来生成电信号，并且利用头部本体30接收该电信号以检测与标尺21的相对移动量。也就是说，编码器1是透射式光电线性编码器。

图3是示出编码器1中的寿命检测装置4的框图。

如图3所示，寿命检测装置4包括环境状况检测部件5、计算部件6、存储部件7、寿命判断部件8和通知部件9。如图1b所示，寿命检测装置4中的环境状况检测部件5布置在头部3的内部。因而，寿命检测装置4检测与光源31和受光部件32有关的诸如连接线和基板等的组件的寿命。

例如，在高温高湿环境中使用编码器1的情况下，由于空气中的水分，因而光源31和受光部件32中的暴露到外部的连接线和基板的金属部分与在适当环境中使用编码器1的情况相比更快地受腐蚀。因此，将环境状况检测部件5布置在头部3的内部，因而与将环境状况检测部件5布置在其它场所的情况相比，可以准确地检测到与光源31和受光部件32有关的诸如连接线和基板等的组件的寿命。

环境状况检测部件5检测与编码器1中的寿命检测有关的环境状况。环境状况检测部件5包括用于检测温度的温度检测单元51和用于检测湿度的湿度检测单元52，并且还包括用于检测组件中的电流的变化的电流检测单元53，作为环境状况。环境状况检测部件5包括用于测量编码器1的累计总工作时间的累计总时间测量单元50、用于测量累计总工作时间内的累计总温度的累计总温度测量单元511、用于测量累计总工作时间内的累计总湿度的累计总湿度测量单元522、以及用于测量编码器的工作时间内的累计总电流的累计总电流测量单元533。

计算部件6计算平均温度值、平均湿度值和平均电流值。

通知部件9基于寿命判断部件8的判断结果来通知编码器1的寿命。具体地，通知部件9是用于基于寿命判断部件8的判断来显示寿命的显示部件(未示出)。显示部件例如是用于显示组件的特定寿命并将该寿命呈现给用户的诸如液晶或有机el等的显示器。注意，通知部件9不必是显示部件，并且示例可以包括用于通知寿命的警报器、以及布置在编码器1的外部的诸如led等的发光部件。在使用led作为通知部件9的情况下，led例如包括通知寿命已即将结束的警告灯和通知寿命结束的寿命灯。通知部件9可以基于寿命判断部件8的判断结果来向用户通知编码器1的寿命。总之，通知部件9可以是任何部件，只要通知部件9可以向用户通知寿命判断部件8的判断结果即可。

图4a～4f是示出编码器1中的寿命判断的图。具体地，图4a是利用累计总时间测量单元50的累计总工作时间h，图4b是基于温度的组件的寿命判断时间h1，图4c是基于湿度的组件的寿命判断时间h2，图4d是基于电流的组件的寿命判断时间h3，并且图4e是同时考虑到所有的温度、湿度和电流的寿命判断时间h。图4f是一般的编码器寿命时间m。

如图4a～4f所示，在传统的编码器中，从例如经验规则获得的编码器寿命m被例如预先存储在诸如存储器等的存储部件中。通知部件9将累计总工作时间h与寿命时间m进行比较，并且在累计总工作时间h达到寿命时间m的90％的情况下，通知部件9通知编码器的寿命结束。

以下将基于图4a～4f来说明根据本发明的用于判断编码器1的寿命的方法。

为了基于温度来判断组件的寿命，寿命检测装置4首先计算平均温度值。平均温度值是由计算部件6根据累计总工作时间和累计总温度来计算的。

具体地，计算部件6计算平均温度值tave，并且寿命判断部件8通过等式(1)，根据平均温度值tave、第一常数b和第二常数c，来计算判断所使用的寿命判断时间h1。

[数学式1]

h1＝eb/tave+c…(1)

然后，如图4a和4b所示，基于寿命判断时间h1和累计总工作时间h来判断组件的寿命。通知部件9基于寿命判断部件8的判断来通知编码器的寿命。

具体地，寿命判断部件8将寿命判断时间h1与累计总工作时间h进行比较，并且在累计总工作时间h达到寿命判断时间h1的90％的情况下，寿命判断部件8使通知部件9通知编码器1的寿命结束。

为了基于湿度来判断组件的寿命，寿命检测装置4首先计算平均湿度值。平均湿度值是由计算部件6根据累计总工作时间和累计总湿度来计算的。

具体地，计算部件6计算平均湿度值rhave，并且寿命判断部件8通过等式(2)，根据平均湿度值rhave、第一常数b和第二常数c，来计算判断所使用的寿命判断时间h2。

[数学式2]

h2＝eb/rhave+c…(2)

然后，如图4a和4c所示，基于寿命判断时间h2和累计总工作时间h来判断组件的寿命。通知部件9基于寿命判断部件8的判断来通知编码器的寿命。

具体地，寿命判断部件8将寿命判断时间h2与累计总工作时间h进行比较，并且在累计总工作时间h达到寿命判断时间h2的90％的情况下，寿命判断部件8使通知部件9通知编码器1的寿命结束。

为了基于电流来判断组件的寿命，寿命检测装置4首先计算平均电流值。平均电流值是由计算部件6根据累计总工作时间和累计总电流来计算的。寿命判断部件8基于平均电流值和累计总工作时间来计算组件的寿命判断时间h3。如图4a和4d所示，寿命判断部件8基于寿命判断时间h3和累计总工作时间h来判断组件的寿命。通知部件9基于寿命判断部件8的判断来通知编码器的寿命。

具体地，寿命判断部件8将寿命判断时间h3与累计总工作时间h进行比较，并且在累计总工作时间h达到寿命判断时间h3的90％的情况下，寿命判断部件8使通知部件9通知编码器1的寿命结束。

尽管在图4b～4d中根据基于温度、湿度和电流各自的寿命判断时间h1、h2或h3来判断寿命，但如图4e所示，可以根据同时考虑到所有的温度、湿度和电流的寿命判断时间h来判断寿命。

在图4e中，寿命判断部件8判断为累计总工作时间h达到寿命判断时间h的90％，并且使通知部件9通知编码器1的寿命结束。

另外，在图4b～4e中，每次计算部件6计算各个平均值时，值都改变，并且寿命判断部件8将判断时的累计总工作时间h与寿命判断时间h和h1～h3进行比较，并且判断编码器1的寿命。

注意，作为第一实施例中的判断所用的标准，寿命判断部件8将寿命判断时间h或h1～h3与累计总工作时间h进行比较，并且基于累计总工作时间h是否达到寿命判断时间h或h1～h3的90％来进行判断。然而，标准没有必要一定是90％，并且可以使用任何值作为标准。另外，判断所用的标准不必是一个，而且可以使用多个用于判断的标准。例如，在值达到70％时，使通知部件9通知警告，并且在值达到90％时，使通知部件9通知寿命即将结束。

根据第一实施例，可以实现以下的作用和效果。

(1)编码器1的寿命检测装置4包括环境状况检测部件5和寿命判断部件8。环境状况检测部件5被配置为检测与编码器1中的寿命检测有关的环境状况。寿命判断部件8被配置为基于环境状况检测部件5的检测结果来判断构成编码器1的组件的寿命。因此，可以基于放置编码器1的使用环境以及电流的变化来判断寿命。因此，编码器1的寿命检测装置4可以基于编码器1的使用环境的环境状况来判断编码器1的寿命。

(2)环境状况检测部件5包括温度检测单元51。温度检测单元51被配置为检测温度作为环境状况。寿命检测装置4包括计算部件6。计算部件6被配置为计算平均温度值tave。寿命判断部件8被配置为基于累计总工作时间h和平均温度值tave来判断编码器的寿命。因此，可以基于编码器1的使用环境的温度变化来判断编码器1的寿命。

(3)寿命判断部件8被配置为基于等式(1)来计算寿命判断时间h1。寿命判断部件8被配置为基于寿命判断时间h1和累计总工作时间h来判断组件的寿命。因此，可以容易地安装基于编码器1的使用环境的温度变化的寿命判断部件。

(4)环境状况检测部件5包括湿度检测单元52。湿度检测单元52被配置为检测湿度作为环境状况。寿命检测装置4包括计算部件6。计算部件6被配置为计算平均湿度值rhave。寿命判断部件8被配置为基于累计总工作时间h和平均湿度值rhave来判断编码器1的寿命。因此，可以基于编码器1的使用环境的湿度变化来判断编码器1的寿命。

(5)寿命判断部件8被配置为基于等式(2)来计算寿命判断时间h2。寿命判断部件8被配置为基于寿命判断时间h2和累计总工作时间h来判断组件的寿命。因此，可以容易地安装基于编码器1的使用环境的湿度变化的寿命判断部件。

(6)除了检测温度和湿度作为环境状况以外，环境状况检测部件5还包括被配置为检测电流的变化的电流检测单元53。寿命检测装置4包括计算部件6。计算部件6被配置为除了可以计算平均温度值tave和平均湿度值rhave以外，还计算平均电流值。寿命判断部件8被配置为基于累计总工作时间h和平均电流值来判断编码器1的寿命。因此，可以基于编码器1安装于的环境状况和电流的变化来判断编码器1的寿命。因此，寿命判断部件8在仅使用环境状况来判断寿命的情况下，可以以更高的准确度判断寿命。

(7)编码器1的寿命检测装置4可以具体判断例如作为组件的与光源31和受光部件32有关的连接线和基板的寿命。

(8)编码器1的寿命检测装置4可以通过显示部件来显示并通知寿命。显示部件被配置为基于寿命判断部件8的判断来通知寿命。因此，用户可以容易地识别编码器1的组件的寿命。

(9)环境状况检测部件5布置在头部3的内部。因此，可以有效地判断例如作为头部3的内部所布置的组件的与光源31和受光部件32有关的连接线和基板的寿命。

第二实施例

以下将基于图5～图7c来说明本发明的第二实施例。

注意，在以下的说明中，已经说明的部分将被赋予相同的附图标记，并且将省略对这些部分的说明。

图5是示出根据第二实施例的编码器1a中的寿命检测装置4a的框图。

在第一实施例中，编码器1中的寿命检测装置4包括环境状况检测部件5、计算部件6、存储部件7、寿命判断部件8和通知部件9。环境状况检测部件5包括累计总时间测量单元50、温度检测单元51、湿度检测单元52、电流检测单元53、累计总温度测量单元511、累计总湿度测量单元522和累计总电流测量单元533。寿命判断部件8基于等式(1)和等式(2)来计算寿命判断时间h1和h2，并且基于寿命判断时间h或h1～h3以及累计总工作时间h来判断编码器1的组件的寿命。

如图5所示，第二实施例与第一实施例的不同之处在于以下几点。编码器1a中的寿命检测装置4a包括用于检测温度和湿度的状态的环境检测单元51a、以及用于测量环境检测单元51a和电流检测单元53的累计总检测结果的累计总结果测量单元511a。寿命判断部件8a将作为针对利用环境检测单元51a、电流检测单元53和累计总结果测量单元511a的多个参数的各组合的规定函数图的多个故障率函数存储在存储部件7中。寿命判断部件8a基于多个故障率函数来计算编码器1a的故障率，并且基于该故障率来判断编码器1a的寿命。注意，故障率函数是表示累计总工作时间和故障率之间的关系的函数。

图6是描述用于判断编码器1a中的寿命的方法的流程图。

以下将基于图6来说明利用编码器1a中的寿命检测装置4a的寿命判断方法。

如图6所示，首先，计算部件6基于累计总结果测量单元511a的结果来计算平均值(步骤st01)。接着，寿命判断部件8a提取故障率函数以计算编码器1a的故障率(步骤st02)。在提取出故障率函数时，寿命判断部件8a将累计总工作时间h代入所提取的故障率函数，并且计算编码器1a的故障率(步骤st03)。这里，寿命判断部件8a预先具有警告阈值，以向通知部件9通知编码器1a的寿命结束。寿命判断部件8a进行用于将警告阈值与故障率进行比较的比较步骤(步骤st04)。在寿命判断部件8a判断为故障率达到警告阈值的情况下(步骤st05中为“是”)，寿命判断部件8a使通知部件9通知编码器1a的寿命结束。在寿命判断部件8a判断为故障率未达到警告阈值的情况下(步骤st05中为“否”)，寿命判断部件8a返回到步骤st01，并且重复该判断，直到故障率达到警告阈值为止。

这里，警告阈值包括用于在编码器1a的寿命结束之前不久向用户通知寿命的第一警告阈值(警告(warning))、以及用于向用户通知编码器1a的寿命已结束的第二警告阈值(警报(alarm))。注意，可以仅设置单个警告阈值，或者可以设置多个警告阈值。总之，只要通知部件9可以基于警告阈值来进行通知，警告阈值的数量就可以是任何给定数量。

图7a～7c是示出利用编码器1a中的寿命检测装置4a的寿命判断部件8a的寿命判断的图。具体地，图7a～7c是如下的三维图，该三维图在纵轴上标绘故障率，在横轴上标绘累计总工作时间h，并且在沿与纵轴和横轴垂直的方向的轴上标绘电流。为了便于说明，这些图是通过针对各电流分开而示出的。图7a示出ama的情况，图7b示出bma的情况，并且图7c示出cma的情况。将基于图7a～7c来说明上述的步骤st02中的用于提取编码器1a的故障率函数的方法。

寿命检测装置4a将多个故障率函数存储在存储部件7中，这多个故障率函数是针对利用环境检测单元51a和累计总结果测量单元511a的多个参数的各组合的规定函数图。寿命判断部件8a从存储部件7中提取根据近似为计算部件6所计算出的值的参数的如图7a～7c所示的故障率函数。如图7a～7c所示，将所提取的故障率函数视为最佳故障率函数，并且将累计总工作时间h代入最佳故障率函数以计算故障率。

结果，寿命判断部件8a可以从多个故障率函数中提取与参数相对应的最佳故障率函数，并且计算故障率。然后，通过故障率和累计总工作时间h来判断编码器1a的寿命。在判断结果达到第一警告阈值(warning)时，使通知部件9向用户通知编码器1a的寿命即将结束。在判断结果达到第二警告阈值(alarm)时，使通知部件9向用户通知编码器1a的寿命已结束。

同样根据第二实施例，除了与第一实施例中的(1)和(7)～(9)相同的作用和效果之外，还可以实现以下的作用和效果。

(10)寿命检测装置4a包括存储部件7。存储部件7存储用于计算编码器1a的故障率的多个故障率函数。寿命判断部件8a被配置为基于平均值和累计总工作时间h来提取最佳故障率函数。寿命判断部件8a被配置为基于最佳故障率函数和累计总工作时间h来计算故障率。寿命检测装置4a从存储部件7内所存储的多个故障率函数中提取通过平均值所获得的近似最佳故障率函数。因此，与使用等式(1)或等式(2)的情况相比，寿命检测装置4a可以容易地计算故障率并判断组件的寿命。

第三实施例

以下将基于图8a～8c来说明本发明的第三实施例。

注意，在以下的说明中，已经说明的部分将被赋予相同的附图标记，并且将省略对这些部分的说明。

图8a～8c是示出根据第三实施例的编码器1a中的矩阵计算表的图。

在第二实施例中，编码器1a中的寿命检测装置4a的寿命判断部件8a基于存储部件7中所存储的多个故障率函数来计算故障率，并且基于故障率和累计总工作时间h来判断编码器1a的寿命。

第三实施例与第二实施例的不同之处在于以下几点。寿命检测装置4a将通常表示故障率函数的数学公式存储在存储部件7中，并且针对参数的各组合存储矩阵计算表，该矩阵计算表存储有存储部件7内所存储的数学公式中使用的系数。寿命判断部件8a使用存储部件7中所存储的数学公式以及矩阵计算表来计算故障率，并且基于故障率和累计总工作时间h来判断编码器1a的寿命。也就是说，第三实施例与第二实施例的不同之处在于第二实施例的图6的步骤st02中的提取最佳故障率函数的方法。

将基于图8a～8c来说明上述的步骤st02(参见图6)中的用于导出用于计算编码器1a的故障率的函数的方法。

寿命检测装置4a将通常表示故障率函数的数学公式存储在存储部件7中，并且针对参数的各组合存储图8a～8c所示的矩阵计算表，该矩阵计算表存储有存储部件7内所存储的数学公式中所使用的系数。寿命判断部件8a基于存储部件7中所存储的数学公式和计算部件6所计算出的平均值来导出最佳故障率函数。

在与计算部件6所计算出的平均值相对应的参数值处的系数未存储在矩阵计算表中的情况下，可以通过使用接近于计算部件6所计算出的值的多个参数处的系数进行补充来获得与计算部件6所计算出的值相对应的参数值处的系数。

在导出最佳故障率函数时，寿命判断部件8a将累计总工作时间h代入最佳故障率函数并且计算故障率。然后，通过故障率和累计总工作时间h来判断编码器1a的寿命。在判断结果达到第一警告阈值(warning)时，使通知部件9向用户通知编码器1a的寿命即将结束。在判断结果达到第二警告阈值(alarm)时，使通知部件9向用户通知编码器1a的寿命已结束。

同样根据第三实施例，除了与第一实施例中的(1)和(7)～(9)相同的作用和效果之外，还可以实现以下的作用和效果。

(11)即使在例如不能使用上述的等式(1)或等式(2)计算寿命判断时间h或h1～h3的情况下，或者在不能从存储部件7内所存储的多个故障率函数中提取最佳故障率函数的情况下，编码器1a的寿命检测装置4a可以通过使用平均值可输入至的矩阵计算表来容易地导出最佳故障率函数，由此确保基于故障率来判断组件的寿命。

第四实施例

以下将基于图9和图10来说明本发明的第四实施例。

注意，在以下的说明中，已经说明的部分将被赋予相同的附图标记，并且将省略对这些部分的说明。

图9是示出根据第四实施例的编码器1b中的寿命检测装置4b的配置的截面图，并且图10是示出编码器1b中的寿命检测装置4b的框图。

在第一实施例中，编码器1中的寿命检测装置4的环境状况检测部件5布置在头部3的内部。

第四实施例与第一实施例的不同之处在于，编码器1b中的寿命检测装置4b的环境状况检测部件5b布置在标尺架2b的内部。

如图9和图10所示，环境状况检测部件5b布置在标尺架2b的内部，因而寿命检测装置4b可以检测刻度22、光源31和受光部件32的寿命。

由于由光栅形成的刻度22是相当精细的狭缝，因此例如，在高温高湿环境中使用编码器1b的情况下，由于空气中的水分，因而灰尘有可能附着到狭缝。在灰尘附着时，经由刻度22的从光源31透过的光的量减少，这可能导致受光部件32的检测准确度下降。此外，例如，由于空气中的水分而导致灰尘附着到设置有光源31的发光部的表面，这也会减少光量，由此导致劣化。此外，同样，灰尘附着到受光部件32的受光面会减少受光量，这可能会促进劣化并降低检测准确度。因此，将环境状况检测部件5b布置在标尺架2b的内部，因而与将环境状况检测部件5b布置在其它场所的情况相比，可以准确地检测到刻度22、光源31和受光部件32的寿命。

同样根据第四实施例，除了与第一实施例中的(1)～(6)、(8)和(9)相同的作用和效果之外，还可以实现以下的作用和效果。

(12)由于环境状况检测部件5b布置在标尺架2b的内部，因此可以有效地判断作为标尺架2b内所布置的组件的标尺21的刻度22、光源31和受光部件32的寿命。

第五实施例

以下将基于图11和图12来说明本发明的第五实施例。

注意，在以下的说明中，已经说明的部分将被赋予相同的附图标记，并且将省略对这些部分的说明。

图11是示出根据第五实施例的编码器1c中的寿命检测装置4c的配置的截面图，并且图12是示出编码器1c中的寿命检测装置4c的框图。

在第一实施例中，编码器1中的寿命检测装置4的环境状况检测部件5布置在头部3的内部，并且在第四实施例中，编码器1b中的寿命检测装置4b的环境状况检测部件5b布置在标尺架2b的内部。

第五实施例与第一实施例和第四实施例的不同之处在于，如图11和图12所示，编码器1c中的寿命检测装置4c的环境状况检测部件5c布置在编码器1c的外部。

同样根据第五实施例，除了与第一实施例中的(1)～(6)、(8)和(9)相同的作用和效果之外，还可以实现以下的作用和效果。

(13)环境状况检测部件5c布置在编码器1c的外部；因此，可以有效地判断整个编码器1c(即，与寿命判断有关的所有组件)的寿命。

第六实施例

以下将基于图13来说明本发明的第六实施例。

注意，在以下的说明中，已经说明的部分将被赋予相同的附图标记，并且将省略对这些部分的说明。

图13是示出编码器1d中的寿命检测装置4d的框图。

在第五实施例中，编码器1c中的寿命检测装置4c的环境状况检测部件5c布置在编码器1c的外部。

第六实施例与第五实施例的不同之处在于以下几点。如图13所示，环境状况检测部件5d包括接收单元55，并且编码器1d包括环境检测单元51d、52d。环境检测单元51d、52d具有发送功能。该发送功能被配置为检测温度、湿度和电流中的至少任一个的状态，并且发送该状态的检测结果。接收单元55被配置为从环境检测单元51d、52d接收检测结果。寿命判断部件8被配置为基于经由接收单元55所接收到的检测结果判断构成编码器1d的组件的寿命。

具体地，布置在标尺架2d的内部的第一环境检测单元51d、布置在头部3d的内部的第二环境检测单元52d、以及接收单元55用作通信部件，该接收单元55布置在环境状况检测部件5d的内部，并且接收从第一环境检测单元51d和第二环境检测单元52d发送来的检测结果。第一环境检测单元51d和第二环境检测单元52d检测温度、湿度和电流的状态。第一环境检测单元51d和第二环境检测单元52d所检测到的检测结果被发送至接收单元55。累计总温度测量单元511、累计总湿度测量单元522和累计总电流测量单元533基于接收单元55所接收到的检测结果来测量各个状态的累计总数。

第一环境检测单元51d和第二环境检测单元52d与接收单元55的发送和接收是无线地进行的。注意，通信部件可以是有线的、而不是无线的，并且可以使用任何部件，只要第一环境检测单元51d和第二环境检测单元52d可以与接收单元55进行通信即可。

同样根据第六实施例，除了与第五实施例相同的作用和效果之外，还可以实现以下的作用和效果。

(14)环境状况检测部件5d可以包括接收单元来代替环境检测单元51d、52d；因此，即使在环境状况检测部件5d不能布置在编码器1d的期望位置的情况下，寿命判断部件8也可以基于经由接收单元所获得的检测结果来判断编码器1d中的组件的寿命。

对实施例的变形

注意，本发明不限于上述实施例，并且例如，落在可以实现本发明的目的的范围内的变形和改进也包括在本发明内。

例如，在各个实施例中，尽管编码器1和1a～1d是透射型光电线性编码器，但这些编码器可以是反射型光电线性编码器。这些编码器可以是旋转编码器、而不是光电线性编码器。总之，只要编码器包括容纳在标尺架中的标尺、以及沿着标尺相对移动并且检测与标尺的相对移动量的头部，就可以采用任何检测方法或配置。

在第一实施例和第四实施例～第六实施例中，尽管寿命判断部件8使用基于等式(1)和等式(2)所计算出的寿命判断时间h和h1～h3来判断寿命，但可以使用第二实施例中的函数图以及第三实施例中的矩阵计算表来判断寿命。另外，在第一实施例和第四实施例～第六实施例中，尽管寿命判断部件8使用等式(1)和等式(2)，但可以使用这些公式中的仅一个来计算寿命判断时间。可选地，不必一定使用等式(1)和等式(2)，并且可以通过除等式(1)、等式(2)、函数图和矩阵计算表以外的方法来计算寿命判断时间。

等式(1)、等式(2)、函数图和矩阵计算表可以以任意组合一起使用。

此外，在各个实施例中，尽管将温度和湿度这两者的状态检测为环境状况，但可以检测温度和湿度中的任一个的环境状况，并且可以基于该状态的检测结果来判断编码器的寿命。

总之，编码器所用的寿命检测装置仅需包括用于检测与编码器中的寿命检测有关的环境状况的环境状况检测部件和用于基于环境状况检测部件的检测结果来判断构成编码器的组件的寿命的寿命判断部件。

产业上的可利用性

如上所述，本发明可以适当地用在能够基于使用环境的环境状况来判断编码器的寿命的编码器所用的寿命检测装置中。