CN105651324A - 校正表格制作装置、编码器以及校正表格制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种校正表格制作装置、编码器以及校正表格制作方法，所述校正表格制作装置制作提高编码器的旋转角度位置的检测精度的校正表格。本发明的校正表格制作装置是制作对根据检测元件的信号检测旋转角度位置的编码器的误差进行校正的校正表格的装置。旋转一周误差计算部通过高精度误差检测装置计算每旋转一周由被检测对象即编码器检测出的旋转角度位置的误差量。固有误差分量计算部通过对计算出的旋转一周的误差量进行傅里叶变换来计算固有误差分量。校正表格制作部只对计算出的固有误差分量的主要误差周期分量的值进行傅里叶逆变换，制作以各旋转角度位置的误差量作为校正值的校正表格。校正表格保存部将制作好的校正表格保存于编码器的存储部。
Description
技术领域
本发明涉及一种制作对根据检测元件的信号检测旋转角度位置的编码器的误差进行校正的校正表格的校正表格制作装置、作为校正表格制作对象的编码器以及校正表格制作方法。
背景技术
以往存在一种能够将马达等的轴的旋转角度位置作为旋转角度位置数据检测出来的被称作磁式或者光学式的编码器(旋转编码器)的装置。
并且，在编码器中，存在将旋转角度位置变换为增量信号等后能够使用被称作A相、B相的两个传送线发送信号的编码器、或者能够发送绝对值的旋转角度位置数据的编码器等。
在专利文献1中记载了如下编码器的补偿值校正方法的技术：在根据与旋转体的旋转连动地变化的传感器元件的输出信号检测所述旋转体的角度位置的编码器中，为了消除所述角度位置的检测结果的误差而将校正所述输出信号的补偿值最优化，在每次开始向所述编码器供给电源时进行校正所述补偿值的校正工序，该校正工序包括两个工序：第一校正工序，在所述第一校正工序中，检测与理想状态下的所述输出信号的偏离量，并根据该偏离量校正所述补偿值；以及第二校正工序，所述第二校正工序在所述第一校正工序后，以比该第一校正工序小的增益校正所述补偿值。
专利文献1：日本特开2011-47824号公报
在此，专利文献1的编码器在工厂出货时将表示编码器的旋转角度位置的理想状态的固定补偿值(校正值)作为校正表格予以存储。该校正表格按各个产品单独制作并存储。
然而，在制作该校正表格时，即使通过高精度误差检测装置检测编码器的旋转角度位置，也存在在检测中产生随机误差(检测误差)的问题。因此，难以制作精度高的校正表格。
发明内容
鉴于这样的情况，本发明的目的是提供一种能够制作精度高的校正表格的校正表格制作装置。
本发明的校正表格制作装置是制作对根据检测元件的信号检测旋转角度位置的编码器的误差进行校正的校正表格的校正表格制作装置，其特征在于，包括：旋转一周误差计算单元，其利用高精度误差检测装置计算出每旋转一周由所述编码器检测出的所述旋转角度位置的误差量；固有误差分量计算单元，其通过对由所述旋转一周误差计算单元计算出的旋转一周的误差量进行傅里叶变换来计算出固有误差分量；校正表格制作单元，其只对由所述固有误差分量计算单元计算出的所述固有误差分量的主要误差周期分量的值进行傅里叶逆变换，来制作以各所述旋转角度位置的误差量作为校正值的所述校正表格；以及校正表格保存单元，其将由所述校正表格制作单元制作出的所述校正表格保存于所述编码器的存储单元。
通过像这样构成，利用固有误差分量中的主要误差周期分量制作校正表格，能够制作精度高的校正表格。因此，能够提供高精度地检测旋转角度位置的编码器。并且，通过将校正表格直接保存于编码器，能够提供可以缩短调整时间的校正表格制作装置。
在本发明的校正表格制作装置中，所述编码器的所述检测元件包括：可动被检测物，所述可动被检测物具有被磁化出一对S极和N极磁极的磁铁；以及A相感磁传感器以及B相感磁传感器,所述A相感磁传感器以及B相感磁传感器与所述磁铁相向，根据所述可动被检测物的位移，从所述A相感磁传感器输出正弦波状的A相信号，根据所述可动被检测物的位移，从所述B相感磁传感器输出正弦波状的B相信号，所述A相信号与所述B相信号的相位差为大致π/2，所述编码器具有旋转角度位置计算单元，所述旋转角度位置计算单元根据所述A相信号和所述B相信号计算出XY平面上的利萨如波形，并通过解析来检测所述可动被检测物的角度位置，所述可动被检测物每旋转一周，所述旋转角度位置计算单元计算出两个周期的所述利萨如波形。
通过像这样构成，能够根据磁编码器的特性制作精度高的校正表格。并且，由于能够通过具有被磁化出一对S极和N极磁极的磁铁的简单的检测元件来检测旋转角度位置，因此能够简化制造时的调整工序。
在本发明的校正表格制作装置中，每旋转一周，所述主要误差周期分量是2的乘方的周期分量。
由于马达每旋转一周A相信号以及B相信号是两个周期，因此通过像这样构成，通过以2的乘方来决定误差校正量，能够制作可以校正绝大多数的主要误差周期分量的校正表格。
在本发明的校正表格制作装置中，每旋转一周，所述主要误差周期分量至少是一周期分量、两周期分量、四周期分量以及八周期分量。
通过像这样构成，能够对包含每旋转一周的谐波分量中的低的谐波分量至三次谐波分量在内的分量进行校正，能够进行充分的校正，从而能够制作可以精确地检测旋转角度位置的校正表格。
本发明的编码器的特征在于，具有校正单元，所述校正单元从由所述校正表格制作装置制作并保存于所述存储单元的所述校正表格读取与使用状态下的所述旋转角度位置对应的所述校正值，并通过所述校正值校正误差。
通过像这样构成，由于事先将高精度的校正表格存储于存储部，因此不必进行除了通过校正表格进行校正以外的处理等，能够迅速地进行误差校正。
本发明的编码器在所述旋转一周误差计算单元中或者在旋转一周误差计算单元之后具有将旋转多周的误差量平均化的功能。
通过像这样构成，能够减少检测误差，制作可靠地反映编码器的主要误差周期分量的误差表格。
本发明的编码器在所述固有误差分量计算单元中或者在固有误差分量计算单元之后具有将旋转多周的各个固有误差分量平均化的功能。
通过像这样构成，能够减少检测误差，制作可靠地反映编码器的主要误差周期分量的误差表格。
本发明的校正表格制作方法是一种通过校正表格制作装置制作对根据检测元件的信号检测旋转角度位置的编码器的误差进行校正的校正表格的校正表格制作方法，其特征在于，利用高精度误差检测装置计算出每旋转一周由被检测对象即所述编码器检测出的所述旋转角度位置的误差量，并通过对计算出的旋转一周的误差量进行傅里叶变换来检测固有误差分量，只对计算出的所述固有误差分量的主要误差周期分量的值进行傅里叶逆变换，制作将各所述旋转角度位置的误差量作为校正值的所述校正表格，并将制作好的所述校正表格保存于所述编码器的存储单元。
通过像这样构成，利用主要误差周期分量制作校正表格，能够制作精度高的校正表格。
发明效果
根据本发明，通过制作抽出了编码器的固有误差分量的校正表格，能够提供一种制作抑制了检测误差的精度高的校正表格的校正表格制作装置。
附图说明
图1A是本发明的实施方式所涉及的编码器调整系统的系统结构图。
图1B是表示图1所示的校正表格制作装置的控制结构的模块图。
图1C是表示图1所示的编码器的控制结构的模块图。
图2是表示本发明的实施方式所涉及的编码器的硬件结构的概况的概念图。
图3是表示本发明的实施方式所涉及的编码器的旋转角度位置的计算方式的概念图。
图4是本发明的实施方式所涉及的校正表格制作处理的流程图。
图5是本发明的实施方式所涉及的编码器的固有误差分量的概念图。
图6是本发明的实施方式所涉及的编码器的固有误差分量的概念图。
图7A是表示本发明的实施方式的校正表格制作处理的结果例的图表。
图7B是表示本发明的实施方式的校正表格制作处理的结果例的图表。
图7C是表示本发明的实施方式的校正表格制作处理的结果例的图表。
(符号说明)
1校正表格制作装置
2编码器
3高精度误差检测装置
4马达
20信号处理部
21传感器芯片
22可动被检测物
110旋转一周误差计算部
120固有误差分量计算部
130校正表格制作部
140校正表格保存部
210旋转角度位置计算部
220校正部
230存储部
400校正表格
L旋转中心轴线
X编码器调整系统
具体实施方式
<实施方式>
参照图1A对本发明的实施方式所涉及的编码器调整系统X的结构进行说明。编码器调整系统X包括：校正表格制作装置1；编码器2；高精度误差检测装置3；以及马达4。
校正表格制作装置1是制作对编码器2的误差进行校正的校正表格400的装置。
校正表格制作装置1例如作为在制造编码器2时、工厂出货时或者通过维修进行调整时使用的制造装置或者调整装置的一部分构成。具体地说，校正表格制作装置1是具有专门用于个人计算机(PersonalComputer，PC)的逻辑板的装置等。校正表格制作装置1例如具有中央处理器(CentralProcessingUnit，CPU)等控制部，随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)、只读存储器(ReadOnlyMemory，ROM)、硬盘驱动器(HardDiskDrive，HDD)或者闪存等。
另外，在工厂出货后或者调整后等实际使用编码器2时，拆下校正表格制作装置1。
编码器2是能够根据检测元件的信号检测旋转角度位置的编码器2。编码器2一直将包括与马达4同轴的轴等的旋转体的角度作为旋转角度位置数据进行检测。
该旋转角度位置数据包括：表示旋转体的旋转周数的多周旋转数据；以及表示包括可动被检测物的旋转体的旋转角度的旋转一周内数据。并且，旋转角度位置数据是多周旋转数据与旋转一周内数据为连续的比特流的数据。其中，多周旋转数据具有数比特至数十比特的分辨率，旋转一周内数据具有数比特至数百比特的分辨率。
并且，编码器2根据来自校正表格制作装置1的指示，将旋转角度位置数据输出到校正表格制作装置1。并且，编码器2从校正表格制作装置1获取校正表格400(图1C)。
关于通过编码器2检测旋转角度的方式的详细情况将在后文叙述。
高精度误差检测装置3是用于误差检测的高精度的旋转角度检测用的编码器等。因此，高精度误差检测装置3还被称作“主编码器”等。高精度误差检测装置3以旋转中心轴与旋转中心轴线L一致的方式与编码器2连接，能够通过编码器2高精度地检测与编码器2相同的旋转角度位置。然而，即使是高精度误差检测装置3，也存在特定范围的角度误差。
并且，高精度误差检测装置3例如根据来自校正表格制作装置1的控制信号获取旋转角度位置数据，并输出到校正表格制作装置1。
另外，在使用时高精度误差检测装置3也被拆下。
马达4根据来自编码器2的旋转角度位置数据进行控制，使旋转体绕旋转中心轴线L旋转。
马达4是具有转子(rotor)、轴承(bearing)、定子(stator)以及托架(bracket)等的能够进行高精度的旋转控制的伺服马达等。
参照图1B以及图1C对各部分的功能结构进行更加详细的说明。
根据图1B，校正表格制作装置1具有：旋转一周误差计算部110(旋转一周误差计算单元)；固有误差分量计算部120(固有误差分量计算单元)；校正表格制作部130(校正表格制作单元)；以及校正表格保存部140(校正表格保存单元)等。
旋转一周误差计算部110通过高精度误差检测装置3计算出每旋转一周由编码器2检测出的旋转角度位置的误差量。具体地说，旋转一周误差计算部110对照由编码器2检测出的旋转角度位置和由高精度误差检测装置3检测出的旋转角度位置，计算出每旋转一周的差量(位置误差)。
固有误差分量计算部120通过对由旋转一周误差计算部110计算出的每旋转一周的误差量进行傅里叶变换来计算出固有误差分量。具体地说，固有误差分量计算部120对每旋转一周的误差量通过快速傅里叶变换(FastFourierTransform，FFT)等离散傅里叶变换(DiscreteFourierTransformation，DFT)方法计算出频率分量。固有误差分量计算部120从计算出的频率分量中抽出特定的周期分量作为固有误差分量。在本实施方式中，固有误差分量计算部120通过在该频率分量中获取包括20的2的乘方的周期分量，抽出主要误差周期分量。并且，该主要误差周期分量至少包括一周期分量、两周期分量、四周期分量以及八周期分量。即，固有误差分量计算部120获取2的乘方即20、21、22、23的周期分量。具体地说，固有误差分量计算部120获取傅里叶级数展开中的、与旋转一周的基本周期对应的项即一周期分量、为二次的项且轴每旋转一周变动两个周期的周期分量、为四次的项且轴每旋转一周变动四个周期的周期分量以及为八次的项且轴每旋转一周变动八个周期的周期分量。通过获取这些固有误差分量，能够抽出编码器的主要误差分量。关于因各周期的固有误差分量产生的误差的详细情况将在后文叙述。
另外，固有误差分量计算部120在抽出主要误差周期分量时，也可以获取24的分量即十六周期分量作为主要误差分量。并且，固有误差分量计算部120也可以获取十八周期分量。
校正表格制作部130只对由固有误差分量计算部120计算出的固有误差分量中的主要误差周期分量的值进行傅里叶逆变换，并制作以各旋转角度位置的误差量作为校正值的校正表格400(图1C)。校正表格制作部130例如只获取2的乘方的周期分量作为主要误差分量。具体地说，校正表格制作部130只对获取的2的乘方的周期分量通过快速傅里叶逆变换(InverseFastFourierTransform，IFFT)等进行离散傅里叶逆变换(InverseDiscreteFourierTransformation，IDFT),并制作旋转一周的量的校正表格400。此时，在抽出20、21、22以及23的周期分量的情况下，对它们进行IFFT计算所得的旋转一周的量的数列的数据构成校正表格400。如此，由于只通过主要误差周期分量制作校正表格400，因而能够减少高精度误差检测装置3的特定范围的角度误差的影响，能够可靠地反映编码器2的固有误差。
校正表格保存部140将由校正表格制作部130制作好的校正表格400保存于编码器2的存储部230。校正表格制作装置1通过特定的控制信号将制作好的校正表格400存储于编码器2的存储部230。
根据图1C，编码器2具有：旋转角度位置计算部210(旋转角度位置计算单元)；校正部220(校正单元)；以及存储部230(存储单元)。
旋转角度位置计算部210根据检测元件的信号计算出旋转角度位置。在通过校正表格制作装置1制作校正表格400时，旋转角度位置计算部210不对该计算出的旋转角度位置进行校正，就将其发送到校正表格制作装置1。
关于本实施方式中的旋转角度位置的计算方式在后文叙述。
校正部220在使用状态下从存储于存储部230的校正表格400读取与利用旋转角度位置计算部210在使用状态下检测出的旋转角度位置对应的校正值，并根据该校正值校正误差。具体地说，校正部220将旋转角度位置变换为后述分割角度位置，从校正表格400获取与该分割角度位置对应的校正值。校正部220通过在旋转角度位置的基础上加上或者减去该校正值来进行校正，计算出最终的旋转角度位置。
在使用状态下，该校正了的旋转角度位置被发送至上位装置(未图示)等。此时，校正部220例如可以在相位彼此偏离90度的信号的HL(H表示高电平信号、L表示低电平信号)的边沿通过A相、B相这两根传送线等将旋转角度位置作为增量信号发送。
存储部230是后述信号处理部20(图2)所包含的RAM、ROM、闪存等非临时的存储介质。在存储部230存储被检测出的旋转角度位置数据、临时数据以及控制程序等。
存储部230存储由校正表格制作装置1制作好的校正表格400。
如上所述，校正表格400是只对利用高精度误差检测装置3检测出的编码器2的角度位置的固有误差分量的主要误差周期分量的值进行傅里叶逆变换而制作出的表格。校正表格400例如是对包括每旋转一周的谐波的周期分量中的20、21、22、23的周期分量，即低的谐波分量至三次谐波分量在内的分量进行校正的表格。具体地说，校正表格400包括各旋转角度位置的误差量作为校正值。在编码器2中，通过使用校正表格400校正旋转角度位置，能够进行充分的校正，能够精确地进行位置检测。
另外，该校正表格400也可不记忆与编码器2的角度分辨率对应的全部旋转角度位置的校正值。在这种情况下，校正表格400存储与通过特定的分割数将旋转一周分割而得的分割角度位置对应的校正值。具体地说，例如即使在编码器2的角度分辨率是20比特以上的情况下，校正表格400也能够存储与8比特至16比特这样的分割角度位置对应的校正值。另外，在使用状态下读取这样的校正值的情况下，也可进行直线插补、样条插补等而使用。
旋转角度位置的计算方式
在此，根据图2、图3，对通过本发明的实施方式所涉及的编码器2计算旋转角度位置的方式进行说明。
根据图2，编码器2包括：检测元件；以及信号处理部20。其中，检测元件由具有被磁化出一对S极和N极磁极的磁铁的可动被检测物22和与磁铁相向的传感器芯片21构成。
传感器芯片21是磁阻元件的传感器芯片等。
如图2所示，传感器芯片21配置于磁铁的旋转中心轴线L上，并且在旋转中心轴线L的方向上与磁铁的磁化边界部分相向。因此，传感器芯片21的感磁膜能够以电阻值的饱和灵敏度区域以上的磁场强度检测旋转磁场。
并且，传感器芯片21在内部包含相对于磁铁的相位彼此具有90°(π/2)的相位差的A相感磁传感器以及B相感磁传感器。来自传感器芯片21的A相信号以及B相信号分别被放大器(Amplifier)增幅后输入信号处理部20。
信号处理部20包括具有记录介质的微控制器、数字信号处理器(DigitaLSignalProcessor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)等。并且，信号处理部20对由放大器增幅了的A相信号以及B相信号进行模数(AnalogtoDigital，A/D)变换。
并且，信号处理部20根据A/D变换后的信号检测旋转角度位置和旋转速度等。因此，信号处理部20通过执行存储于存储介质的控制程序(未图示)来作为上述旋转角度位置计算部210以及校正部220起作用。
在此，根据图3，对通过旋转角度位置计算部210根据A相信号以及B相信号计算旋转角度位置的方法进行说明。
根据图3(a)，从A相感磁传感器输出与可动被检测物22的位移对应的正弦波状的A相信号(sin)，从B相感磁传感器输出正弦波状的B相信号(cos)。并且，A相信号与B相信号的相位差为大致π/2(90°)。另外，在图3(a)的图表中，横轴表示角度(°)，纵轴表示值。
根据图3(b)，旋转角度位置计算部210根据A相信号以及B相信号计算出将X轴作为B相信号并将Y轴作为A相信号的XY平面上的利萨如波形，并通过解析检测出可动被检测物22的角度位置θ。
根据图3(a)以及图3(b)，可动被检测物22每旋转一周，旋转角度位置计算部210计算出两个周期的利萨如波形。这是因为A相感磁传感器以及B相感磁传感器各自只检测磁场的强度。因此，旋转角度位置计算部210通过未图示的霍尔元件等判断位于由A相信号(Sin)、B相信号(cos)形成的两个周期的利萨如波形的哪一个周期。旋转角度位置计算部210根据可动被检测物22的角度位置θ与该判断出的周期计算出最终的旋转角度位置。该旋转角度位置是绝对值，是以通过角度分辨率R将一周分解了的值作为单位表示的整数值。该角度分辨率R的值在使用20比特的分辨率的检测元件的情况下是2＾20＝1048576。并且，关于该整数值，也可使用符号占1比特的2的补数。
校正表格制作处理
接下来，根据图4至图7C对通过本发明的实施方式所涉及的编码器调整系统X检测旋转角度位置的处理进行说明。
在本实施方式的处理中，首先，根据从高精度误差检测装置3和编码器2获取的旋转角度位置计算出误差。接下来，通过FFT从计算出的误差中抽出主要误差分量。通过只对该抽出的主要误差分量进行IFFT来制作校正表格400。制作好的校正表格400保存于编码器2。
本实施方式的旋转角度位置检测处理主要是校正表格制作装置1的控制部(未图示)与各部分协作并使用硬件资源执行存储于存储部(未图示)的控制程序(未图示)。并且，在校正表格制作装置1的存储部临时存储有从编码器2以及高精度误差检测装置3获取的旋转角度位置数据、根据这些旋转角度位置数据计算出的旋转一周误差表格以及校正表格400等用于处理。
以下，根据图4的流程图，分步骤说明旋转角度位置检测处理的详细情况。
(步骤S101)
首先，旋转一周误差计算部110进行旋转一周误差计算处理。
旋转一周误差计算部110进行使马达4旋转一周或者旋转多周的控制，向编码器2和高精度误差检测装置3下达发送旋转角度位置的控制信号。此时，旋转一周误差计算部110通过串行通信等向编码器2下达控制信号，使其变更为“调整模式”等动作模式。在该“调整模式”下，编码器2不使用存储于存储部230的校正表格400，不对旋转角度位置进行校正就将旋转角度位置发送至校正表格制作装置1。
旋转一周误差计算部110分别从编码器2和高精度误差检测装置3获取旋转角度位置。旋转一周误差计算部110将高精度误差检测装置3的旋转角度位置减去编码器2的旋转角度位置以计算出误差E。并且，旋转一周误差计算部110临时将计算出的各误差E作为与各旋转角度位置对应的旋转一周误差表格予以存储。此时，旋转一周误差计算部110将旋转一周误差表格作为与分割角度位置对应的采样点的集合予以存储。
(步骤S102)
接下来，固有误差分量计算部120进行固有误差分量计算处理。
固有误差分量计算部120对旋转一周误差表格执行一维FFT，将各频率分量作为固有误差分量计算出。并且，固有误差分量计算部120将计算出的固有误差分量中的一周期分量、两周期分量、四周期分量以及八周期分量作为主要误差周期分量抽出。因检测元件的特性，马达4每旋转一周，解析的利萨如波形是两个周期，并且为2的乘方，因此通过只抽出这些周期分量，能够校正编码器2的主要误差。
根据图5(a)至图6(b)，对编码器2的旋转角度位置检测的固有误差分量的详细情况进行说明。
图5(a)是一周期分量的概念图。图5(a)表示描绘了高精度误差检测装置3的A相信号A0和编码器2的具有一周期分量的误差的A相信号A1的图表。一周期分量主要是安装误差，即与编码器2的可动被检测物22的旋转中心轴线L的轴偏离相关的误差。图5(a)的图表中，横轴表示角度(°)，纵轴表示值。具体地说，该误差因磁铁的公转中心偏离而产生。由于磁铁一边自转一边公转，因此若磁铁靠近磁阻元件，则值较晚变化，若磁铁远离磁阻元件，则值较早变化。
图5(b)是两周期分量的概念图。图5(b)表示描绘了高精度误差检测装置3的A相信号A0、B相信号B0和编码器2的具有两周期分量的误差的A相信号A2、B相信号B2的利萨如波形。该两周期分量的误差主要表示与利萨如波形的中心轴即A相信号和B相信号的波形的偏离相关的误差。该两周期分量的误差因时间的流逝、温度变化、A相感磁传感器以及B相感磁传感器的电桥电阻的误差等产生。
图6(a)是四周期分量的概念图。图6(a)表示描绘了与图5(b)相同的A相信号A0、B相信号B0和编码器2的具有四周期分量的误差的A相信号A4、B相信号B4的利萨如波形。该四周期分量的误差是以利萨如波形呈椭圆状的方式表现的误差。该四周期分量的误差包括因传感器芯片21的形状与磁铁的形状以及磁通的关系而产生的误差等。
图6(b)是八周期分量的概念图。图6(b)表示描绘了与图5(b)、图6(a)相同的A相信号A0、B相信号B0和编码器2的具有八周期分量的误差的A相信号A8、B相信号B8的利萨如波形。该八周期分量的误差是在利萨如波形中以将π/2的顶点彼此连接的各1/4圆弧的中点靠向内侧的方式表现的误差。该八周期分量的误差是因磁阻元件的特性产生的误差，主要包括磁阻元件在磁通作用下产生的电阻值变化达到饱和所造成的误差。
图7A表示实际针对作为样机的磁编码器2计算出周期分量的结果的例子。在图表中，横轴表示周期分量，纵轴表示各周期分量的值(光谱强度)。
可知一周期分量、两周期分量、四周期分量、八周期分量的光谱强度较高，占支配地位。因此，通过将各频率分量中的一周期分量、两周期分量、四周期分量以及八周期分量作为固有误差分量，能够抽出编码器2的主要的误差分量。
另外，在全部误差分量中还存在1％至2％左右的16周期分量，还存在0.5％左右的18周期分量。除此之外的分量可认为是高精度误差检测装置3和编码器2的检测所产生的随机误差(白噪声)。该随机误差包括轴承等的滑动、热噪声、电源噪音等。
(步骤S103)
接下来，校正表格制作部130进行校正表格制作处理。
校正表格制作部130只对从计算出的固有误差分量中抽出的主要误差周期分量的值进行傅里叶逆变换。
具体地说，校正表格制作部130只使用抽出的固有误差分量即一周期分量、两周期分量、四周期分量以及八周期分量的值进行一维IFFT。具体地说，校正表格制作部130通过IFFT计算出与各旋转角度位置中的通过特定的分割数将旋转一周分割而得到的分割角度位置对应的值。校正表格制作部130以该计算出的值作为校正值制作出校正表格400，并临时存储。
图7B表示由旋转一周误差计算部110计算出的旋转一周误差表格的图表和由校正表格制作部130制作的校正表格制作的例子。在图表中，横轴表示分割角度位置，纵轴表示校正值。
图7C是将图7B的一部分放大的图。
如此，通过校正表格制作部130只对主要误差周期分量的值进行傅里叶逆变换而制作出的校正表格400示出了比旋转一周误差表格缓和的变化。即，可知减少了检测所导致的随机误差，良好地反映了固有误差分量。若通过该缓和的校正表格400校正编码器2，则测定的精度提高。
(步骤S104)
接下来，校正表格保存部140进行校正表格保存处理。
校正表格保存部140向编码器2发送特定的控制信号，例如，以使其变为“校正表格400改写模式”的方式进行控制。编码器2在该“校正表格400改写模式”中将从校正表格制作装置1发送来的校正表格400存储于存储部230。
校正表格保存部140向变为“校正表格400改写模式”的编码器2发送制作好的校正表格400。由此，校正表格保存部140使编码器2的存储部230存储校正表格400。
通过以上步骤，本发明的实施方式所涉及的校正表格制作处理结束。
本发明实施方式的主要效果
通过如上所述那样构成，能够获得以下效果。
以往，在校正编码器的旋转角度位置的误差时，在各旋转角度位置检测与高精度误差检测装置的误差，并将其值作为校正表格存储于编码器。然而，在该检测中包括了测量误差。
与此相对，本发明是实施方式所涉及的校正表格制作装置1是制作对根据检测元件的信号检测旋转角度位置的编码器2的误差进行校正的校正表格400的校正表格制作装置1，其特征在于，包括：旋转一周误差计算部110，其利用高精度误差检测装置3计算出每旋转一周由编码器2检测出的旋转角度位置的误差量；固有误差分量计算部120，其通过对由旋转一周误差计算部110计算出的旋转一周的误差量进行傅里叶变换来计算出固有误差分量；校正表格制作部130，其只对由固有误差分量计算部120计算出的固有误差分量的主要误差周期分量的值进行傅里叶逆变换，来制作以各旋转角度位置的误差量作为校正值的校正表格400；以及校正表格保存部140，其将由校正表格制作部130制作出的校正表格400保存于编码器2的存储部230。
通过像这样构成，利用从固有误差分量中抽出的主要误差周期分量计算误差的校正量，能够制作精度高的校正表格400。即，通过利用主要误差周期分量制作校正表格400，能够抑制在通过高精度误差检测装置3检测误差时的测量误差。因此，在具有该校正表格400的编码器2中，能够精确地检测旋转角度位置。
并且，本实施方式的校正表格制作装置1能够直接将误差的校正值的校正表格400存储于编码器2的存储部230。因此，能够迅速地调整旋转角度位置。并且，能够减少误差调整所需要的工夫，从而能够降低调整成本。
本发明的实施方式所涉及的校正表格制作装置1的特征在于，校正表格制作对象即编码器2的检测元件包括：可动被检测物22，所述可动被检测物22具有被磁化出一对S极和N极磁极的磁铁；以及A相感磁传感器以及B相感磁传感器,所述A相感磁传感器以及B相感磁传感器与磁铁相向，根据可动被检测物22的位移，从A相感磁传感器输出正弦波状的A相信号，根据可动被检测物22的位移，从B相感磁传感器输出正弦波状的B相信号，A相信号与B相信号的相位差为大致π/2，编码器2具有旋转角度位置计算部210，所述旋转角度位置计算部210根据A相信号和B相信号计算出XY平面上的利萨如波形，并通过解析来检测可动被检测物22的角度位置，可动被检测物22每旋转一周，角度位置计算部210计算出两个周期的利萨如波形。
通过像这样构成，容易计算固有误差分量的主要误差周期分量，能够制作精度高的校正表格400。并且，由于使用通过具有磁化出一对S极和N极磁极的简单的磁铁的检测元件检测旋转角度位置的编码器2，因此在制造工序中旋转角度位置的调整变得容易。
本发明的实施方式所涉及的校正表格制作装置1的特征在于，每旋转一周，编码器2的主要误差周期分量是2的乘方的周期分量。
在此，马达4每旋转一周，利萨如波形是两个周期。因此，通过像这样构成，根据2的乘方的主要误差分量计算校正量，能够制作可以校正编码器2的几乎全部的固有误差的校正表格。
本发明的实施方式所涉及的校正表格制作装置1的特征在于，每旋转一周，主要误差周期分量至少是一周期分量、两周期分量、四周期分量以及八周期分量。
在此，一周期分量、两周期分量、四周期分量以及八周期分量是所谓的2的乘方即20、21、22、23的分量。即，能够将包含每旋转一周的谐波分量中的低的谐波分量至三次谐波分量在内的固有误差分量用作主要误差分量，能够进行充分的校正，从而能够制作良好地反映了固有误差分量的校正表格400。因此，能够利用编码器2精确地检测旋转角度位置。
本发明的实施方式所涉及的编码器2的特征在于，具有校正部220，所述校正部220从由校正表格制作装置1制作并存储于存储部230的校正表格400读取与使用状态下的旋转角度位置对应的校正值，并根据该校正值校正误差。
通过像这样构成，由于将精度高的校正表格400事先存储于存储部230，因此只要读取该校正表格400并进行误差校正，就能够迅速地进行精度高的旋转角度位置的检测。此时，不必通过校正表格400之外的校正式等来进行校正，减轻了信号处理部20的校正处理负担，能够迅速地检测旋转角度位置并输出。并且，由于将精度高的校正表格400存储于存储部230，因此能够减少因年久老化等导致的旋转角度位置检测的调整频度。
其他实施方式
另外，在上述实施方式中，记载了校正表格制作装置1获取高精度误差检测装置3以及编码器2的旋转角度位置来计算误差。
然而，也可以是如下结构：高精度误差检测装置3直接获取编码器2的旋转角度位置并计算出误差，只将误差发送至校正表格制作装置1，使校正表格制作装置1的旋转一周误差计算部110获取该误差。并且，高精度误差检测装置3自身也可以是具有校正表格制作装置1的功能的检查装置。
并且，在上述实施方式中，记载了校正表格制作装置1在制作出校正表格400后直接将其存储于编码器2的例子。
然而，在通过校正表格制作装置1制作出校正表格400之后，也可将其保存于闪存等外部存储介质等，然后存将该外部存储介质存储于编码器2。
通过像这样构成，能够灵活地形成编码器调整系统的结构，从而能够降低成本
并且，在上述实施方式中，记载了校正表格制作装置1获取旋转一周的误差量来制作误差表格，然后制作校正表格400的例子。
然而，也可以利用高精度误差检测装置3和编码器2计算出旋转多周的误差量，并以能够将这些误差平均化的方式，在旋转一周误差计算单元中或者在旋转一周误差计算单元后具有平均化的功能。或者也可以利用高精度误差检测装置3和编码器2计算出旋转多周的误差量，并以在通过固有误差分量计算单元根据这些旋转多周的误差量计算出旋转多周的固有误差分量之后能够将这些固有误差分量平均化的方式，在固有误差分量计算单元中或者在固有误差分量计算单元之后具有平均化的功能。并且，制作好的校正表格400自身也可以进行平滑化等的后处理。
由此，减少了检测误差，能够制作可靠地反映了编码器2的主要误差周期分量的误差表格。
另外，上述实施方式的结构以及动作是一个例子，在不脱离本发明的主旨的范围内可进行适当变更是不言而喻的。
Claims (9)
1.一种校正表格制作装置，制作对根据检测元件的信号检测旋转角度位置的编码器的误差进行校正的校正表格，其特征在于，包括：
旋转一周误差计算单元，其利用高精度误差检测装置计算出每旋转一周由所述编码器检测出的所述旋转角度位置的误差量；
固有误差分量计算单元，其通过对由所述旋转一周误差计算单元计算出的旋转一周的误差量进行傅里叶变换来计算出固有误差分量；
校正表格制作单元，其只对由所述固有误差分量计算单元计算出的所述固有误差分量的主要误差周期分量的值进行傅里叶逆变换，来制作以各所述旋转角度位置的误差量作为校正值的所述校正表格；以及
校正表格保存单元，其将由所述校正表格制作单元制作出的所述校正表格保存于所述编码器的存储单元。
2.根据权利要求1所述的校正表格制作装置，其特征在于，
所述编码器的所述检测元件包括：
可动被检测物，所述可动被检测物具有被磁化出一对S极和N极磁极的磁铁；以及
A相感磁传感器以及B相感磁传感器,所述A相感磁传感器以及B相感磁传感器与所述磁铁相向，
根据所述可动被检测物的位移，从所述A相感磁传感器输出正弦波状的A相信号，根据所述可动被检测物的位移，从所述B相感磁传感器输出正弦波状的B相信号，所述A相信号与所述B相信号的相位差为大致π/2，
所述编码器具有旋转角度位置计算单元，所述旋转角度位置计算单元根据所述A相信号和所述B相信号计算出XY平面上的利萨如波形，并通过解析来检测所述可动被检测物的角度位置，
所述可动被检测物每旋转一周，所述旋转角度位置计算单元计算出两个周期的所述利萨如波形。
3.根据权利要求2所述的校正表格制作装置，其特征在于，
每旋转一周，所述主要误差周期分量是2的乘方的周期分量。
4.根据权利要求3所述的校正表格制作装置，其特征在于，
每旋转一周，所述主要误差周期分量至少是一周期分量、两周期分量、四周期分量以及八周期分量。
5.根据权利要求1所述的校正表格制作装置，其特征在于，
每旋转一周，所述主要误差周期分量是2的乘方的周期分量。
6.一种编码器，其特征在于，
所述编码器具有校正单元，所述校正单元从由权利要求1至4中任一项所述的校正表格制作装置制作并保存于所述存储单元的所述校正表格读取与使用状态下的所述旋转角度位置对应的所述校正值，并通过所述校正值校正误差。
7.根据权利要求5所述的编码器，其特征在于，
在所述旋转一周误差计算单元中或者在旋转一周误差计算单元之后具有将旋转多周的误差量平均化的功能。
8.根据权利要求5所述的编码器，其特征在于，
在所述固有误差分量计算单元中或者在固有误差分量计算单元之后具有将旋转多周的各个固有误差分量平均化的功能。
9.一种校正表格制作方法，通过校正表格制作装置制作对根据检测元件的信号检测旋转角度位置的编码器的误差进行校正的校正表格，其特征在于，
利用高精度误差检测装置计算出每旋转一周由被检测对象即所述编码器检测出的所述旋转角度位置的误差量，
通过对计算出的旋转一周的误差量进行傅里叶变换来检测固有误差分量，
只对计算出的所述固有误差分量的主要误差周期分量的值进行傅里叶逆变换，制作将各所述旋转角度位置的误差量作为校正值的所述校正表格，
将制作好的所述校正表格保存于所述编码器的存储单元。
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