JP2011196868A - Apparatus for correction of position data, encoder, motor system, and position data correction method - Google Patents

Apparatus for correction of position data, encoder, motor system, and position data correction method Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position data correction apparatus, along with an encoder, motor system and position data correction method, capable of correcting an error more easily and properly.SOLUTION: The position data correction apparatus 100 includes: a pitch specification part 102 for specifying a positioned pitch, based on position data of a moving body generated based on a detection signal fluctuating by one period with one pitch; a pitch inside position specification part 101 for specifying a positioned pitch inside position based on the position data; a memory 103 in which each parameter of a linear error function is recorded beforehand in each of a plurality of sections set respectively in each pitch; a parameter acquisition unit 104 for acquiring a parameter corresponding to a section based on the specified pitch and the pitch inside position; an error correction value calculation unit 105 for calculating an error correction value of the pitch inside position based on the parameter; and a position data correction unit 107 for correcting position data based on the error correction value.

Description

本発明は、位置データ補正装置、エンコーダ、モータシステム及び位置データ補正方法に関する。   The present invention relates to a position data correction device, an encoder, a motor system, and a position data correction method.

移動体の位置や速度等の物理量を測定するために、エンコーダが使用される。
このエンコーダは、移動体の移動方向に応じて、主に回転型(以下「ロータリ」ともいう。)と直線型(以下「リニア」ともいう。)に大別される。
An encoder is used to measure physical quantities such as the position and speed of the moving body.
This encoder is roughly classified into a rotary type (hereinafter also referred to as “rotary”) and a linear type (hereinafter also referred to as “linear”) according to the moving direction of the moving body.

ロータリエンコーダは、回転位置検出装置等ともいわれ、移動体(回転体)の位置(角度)や速度(回転速度)等を検出する。一方、リニアエンコーダは、直線位置検出装置等ともいわれ、移動体の位置や速度等を検出する。   The rotary encoder is also referred to as a rotational position detection device or the like, and detects the position (angle), speed (rotational speed), etc. of the moving body (rotating body). On the other hand, the linear encoder is also referred to as a linear position detection device or the like, and detects the position and speed of the moving body.

このようなエンコーダとして、移動体の移動に伴ない、その移動量に応じて周期的に変化する検出信号を取得し、その検出信号を演算処理することにより位置等を検出するエンコーダが広く使用されている。一方、エンコーダには、例えば、特許文献1のような位置データ補正装置が使用され、この位置データ補正装置により、検出信号に含まれる誤差が補正されることがある。   As such an encoder, an encoder that acquires a detection signal that periodically changes in accordance with the amount of movement of the moving body and detects the position or the like by calculating the detection signal is widely used. ing. On the other hand, for example, a position data correction device such as that disclosed in Patent Document 1 is used as the encoder, and an error included in the detection signal may be corrected by the position data correction device.

国際公開2007/060840号International Publication No. 2007/060840

例えば特許文献1に記載の位置データ補正装置は、移動時間の遅れや位置検出機構に含まれる製造誤差などにより生じた位置誤差を、予め特定してベキ級数で表した補正関数として記録しておき、この補正関数から得られる誤差補正値により、誤差を補正する。このような位置データ補正装置によれば、各位置データ毎に誤差補正値を記録しておく必要がないため、記録するデータ量を低減できる。なお、このような特許文献1に記載の位置データ補正装置では、位置誤差として、周期的な検出信号の1周期内(1ピッチ内)において正弦波状に変化する位置誤差を対象としている。   For example, the position data correction apparatus described in Patent Document 1 records a position error caused by a delay in movement time or a manufacturing error included in the position detection mechanism as a correction function that is specified in advance and expressed as a power series. The error is corrected by the error correction value obtained from this correction function. According to such a position data correction apparatus, it is not necessary to record an error correction value for each position data, so that the amount of data to be recorded can be reduced. In the position data correction apparatus described in Patent Document 1, the position error is a position error that changes sinusoidally within one period (within one pitch) of a periodic detection signal.

一方、実際のエンコーダでは、例えば光学式エンコーダの場合には設計と異なる部材からの反射光や外光が誤差を生じさせたり、他の発光源からの光などのような迷光が誤差を生じさせることがある。そして、この場合、位置誤差には、正弦波成分だけでなく、非正弦波成分が含まれることが多い。   On the other hand, in an actual encoder, for example, in the case of an optical encoder, reflected light or external light from a member different from the design causes an error, or stray light such as light from another light source causes an error. Sometimes. In this case, the position error often includes not only a sine wave component but also a non-sine wave component.

非正弦波成分を含む位置誤差は、上記特許文献1に記載の位置データ補正装置では補正することが難しい。これに対して、例えばベキ級数の次数を高くしたりフーリエ変換等を使用するなど、非正弦波成分を含む位置誤差をも正確に再現する場合、記憶しておくべきデータ量が増大するばかりか、計算量も増大する。従って、非正弦波成分を含む位置誤差を適切かつ容易に補正することは難しい。   It is difficult to correct a position error including a non-sinusoidal component with the position data correction apparatus described in Patent Document 1. On the other hand, when accurately reproducing position errors including non-sinusoidal components, for example, by increasing the power series order or using Fourier transform, the amount of data to be stored increases. The amount of calculation also increases. Therefore, it is difficult to appropriately and easily correct a position error including a non-sinusoidal component.

そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、より容易かつ適切に誤差を補正することが可能な、位置データ補正装置、エンコーダ、モータシステム及び位置データ補正方法を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a position data correction device, an encoder, and a motor that can correct errors more easily and appropriately. A system and a position data correction method are provided.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、移動体が1ピッチ分移動する毎に振幅が1周期変動する検出信号に基づいて生成される上記移動体の位置を表す位置データに基づいて、上記移動体が位置する上記ピッチを特定するピッチ特定部と、
上記位置データに基づいて、上記移動体が位置するピッチ内位置を特定するピッチ内位置特定部と、
上記ピッチ内位置が入力されると該ピッチ内位置における誤差補正値を導出する線形の誤差関数のパラメータが、上記ピッチそれぞれに設定された複数の区間毎に予め記録されたメモリと、
上記ピッチ特定部が特定したピッチと、上記ピッチ内位置特定部が特定したピッチ内位置とに基づいて、上記移動体が位置する上記区間に対応した上記パラメータを、上記メモリから取得するパラメータ取得部と、
上記パラメータ取得部が取得したパラメータに基づいて、上記ピッチ内位置特定部が特定したピッチ内位置の誤差補正値を算出する誤差補正値算出部と、
上記誤差補正値算出部が算出した当該誤差補正値に基づいて、上記位置データ生成部が生成した位置データを補正する位置データ補正部と、
を有する、位置データ補正装置が提供される。
In order to solve the above-described problem, according to an aspect of the present invention, position data representing a position of the moving body generated based on a detection signal whose amplitude varies by one period each time the moving body moves by one pitch. A pitch specifying unit for specifying the pitch at which the moving body is located, and
Based on the position data, an in-pitch position specifying unit that specifies an in-pitch position where the moving body is located;
When a position in the pitch is inputted, a linear error function parameter for deriving an error correction value at the position in the pitch is recorded in advance for each of a plurality of sections set for the pitch, and
A parameter acquisition unit that acquires, from the memory, the parameter corresponding to the section in which the moving body is located based on the pitch specified by the pitch specifying unit and the in-pitch position specified by the in-pitch position specifying unit. When,
Based on the parameters acquired by the parameter acquisition unit, an error correction value calculation unit that calculates an error correction value of the position within the pitch specified by the position determination unit within the pitch, and
A position data correction unit that corrects the position data generated by the position data generation unit based on the error correction value calculated by the error correction value calculation unit;
A position data correction apparatus is provided.

また、上記線形の誤差関数による誤差補正値の変化が1の上記ピッチ内で2以上の三角波形状となるように、上記ピッチそれぞれに対して、上記パラメータが4以上の上記区間毎に設定され、
少なくとも1以上の上記ピッチ内における上記パラメータは、上記2以上の三角波形状の誤差補正値における2以上の極値の絶対値が相異なるように設定されてもよい。
In addition, the parameter is set for each of the four or more sections for each of the pitches so that the change of the error correction value by the linear error function becomes two or more triangular wave shapes within the one pitch.
The parameter in at least one or more of the pitches may be set so that absolute values of two or more extreme values in the two or more triangular wave shape error correction values are different.

また、上記パラメータには、上記ピッチにおける上記区間それぞれの長さが含まれてもよい。   The parameter may include the length of each section in the pitch.

また、上記ピッチ特定部が特定したピッチと、上記ピッチ内位置特定部が特定したピッチ内位置とに基づいて、上記誤差補正値算出部により算出された誤差補正値をフィルタリングして上記位置データ補正部に出力するフィルタを更に有してもよい。   The position data correction is performed by filtering the error correction value calculated by the error correction value calculation unit based on the pitch specified by the pitch specifying unit and the position in the pitch specified by the in-pitch position specifying unit. You may further have the filter output to a part.

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、移動体が1ピッチ分移動する毎に振幅が1周期変動する検出信号を少なくとも取得する検出信号取得部と、
上記検出信号取得部が取得した検出信号に基づいて、上記移動体の位置を表す位置データを生成する位置データ生成部と、
上記位置データ生成部が生成した位置データに基づいて、上記移動体が位置する上記ピッチを特定するピッチ特定部と、
上記位置データ生成部が生成した位置データに基づいて、上記移動体が位置するピッチ内位置を特定するピッチ内位置特定部と、
上記ピッチ内位置が入力されると該ピッチ内位置における誤差補正値を導出する線形の誤差関数のパラメータが、上記ピッチそれぞれに設定された複数の区間毎に予め記録されたメモリと、
上記ピッチ特定部が特定したピッチと、上記ピッチ内位置特定部が特定したピッチ内位置とに基づいて、上記移動体が位置する上記区間に対応した上記パラメータを、上記メモリから取得するパラメータ取得部と、
上記パラメータ取得部が取得したパラメータに基づいて、上記ピッチ内位置特定部が特定したピッチ内位置の誤差補正値を算出する誤差補正値算出部と、
上記誤差補正値算出部が算出した当該誤差補正値に基づいて、上記位置データ生成部が生成した位置データを補正する位置データ補正部と、
を有する、エンコーダが提供される。
In order to solve the above-described problem, according to another aspect of the present invention, a detection signal acquisition unit that acquires at least a detection signal whose amplitude fluctuates by one period every time the moving body moves by one pitch;
Based on the detection signal acquired by the detection signal acquisition unit, a position data generation unit that generates position data representing the position of the moving body;
Based on the position data generated by the position data generation unit, a pitch specifying unit that specifies the pitch at which the moving body is located;
Based on the position data generated by the position data generation unit, an in-pitch position specifying unit that specifies an in-pitch position where the moving body is located;
When a position in the pitch is inputted, a linear error function parameter for deriving an error correction value at the position in the pitch is recorded in advance for each of a plurality of sections set for the pitch, and
A parameter acquisition unit that acquires, from the memory, the parameter corresponding to the section in which the moving body is located based on the pitch specified by the pitch specifying unit and the in-pitch position specified by the in-pitch position specifying unit. When,
Based on the parameters acquired by the parameter acquisition unit, an error correction value calculation unit that calculates an error correction value of the position within the pitch specified by the position determination unit within the pitch, and
A position data correction unit that corrects the position data generated by the position data generation unit based on the error correction value calculated by the error correction value calculation unit;
An encoder is provided.

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、移動体を移動させるモータと、
上記移動体の位置を表す位置データに基づいて、上記モータを制御する制御装置と、
上記移動体の位置を検出し、当該位置を表す位置データに含まれる誤差を補正して上記制御装置に出力するエンコーダと、
を有し、
上記エンコーダは、
移動体が1ピッチ分移動する毎に振幅が1周期変動する検出信号を少なくとも取得する検出信号取得部と、
上記検出信号取得部が取得した検出信号に基づいて、上記移動体の位置を表す位置データを生成する位置データ生成部と、
上記位置データ生成部が生成した位置データに基づいて、上記移動体が位置する上記ピッチを特定するピッチ特定部と、
上記位置データ生成部が生成した位置データに基づいて、上記移動体が位置するピッチ内位置を特定するピッチ内位置特定部と、
上記ピッチ内位置が入力されると該ピッチ内位置における誤差補正値を導出する線形の誤差関数のパラメータが、上記ピッチそれぞれに設定された複数の区間毎に予め記録されたメモリと、
上記ピッチ特定部が特定したピッチと、上記ピッチ内位置特定部が特定したピッチ内位置とに基づいて、上記移動体が位置する上記区間に対応した上記パラメータを、上記メモリから取得するパラメータ取得部と、
上記パラメータ取得部が取得したパラメータに基づいて、上記ピッチ内位置特定部が特定したピッチ内位置の誤差補正値を算出する誤差補正値算出部と、
上記誤差補正値算出部が算出した当該誤差補正値に基づいて、上記位置データ生成部が生成した位置データを補正する位置データ補正部と、
を有する、モータシステムが提供される。
Moreover, in order to solve the said subject, according to another viewpoint of this invention, the motor which moves a moving body,
A control device for controlling the motor based on position data representing the position of the moving body;
An encoder that detects a position of the moving body, corrects an error included in position data representing the position, and outputs the error to the control device;
Have
The encoder is
A detection signal acquisition unit that acquires at least a detection signal whose amplitude fluctuates by one period every time the moving body moves by one pitch;
Based on the detection signal acquired by the detection signal acquisition unit, a position data generation unit that generates position data representing the position of the moving body;
Based on the position data generated by the position data generation unit, a pitch specifying unit that specifies the pitch at which the moving body is located;
Based on the position data generated by the position data generation unit, an in-pitch position specifying unit that specifies an in-pitch position where the moving body is located;
When a position in the pitch is inputted, a linear error function parameter for deriving an error correction value at the position in the pitch is recorded in advance for each of a plurality of sections set for the pitch, and
A parameter acquisition unit that acquires, from the memory, the parameter corresponding to the section in which the moving body is located based on the pitch specified by the pitch specifying unit and the in-pitch position specified by the in-pitch position specifying unit. When,
Based on the parameters acquired by the parameter acquisition unit, an error correction value calculation unit that calculates an error correction value of the position within the pitch specified by the position determination unit within the pitch, and
A position data correction unit that corrects the position data generated by the position data generation unit based on the error correction value calculated by the error correction value calculation unit;
A motor system is provided.

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、移動体が1ピッチ分移動する毎に振幅が1周期変動する検出信号に基づいて生成される上記移動体の位置を表す位置データに基づいて、上記移動体が位置する上記ピッチを特定するピッチ特定ステップと、
上記位置データに基づいて、上記移動体が位置するピッチ内位置を特定するピッチ内位置特定ステップと、
上記ピッチ内位置が入力されると該ピッチ内位置における誤差補正値を導出する線形の誤差関数のパラメータが、上記ピッチそれぞれに設定された複数の区間毎に予め記録されたメモリから、上記ピッチ特定ステップで特定したピッチと、上記ピッチ内位置特定ステップで特定したピッチ内位置とに基づいて、上記移動体が位置する上記区間に対応した上記パラメータを取得するパラメータ取得ステップと、
上記パラメータ取得ステップで取得したパラメータに基づいて、上記ピッチ内位置特定ステップで特定したピッチ内位置の誤差補正値を算出する誤差補正値算出ステップと、
上記誤差補正値算出ステップで算出した当該誤差補正値に基づいて、上記位置データ生成ステップが生成した位置データを補正する位置データ補正ステップと、
を有する、位置データ補正方法が提供される。
In order to solve the above problem, according to another aspect of the present invention, the position of the moving body generated based on a detection signal whose amplitude fluctuates by one period every time the moving body moves by one pitch is determined. A pitch specifying step for specifying the pitch at which the moving body is positioned based on the position data to be represented;
Based on the position data, an in-pitch position specifying step for specifying an in-pitch position where the moving body is located;
When the in-pitch position is input, a linear error function parameter for deriving an error correction value at the in-pitch position is stored in the pitch specification from a memory previously recorded for each of the plurality of sections set for each of the pitches. A parameter acquisition step for acquiring the parameter corresponding to the section in which the moving body is located based on the pitch specified in the step and the position in the pitch specified in the position in pitch position specifying step;
Based on the parameters acquired in the parameter acquisition step, an error correction value calculation step for calculating an error correction value of the position in the pitch specified in the position determination step in the pitch,
A position data correction step for correcting the position data generated by the position data generation step based on the error correction value calculated in the error correction value calculation step;
A position data correction method is provided.

以上説明したように本発明によれば、より容易かつ適切に誤差を補正することができる。   As described above, according to the present invention, errors can be corrected more easily and appropriately.

本発明の第1実施形態に係るモータシステムの構成について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the structure of the motor system which concerns on 1st Embodiment of this invention. 同実施形態に係るエンコーダ及び位置データ補正装置の構成について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the structure of the encoder and position data correction apparatus which concern on the same embodiment. 同実施形態に係る位置データ補正装置の補正処理について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the correction process of the position data correction apparatus which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る位置データ補正装置の補正処理について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the correction process of the position data correction apparatus which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る位置データ補正装置の補正処理について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the correction process of the position data correction apparatus which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る位置データ補正装置の補正処理について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the correction process of the position data correction apparatus which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る位置データ補正装置の補正処理について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the correction process of the position data correction apparatus which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る位置データ補正装置の動作について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating operation | movement of the position data correction apparatus which concerns on the same embodiment.

以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素は、原則として同一の符号で表し、これらの構成要素についての重複説明は、適宜省略するものとする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this specification and the drawings, components having substantially the same function are denoted by the same reference numerals in principle, and redundant description of these components will be omitted as appropriate.

なお、以下では、説明の便宜上、各実施形態に係る位置データ補正装置がエンコーダに適用され、そのエンコーダは光学式のロータリ型である場合を例に挙げて説明する。しかしながら、本発明の各実施形態に係る位置データ補正装置が適用されるエンコーダは、例えば磁気式など、移動体が1ピッチ移動する毎に周期的に変化する検出信号をが得られるものであれば、様々な検出原理が使用されてもよい。また、このエンコーダは、そのような検出信号が得られるものであれば、ロータリ型だけでなくリニア型や多軸型などであってもよいことは言うまでもない。
また、以下では、説明の便宜上、各実施形態に係るエンコーダがモータシステムに適用され、そのエンコーダがモータシステムの回転位置を検出する場合を例に説明する。しかし、上述の通り、各実施形態に係るエンコーダは、ロータリ型のモータシステムに適用されてもよく、また、移動体の位置が移動するものであれば、様々な対象に適用可能であることは言うまでもない。
In the following, for convenience of explanation, the position data correction apparatus according to each embodiment is applied to an encoder, and the encoder is described as an example of an optical rotary type. However, the encoder to which the position data correction apparatus according to each embodiment of the present invention is applied is, for example, a magnetic type, as long as it can obtain a detection signal that periodically changes every time the moving body moves one pitch. Various detection principles may be used. Needless to say, this encoder may be a linear type or a multi-axis type as well as a rotary type as long as such a detection signal can be obtained.
In the following, for the sake of convenience of explanation, an example in which the encoder according to each embodiment is applied to a motor system and the encoder detects the rotational position of the motor system will be described. However, as described above, the encoder according to each embodiment may be applied to a rotary motor system, and can be applied to various objects as long as the position of the moving body moves. Needless to say.

<第1実施形態>
(モータシステム)
まず、図1を参照して、本発明の第1実施形態に係るモータシステムについて説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係るモータシステムの構成について説明するための説明図である。
<First Embodiment>
(Motor system)
First, a motor system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the configuration of the motor system according to the first embodiment of the present invention.

図1に示すように、本実施形態に係るモータシステム1は、モータ20と、エンコーダ10と、制御装置30とを有する。   As shown in FIG. 1, the motor system 1 according to this embodiment includes a motor 20, an encoder 10, and a control device 30.

モータ20は、エンコーダ10を含まない動力発生源の一例である。モータ20は、少なくとも一側に回転シャフト21を有し、この回転シャフト21を回転軸AX周りに回転させることにより、回転力を出力する。   The motor 20 is an example of a power generation source that does not include the encoder 10. The motor 20 has a rotating shaft 21 on at least one side, and outputs a rotational force by rotating the rotating shaft 21 around the rotation axis AX.

なお、モータ20は、位置データに基づいて制御されるサーボモータであれば特に限定されるものではない。また、モータ20は、動力源として電気を使用する電動式モータである場合に限られるものではなく、例えば、油圧式モータ、エア式モータ、蒸気式モータ等の他の動力源を使用したモータであってもよい。ただし、説明の便宜上、以下ではモータ20が電動式モータである場合について説明する。   The motor 20 is not particularly limited as long as it is a servo motor controlled based on position data. The motor 20 is not limited to an electric motor that uses electricity as a power source. For example, the motor 20 is a motor using another power source such as a hydraulic motor, an air motor, or a steam motor. There may be. However, for convenience of explanation, a case where the motor 20 is an electric motor will be described below.

エンコーダ10は、モータ20の回転シャフト21とは逆側に配置され、当該回転シャフト21に対応して回転する他の回転シャフト22に連結される。そして、このエンコーダ10は、回転シャフト22の位置を検出することにより、回転力が出力される回転シャフト21の位置x(回転角度θ、モータ20の位置x等ともいう。)を検出し、その位置xを表す位置データを出力する。   The encoder 10 is disposed on the opposite side of the rotating shaft 21 of the motor 20 and is connected to another rotating shaft 22 that rotates corresponding to the rotating shaft 21. The encoder 10 detects the position of the rotating shaft 22 to detect the position x (rotation angle θ, also referred to as the position x of the motor 20) of the rotating shaft 21 from which the rotational force is output. The position data representing the position x is output.

なお、エンコーダ10の配置位置は特に限定されるものではない。例えば、エンコーダ10は、回転シャフト21に直接連結されるように配置されてもよく、また、減速機や回転方向変換機などの他の機構を介して回転シャフト21等の回転体に連結されてもよい。   The arrangement position of the encoder 10 is not particularly limited. For example, the encoder 10 may be arranged so as to be directly connected to the rotating shaft 21, or connected to a rotating body such as the rotating shaft 21 via another mechanism such as a speed reducer or a rotation direction changer. Also good.

制御装置30は、エンコーダ10から出力される位置データを取得して、当該位置データに基づいて、モータ20の回転を制御する。従って、モータ20として電動式モータ部が使用される本実施形態では、制御装置30は、位置データに基づいて、モータ20に印加する電流又は電圧等を制御することにより、モータ20の回転を制御する。更に、制御装置30は、上位制御装置(図示せず)から上位制御信号を取得して、当該上位制御信号に表された位置又は速度等がモータ20の回転軸11から出力されるように、モータ20を制御することも可能である。なお、モータ20が、油圧式、エア式、蒸気式などの他の動力源を使用する場合には、制御装置30は、それらの動力源の供給を制御することにより、モータ20の回転を制御することが可能である。   The control device 30 acquires the position data output from the encoder 10 and controls the rotation of the motor 20 based on the position data. Therefore, in this embodiment in which an electric motor unit is used as the motor 20, the control device 30 controls the rotation of the motor 20 by controlling the current or voltage applied to the motor 20 based on the position data. To do. Further, the control device 30 acquires a high-order control signal from a high-order control device (not shown), and the position or speed represented by the high-order control signal is output from the rotating shaft 11 of the motor 20. It is also possible to control the motor 20. In addition, when the motor 20 uses other power sources, such as a hydraulic type, an air type, and a steam type, the control apparatus 30 controls rotation of the motor 20 by controlling supply of those power sources. Is possible.

(エンコーダ)
次に、図2を参照しつつ、本発明の第1実施形態に係るエンコーダについて説明する。図2は、本発明の第1実施形態に係るエンコーダについて説明するための説明図である。
(Encoder)
Next, the encoder according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the encoder according to the first embodiment of the present invention.

図2に示すように、本実施形態に係るエンコーダ10は、大きく分けて、検出信号取得部11と、位置データ生成部12と、位置データ補正装置100とを有する。   As shown in FIG. 2, the encoder 10 according to the present embodiment broadly includes a detection signal acquisition unit 11, a position data generation unit 12, and a position data correction device 100.

検出信号取得部11は、モータ20により駆動される移動体(本実施形態ではシャフト21)が1ピッチ分移動する毎に振幅が1周期変動する検出信号を取得する。なお、本実施形態では、例として光学式のロータリエンコーダが使用されるため、移動体であるシャフト21には例えばトラック上に少なくとも複数のスリットを有する回転ディスク(図示せず)が取り付けられる。そして、検出信号取得部11は、光源と受光部(図示せず)を有し、光源から回転ディスクに光を照射し、受光部でスリットの反射光又は透過光を受光することで検出信号を出力する。その結果、この検出信号は、スリットの配置間隔であるピッチ1つ分、回転ディスクが移動する度(電気角で360°進む毎に)に、振幅が1周期変化する擬似正弦波状の信号となる。   The detection signal acquisition unit 11 acquires a detection signal whose amplitude fluctuates by one period every time the moving body (shaft 21 in this embodiment) driven by the motor 20 moves by one pitch. In this embodiment, since an optical rotary encoder is used as an example, for example, a rotating disk (not shown) having at least a plurality of slits on a track is attached to the shaft 21 which is a moving body. And the detection signal acquisition part 11 has a light source and a light-receiving part (not shown), irradiates light to a rotating disk from a light source, and receives a reflected signal or transmitted light of a slit in a light-receiving part, and a detection signal is received. Output. As a result, this detection signal becomes a pseudo sine wave signal whose amplitude changes by one cycle each time the rotating disk moves (every 360 ° in electrical angle) by one pitch which is the slit arrangement interval. .

なお、本実施形態では、後述する位置データ生成部12で、移動体の絶対位置を特定する。一方、上記構成から検出される周期的な検出信号は、インクリメンタル信号に相当する。従って、検出信号取得部11は、このインクリメンタル信号と共に処理されるか、又は、別途独立して処理される絶対位置検出信号又は原点検出信号を取得する。そのために、検出信号取得部11は、絶対位置検出機構又は原点検出機構(図示せず)を更に有する。   In the present embodiment, the position data generation unit 12 described later specifies the absolute position of the moving object. On the other hand, the periodic detection signal detected from the above configuration corresponds to an incremental signal. Therefore, the detection signal acquisition unit 11 acquires an absolute position detection signal or an origin detection signal that is processed together with this incremental signal or that is processed separately. Therefore, the detection signal acquisition unit 11 further includes an absolute position detection mechanism or an origin detection mechanism (not shown).

絶対位置検出信号が使用される場合、絶対位置検出機構は、例えば、磁気式・光学式・レゾルバ式等のような1X(アブソリュート)検出機構であってもよい。磁気式の1X検出機構であれば、例えば、回転ディスクの中心に、磁極がディスクの面内に位置するように磁石(図示せず)が配置され、固定された磁気センサが回転ディスクの回転に応じて変化する磁石の向きを検出することにより、絶対位置検出信号が取得され得る。   When the absolute position detection signal is used, the absolute position detection mechanism may be, for example, a 1X (absolute) detection mechanism such as a magnetic type, an optical type, or a resolver type. In the case of a magnetic 1X detection mechanism, for example, a magnet (not shown) is arranged at the center of the rotating disk so that the magnetic pole is located in the plane of the disk, and a fixed magnetic sensor is used to rotate the rotating disk. By detecting the direction of the magnet that changes accordingly, an absolute position detection signal can be obtained.

また、原点検出信号が使用される場合、原点検出機構は、例えば、磁気式・光学式・レゾルバ式等のような原点検出機構であってもよい。光学式の原点検出機構であれば、例えば、回転ディスクに原点用に少なくとも1のスリットが形成され、該スリットに対して別途発光部及び受光部が配置され、受光部がスリットからの反射又は透過光を受光することにより、原点検出信号が生成され得る。   When an origin detection signal is used, the origin detection mechanism may be an origin detection mechanism such as a magnetic type, an optical type, or a resolver type. In the case of an optical origin detection mechanism, for example, at least one slit is formed on the rotating disk for the origin, and a light emitting part and a light receiving part are separately provided for the slit, and the light receiving part is reflected or transmitted from the slit. By receiving the light, an origin detection signal can be generated.

なお、以下では、検出信号取得部が絶対位置検出機構を取得する場合を例に挙げて説明する。この際、絶対位置検出機構及び絶対位置用検出信号を、アブソ検出機構及びアブソ検出信号という。これに対して、インクリメンタル信号を取得するための上記検出機構及びインクリメンタル信号を、インクレ(インクリメンタル)検出機構及びインクレ検出信号という。そして、単に検出信号という場合、主にインクレ検出信号を意味することとする。   Hereinafter, a case where the detection signal acquisition unit acquires the absolute position detection mechanism will be described as an example. At this time, the absolute position detection mechanism and the absolute position detection signal are referred to as an absolute detection mechanism and an absolute detection signal. In contrast, the detection mechanism and the incremental signal for acquiring the incremental signal are referred to as an incremental detection mechanism and an incremental detection signal. The simple detection signal mainly means an incremental detection signal.

位置データ生成部12は、1回転で1周期変化するアブソ検出信号と、回転シャフト21(移動体の一例)が1ピッチ分移動する毎に振幅が1周期変動するインクレ検出信号とを取得し、両信号に基づいて、移動体の位置x(絶対位置)を表す位置データを生成する。この位置データの生成過程は、特に限定されるものではないが、例えば、以下のような処理で位置データが生成されてもよい。つまり、まず、位置データ生成部12は、アナログ正弦波状のアブソ検出信号とインクレ検出信号とをアナログ/デジタル変換する。そして、位置データ生成部12は、デジタル化されたアブソ検出信号から、大まかな位置xを特定する(例えば位置データの上位ビット)。他方、位置データ生成部12は、デジタル化されたインクレ検出信号から、上記大まかな位置xにおけるより細かな位置xを特定する(例えば位置データの下位ビット)。そして、位置データ生成部12は、大まかな位置xと細かな位置xとを合成して、インクレ検出信号の分解能と同程度の分解能を有する移動体の絶対位置xを算出して、該絶対位置xを表す位置データを生成する。   The position data generation unit 12 acquires an absolute detection signal that changes by one cycle per rotation, and an incremental detection signal whose amplitude changes by one cycle each time the rotating shaft 21 (an example of a moving body) moves by one pitch, Based on both signals, position data representing the position x (absolute position) of the moving body is generated. The position data generation process is not particularly limited. For example, the position data may be generated by the following processing. That is, first, the position data generation unit 12 performs analog / digital conversion on the analog sinusoidal absolute detection signal and the incremental detection signal. Then, the position data generation unit 12 specifies a rough position x from the digitized absolute detection signal (for example, upper bits of the position data). On the other hand, the position data generation unit 12 specifies a finer position x in the rough position x from the digitized incremental detection signal (for example, lower bits of the position data). Then, the position data generation unit 12 synthesizes the rough position x and the fine position x, calculates the absolute position x of the moving body having a resolution comparable to the resolution of the incremental detection signal, and calculates the absolute position Position data representing x is generated.

なお、位置データ生成部12は、原点検出信号を使用する場合には、例えば、原点検出信号取得時点から取得したインクレ検出信号をカウントすることにより、大まかな位置xを特定し、上記同様に位置データを生成することが可能である。   In addition, when using the origin detection signal, the position data generation unit 12 specifies the approximate position x by counting the incremental detection signal acquired from the origin detection signal acquisition time, for example. It is possible to generate data.

位置データ補正装置100は、位置データ生成部12が生成した位置データを取得し、インクレ検出信号に含まれていたノイズ(誤差)を補正して、当該ノイズの影響が低減された位置データを、制御部30に出力する。なお、ここで位置データ補正装置100が補正するノイズは、ピッチ内で正弦波状に変化する正弦波成分だけでなく非正弦波成分をも含む位置誤差を補正することが可能である。このような補正を実現する位置データ補正装置100について、詳しく後述する。   The position data correction device 100 acquires the position data generated by the position data generation unit 12, corrects noise (error) included in the incremental detection signal, and converts the position data in which the influence of the noise is reduced, Output to the control unit 30. Here, the noise corrected by the position data correction apparatus 100 can correct a position error including not only a sine wave component changing in a sine wave shape within a pitch but also a non-sine wave component. The position data correction apparatus 100 that realizes such correction will be described in detail later.

(非正弦波成分を含む位置誤差)
ここで、位置データ補正装置100について説明する前に、当該位置データ補正装置100による誤差補正効果が明確になるように、非正弦波成分を含む位置誤差について、図3及び図4を参照しつつ説明する。図3及び図4は、本実施形態に係る位置データ補正装置の補正処理について説明するための説明図である。図3及び図4では、実際の位置x0を横軸に表した。そして、図3では、位置データに表された補正前の位置xを縦軸に表し、図4では、位置xに含まれる誤差Δxを表している。
(Position error including non-sinusoidal component)
Here, before describing the position data correction apparatus 100, the position error including a non-sinusoidal component will be described with reference to FIGS. 3 and 4 so that the error correction effect by the position data correction apparatus 100 becomes clear. explain. 3 and 4 are explanatory diagrams for explaining the correction processing of the position data correction apparatus according to the present embodiment. 3 and 4, the actual position x0 is represented on the horizontal axis. In FIG. 3, the position x before correction represented in the position data is represented on the vertical axis, and in FIG. 4, the error Δx included in the position x is represented.

仮に正弦波成分及び非正弦波成分を問わず、位置誤差が位置データに含まれない場合、実際の位置x0と位置データの位置xとは一致するため、位置xは位置x0の変化に対して図3に示す直線状のラインL0上で変化することになる。しかしながら実際には、インクレ検出信号には検出誤差が含まれるため、位置データには正弦波成分及び非正弦波成分の位置誤差が含まれ、図3で模式的に示すように、位置xは位置x0の変化に対して、ラインL0からズレたL1上で変化する。   If a position error is not included in the position data regardless of whether it is a sine wave component or a non-sinusoidal wave component, the actual position x0 matches the position x of the position data. It will change on the linear line L0 shown in FIG. However, in actuality, since the incremental detection signal includes a detection error, the position data includes a positional error of a sine wave component and a non-sine wave component. As schematically shown in FIG. With respect to the change of x0, it changes on L1 shifted from the line L0.

この位置データのxに含まれる実際の位置x0に対する誤差Δxにおける位置x0に対する変化の例を、図4に示す。図4に示すように、n+1番目のピッチ(ピッチn+1)における誤差Δxは、非正弦波成分を含まないことにより、そのピッチ内において、正弦波状に変化する。一方、n番目のピッチ(ピッチn)や1番目のピッチ(ピッチ1)における位置誤差Δxは、正弦波成分だけでなく、非正弦波成分をも含むことになる。   An example of a change with respect to the position x0 in the error Δx with respect to the actual position x0 included in x of the position data is shown in FIG. As shown in FIG. 4, the error Δx at the (n + 1) th pitch (pitch n + 1) does not include a non-sinusoidal component, and thus changes in a sine wave shape within the pitch. On the other hand, the position error Δx at the nth pitch (pitch n) or the first pitch (pitch 1) includes not only a sine wave component but also a non-sine wave component.

なお、一般的に位置誤差Δxに含まれる正弦波成分を生じさせるインクレ検出信号に含まれる検出誤差は、回転ディスクに照射される光の照射位置差によるオフセットや光の光量差による振幅差に起因して生じることが多い。一方、非正弦波成分を生じさせるインクレ検出信号に含まれる検出誤差は、他の部材からの反射光や外光などの迷光に起因して生じることが多い。   In general, the detection error included in the incremental detection signal that generates the sine wave component included in the position error Δx is caused by the offset due to the irradiation position difference of the light irradiated to the rotating disk or the amplitude difference due to the light amount difference. Often occurs. On the other hand, a detection error included in an incremental detection signal that generates a non-sinusoidal component is often caused by stray light such as reflected light from other members or external light.

位置誤差Δxは、位置データに直接的に含まれ、制御装置30によるモータ20の制御へも影響を与えるため、正弦波成分及び非正弦波成分を問わず低減されることが望ましい。以下では、説明の便宜上、非正弦波成分が位置誤差Δxに含まれたピッチnを例に挙げ、このような非正弦波成分をも補正可能な位置データ補正装置100について説明する。   Since the position error Δx is directly included in the position data and affects the control of the motor 20 by the control device 30, it is desirable to reduce the position error Δx regardless of the sine wave component and the non-sine wave component. In the following, for convenience of explanation, the position data correction apparatus 100 capable of correcting such a non-sinusoidal component will be described using a pitch n in which the non-sinusoidal component is included in the position error Δx as an example.

(位置データ補正装置)
図2に示すように、位置データ補正装置100は、ピッチ特定部101と、ピッチ内位置特定部102と、メモリ103と、パラメータ取得部104と、誤差補正値算出部105と、フィルタ106と、位置データ補正部107とを有する。
(Position data correction device)
As shown in FIG. 2, the position data correction apparatus 100 includes a pitch specifying unit 101, an in-pitch position specifying unit 102, a memory 103, a parameter acquisition unit 104, an error correction value calculation unit 105, a filter 106, A position data correction unit 107.

ピッチ特定部101は、位置データ生成部12が生成した位置データを取得する。そして、ピッチ特定部101は、インクレ検出信号等が取得された時点(以下検出時点)における移動体の位置が、複数あるピッチのうちのいずれのピッチに含まれているのかを特定する。つまり、ここでは、ピッチ特定部101は、例えば、位置データに基づいて、図3及び図4に示す複数あるピッチのうち、検出時点における移動体の位置がピッチn(n番目のピッチ)であることを特定する。   The pitch specifying unit 101 acquires the position data generated by the position data generating unit 12. Then, the pitch specifying unit 101 specifies which pitch among the plurality of pitches the position of the moving body at the time when the incremental detection signal or the like is acquired (hereinafter referred to as detection time). That is, here, for example, based on the position data, the pitch specifying unit 101 has a pitch n (nth pitch) as the position of the moving body at the time of detection among a plurality of pitches shown in FIGS. 3 and 4. Identify that.

なお、例えば、位置データのピッチを表すデータが2ビットで表される場合、ピッチ特定部101は、位置データ生成部12が生成した位置データの最上位ビットの0(2進数の表記で00)、1(2進数の表記で01)、2(2進数表記で10)、3(2進数の表記で11)の4ピッチを認識し、移動体の位置がどのピッチにあるかを認識する。認識したデータnは、ピッチ内位置特定部102とパラメータ取得部104とフィルタ106に通知する。   For example, when the data representing the pitch of the position data is represented by 2 bits, the pitch specifying unit 101 uses 0 (00 in binary notation) of the most significant bit of the position data generated by the position data generating unit 12. 4 pitches of 1 (01 in binary notation), 2 (10 in binary notation), 3 (11 in binary notation) are recognized, and the pitch of the position of the moving object is recognized. The recognized data n is notified to the in-pitch position specifying unit 102, the parameter acquiring unit 104, and the filter 106.

ピッチ内位置特定部102は、同じく、位置データ生成部12が生成した位置データを取得する。そして、ピッチ内位置特定部102は、この位置データに基づいて、ピッチ特定部101が特定したピッチn内で、検出時点における移動体の位置を特定する。なお、このピッチ中の位置は、電気角(0〜360°)等ともいうが、ここではピッチ内位置φという(ピッチnに対してはピッチ内位置φnともいう。)。換言すれば、位置データに表された移動体の絶対位置は、ピッチ特定部101が特定したピッチnと、ピッチ内位置特定部102が特定したピッチ内位置φnとで表すことが可能である。   Similarly, the in-pitch position specifying unit 102 acquires the position data generated by the position data generating unit 12. Then, the in-pitch position specifying unit 102 specifies the position of the moving body at the time of detection within the pitch n specified by the pitch specifying unit 101 based on the position data. The position in the pitch is also referred to as an electrical angle (0 to 360 °) or the like, but is referred to herein as an in-pitch position φ (also referred to as an in-pitch position φn for the pitch n). In other words, the absolute position of the moving object represented in the position data can be represented by the pitch n specified by the pitch specifying unit 101 and the in-pitch position φn specified by the in-pitch position specifying unit 102.

このピッチ内位置特定部102についてより具体的に説明すれは、例えば位置データのピッチ内位置を表すデータが8ビットで表される場合、ピッチ内位置特定部102は、1つのピッチ内を256分割した位置として認識し、パラメータ取得部104、誤差補正算出部105、フィルタ106に通知する。   This in-pitch position specifying unit 102 will be described more specifically. For example, when data representing the position in the pitch of the position data is represented by 8 bits, the in-pitch position specifying unit 102 divides one pitch into 256 parts. The parameter acquisition unit 104, the error correction calculation unit 105, and the filter 106 are notified.

メモリ103には、上記位置誤差を補正するための誤差補正値Δyを算出する誤差関数のパラメータが記録される。本実施形態における誤差関数は、フーリエ変換やベキ級数などと異なり、線形の関数となる。従って、パラメータとしては、例えば、少なくとも1次関数の定数(a,b)が含まれる。一方、本実施形態に係る誤差関数は、ピッチnそれぞれに対応して設定されるだけでなく、その各ピッチnの内部に設定された複数の区間(例えば区間n1〜n4)毎に、設定される。従って、上記誤差関数のパラメータは、メモリ103に、各ピッチそれぞれに設定された複数の区間毎に予め記録される。   The memory 103 records parameters of an error function for calculating an error correction value Δy for correcting the position error. The error function in the present embodiment is a linear function, unlike the Fourier transform and power series. Accordingly, the parameters include, for example, at least a linear function constant (a, b). On the other hand, the error function according to the present embodiment is set not only for each pitch n but also for each of a plurality of sections (for example, sections n1 to n4) set within each pitch n. The Therefore, the parameter of the error function is recorded in advance in the memory 103 for each of a plurality of sections set for each pitch.

なお、ここで、図5を参照しつつ、本実施形態に係る補正関数及びそのパラメータについて、より具体的に説明する。図5は、本実施形態に係る位置データ補正装置の補正処理について説明するための説明図である。なお、図5には、ピッチの例として、図4に記載のピッチnだけを取り出して模式的に示した。   Here, the correction function and its parameters according to the present embodiment will be described more specifically with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the correction processing of the position data correction apparatus according to the present embodiment. FIG. 5 schematically shows only the pitch n shown in FIG. 4 as an example of the pitch.

図5に示すように、本実施形態では、ピッチnに対して、4の区間n1〜n4が設定される。この4の区間n1〜n4は、例えばピッチ内位置φの値で示すことが可能である。つまり、本実施形態の区間n1は「0°<φ≦φn1」で指定され、区間n2は「φn1<φ≦φn2」で指定され、区間n3は「φn2<φ≦φn3」で指定され、区間n4は「φn3<φ≦360°」で指定される。つまり、区間の区切り位置φn1〜φn3により、各区間n1〜n4が設定される。この区間n1〜n4は、正弦波のゼロクロス点と同様に等間隔で設定されても良いが、本実施形態に係るこの区間n1〜n4は、等間隔以外でも設定可能である。つまり、このように区間n1〜n4について区切位置φn1〜φn3がパラメータに含まれることにより、パラメータには区間n1〜n4それぞれの長さが設定されているともいえる。なお、このような区切位置φn1〜φn3ではなく、直接区間n1〜n4の長さが設定されてもよいが、この場合、区間n1〜n4の長さは、その全ての合計が1ピッチの長さ(360°)を超えないように設定される。   As shown in FIG. 5, in this embodiment, four sections n1 to n4 are set for the pitch n. These four sections n1 to n4 can be represented by, for example, the value of the in-pitch position φ. That is, the section n1 of the present embodiment is designated by “0 ° <φ ≦ φn1”, the section n2 is designated by “φn1 <φ ≦ φn2”, the section n3 is designated by “φn2 <φ ≦ φn3”, and the section n4 is designated by “φn3 <φ ≦ 360 °”. That is, the sections n1 to n4 are set by the section break positions φn1 to φn3. The sections n1 to n4 may be set at regular intervals similarly to the zero cross points of the sine wave, but the sections n1 to n4 according to the present embodiment can be set at other than regular intervals. That is, it can be said that the lengths of the sections n1 to n4 are set in the parameters by including the partition positions φn1 to φn3 in the parameters in the sections n1 to n4. Note that the lengths of the sections n1 to n4 may be set directly instead of the partition positions φn1 to φn3. In this case, the lengths of the sections n1 to n4 are all one pitch long. It is set so as not to exceed (360 °).

一方、パラメータとして、各区間n1〜n4毎に1次関数で表された補正関数の定数(an1,bn1)〜(an4〜bn4)がメモリ103に記録される。なお、補正関数は、下記式(1)で表される。   On the other hand, the correction function constants (an1, bn1) to (an4 to bn4) expressed as linear functions are recorded in the memory 103 as parameters for each of the sections n1 to n4. The correction function is expressed by the following formula (1).

なお、これらのパラメータは、例えば誤差測定装置(図示せず)を使用して、以下のように設定されえる。つまり、まず、エンコーダ10に基準エンコーダ等を取り付け、補正前か正しく補正されていない位置xを表す位置データを、誤差測定装置のメモリ等に記録させる。一方、基準エンコーダから出力される実際の正確な位置x0を、誤差測定装置のメモリ等に記録させる。そして、誤差測定装置は、両者を減算し、その結果(つまり位置誤差Δx)をメモリ等に記録させる。更に、誤差測定装置は、減算に使用した位置xから、ピッチn及びピッチ内位置φnを特定し、上記減算結果と関連付けてメモリ等に記録させる。このような処理を1のピッチ毎に複数回行う。そして、誤差測定装置は、メモリ等に記録された上記データに基づいて、各ピッチnに対して、図5に示すような正弦波成分だけでなく非正弦波成分をも含みえる位置誤差Δxのピッチ内位置φnに対するプロファイルデータを生成する。   These parameters can be set as follows using, for example, an error measuring device (not shown). That is, first, a reference encoder or the like is attached to the encoder 10, and position data representing the position x before correction or not corrected correctly is recorded in the memory or the like of the error measuring device. On the other hand, the actual accurate position x0 output from the reference encoder is recorded in the memory or the like of the error measuring device. Then, the error measuring device subtracts both and records the result (that is, the position error Δx) in a memory or the like. Further, the error measuring device specifies the pitch n and the in-pitch position φn from the position x used for subtraction, and records it in the memory or the like in association with the subtraction result. Such processing is performed a plurality of times for each pitch. Based on the data recorded in the memory or the like, the error measuring device can detect the position error Δx that can include not only a sine wave component as shown in FIG. 5 but also a non-sine wave component for each pitch n. Profile data for the in-pitch position φn is generated.

その後、誤差測定装置は、各ピッチnのプロファイルデータ毎に、そのプロファイルにおけるゼロクロス点と極大点と極小点とをピッチ内位置φで特定して、特定した複数のピッチ内位置φ(4以上になる場合もある。)を、区間n1〜n4を設定するパラメータとしてピッチnに対応付けてメモリ等に記録させる。そして、誤差測定装置は、ゼロクロス点,極大点及び極小点のうち、相隣接する2点とその点に対する位置誤差Δxとから、2点を通る線形関数を求め、その関数の定数((an1,bn1)等)を、各区間n1〜n4に対応付けてメモリ等に記録させる。その後誤差測定装置は、メモリ等に記録した上記データを、補正関数を表すパラメータとして位置データ補正装置100のメモリ103に記録させる。   Thereafter, for each profile data of each pitch n, the error measuring device specifies the zero cross point, the maximum point, and the minimum point in the profile by the in-pitch position φ, and specifies a plurality of specified in-pitch positions φ (4 or more). Is recorded in a memory or the like in association with the pitch n as a parameter for setting the sections n1 to n4. Then, the error measuring device obtains a linear function passing through two points from two adjacent points among the zero cross point, the maximum point, and the minimum point and the position error Δx with respect to the point, and a constant ((an1, bn1) and the like) are recorded in a memory or the like in association with each of the sections n1 to n4. Thereafter, the error measuring apparatus records the data recorded in the memory or the like in the memory 103 of the position data correcting apparatus 100 as a parameter representing the correction function.

このような動作をエンコーダ10の測定範囲全域(つまり、ディスクの1回転)について行うことにより、メモリ103には、図5に示す誤差補正値Δyを算出可能な誤差関数のパラメータが、例えば以下の表1のように相互に関連付けられて設定される。   By performing such an operation over the entire measurement range of the encoder 10 (that is, one rotation of the disk), the memory 103 has error function parameters that can calculate the error correction value Δy shown in FIG. They are set in association with each other as shown in Table 1.

このように本実施形態では、上記パラメータにより各ピッチnには、それぞれ4以上の区間n1〜n4が設定される。そして、各区間n1〜n4に対して線形関数のパラメータが設定される。その結果、図5に示すように、線形の誤差関数による誤差補正値Δyの変化は1のピッチn内で、2以上の三角波状となる。そして、本実施形態に係る位置データ補正装置100では上述のように、各区間n1〜n4毎にパラメータを設定できるため、誤差補正値Δyの変化を表す複数の三角波は、図5に示すように、相異なる幅を有したり、絶対値が相異なる極値を有することが可能である。   Thus, in the present embodiment, four or more sections n1 to n4 are set for each pitch n by the above parameters. And the parameter of a linear function is set with respect to each area n1-n4. As a result, as shown in FIG. 5, the change of the error correction value Δy by the linear error function becomes a triangular wave shape of 2 or more within the pitch n of 1. Since the position data correction apparatus 100 according to the present embodiment can set parameters for each of the sections n1 to n4 as described above, a plurality of triangular waves representing changes in the error correction value Δy are as shown in FIG. It is possible to have different widths or extreme values with different absolute values.

パラメータ取得部104は、ピッチ特定部101が特定したピッチnと、ピッチ内位置特定部が特定したピッチ内位置φとに基づいて、移動体が位置する区間ni(i=1,2,3…)に対応したパラメータ(ani,bni)を、メモリ103から取得する。そして、パラメータ取得部104は、取得したパラメータを誤差補正値算出部105に出力する。   Based on the pitch n specified by the pitch specifying unit 101 and the in-pitch position φ specified by the in-pitch position specifying unit, the parameter acquisition unit 104 is a section ni (i = 1, 2, 3,...) Where the moving body is located. ) (Ani, bni) corresponding to) is acquired from the memory 103. Then, the parameter acquisition unit 104 outputs the acquired parameter to the error correction value calculation unit 105.

より具体的な例を挙げてパラメータ取得部104の動作について説明すると、以下の通りである。例えば、検出信号取得部11が検出信号を取得した時点に対して、ピッチ特定部101が移動体の位置するピッチをピッチnに特定し、ピッチ内位置特定部102が移動体のピッチ内位置をピッチ内位置φnk(φn1<φnk<φn2)に特定したと仮定する。すると、パラメータ取得部104は、上記表1のように関連付けられてメモリ103に記録された複数のパラメータを検索し、当該ピッチn及びピッチ内位置φnkに対応したパラメータを特定する。つまり、この場合、パラメータ取得部104は、ピッチnに基づいて、ピッチnに対応付けられたパラメータを抽出し、抽出されたパラメータの区間に関する情報からピッチ内位置φnkが含まれる区間n2を特定する。そして、パラメータ取得部104は、特定したピッチn及び区間n2に関連付けられたパタメータ(an2,bn2)を取得して、誤差補正値算出部104に出力する。   The operation of the parameter acquisition unit 104 will be described with a more specific example as follows. For example, with respect to the time point when the detection signal acquisition unit 11 acquires the detection signal, the pitch specifying unit 101 specifies the pitch at which the moving body is positioned as the pitch n, and the in-pitch position specifying unit 102 determines the position within the pitch of the moving body. It is assumed that the position in the pitch φnk (φn1 <φnk <φn2) is specified. Then, the parameter acquisition unit 104 searches for a plurality of parameters that are associated and recorded in the memory 103 as shown in Table 1 above, and specifies parameters corresponding to the pitch n and the in-pitch position φnk. That is, in this case, the parameter acquisition unit 104 extracts a parameter associated with the pitch n based on the pitch n, and specifies a section n2 including the in-pitch position φnk from information regarding the extracted parameter section. . Then, the parameter acquisition unit 104 acquires the parameters (an2, bn2) associated with the identified pitch n and section n2, and outputs them to the error correction value calculation unit 104.

誤差補正値算出部105は、パラメータ取得部104が出力したパラメータ(例えば(an2,bn2))を取得し、更に、ピッチ内位置特定部102が特定したピッチ内位置φnkを取得する。そして、誤差補正値算出部105は、上記式(1)にパラメータを代入して誤差関数を導出し、導出した誤差関数にピッチ内位置φnkを変数として代入することにより、誤差補正値Δyを算出する。   The error correction value calculation unit 105 acquires the parameters (for example, (an2, bn2)) output by the parameter acquisition unit 104, and further acquires the in-pitch position φnk specified by the in-pitch position specifying unit 102. Then, the error correction value calculation unit 105 calculates an error correction value Δy by substituting the parameter into the above equation (1) to derive an error function and substituting the in-pitch position φnk as a variable into the derived error function. To do.

フィルタ106は、ピッチ特定部が特定したピッチnと、ピッチ内位置特定部が特定したピッチ内位置φnkとを取得する。そして、フィルタ106は、取得したピッチn及びピッチ内位置φnkとに基づいて、誤差補正値算出部105により算出された誤差補正値Δyをフィルタリングして、位置データ補正部107に出力する。   The filter 106 acquires the pitch n specified by the pitch specifying unit and the in-pitch position φnk specified by the in-pitch position specifying unit. Then, the filter 106 filters the error correction value Δy calculated by the error correction value calculation unit 105 based on the acquired pitch n and in-pitch position φnk, and outputs it to the position data correction unit 107.

ここで行われるフィルタリングには、様々な種類のフィルタリングを使用することが可能である。例えば、フィルタ106は、位置データ補正部107に対して、任意の範囲において、一定値以上の誤差補正値Δyだけ出力したり、正又は負の誤差補正値Δyだけ出力したり、その範囲外の誤差補正値Δyだけ出力するなどが挙げられる。このようなフィルタリングの種類及びそのフィルタリングに使用される閾値・範囲等の設定値については、例えば、予め測定された誤差Δx、誤差関数、位置データ補正装置100・エンコーダ10・モータ20の特性等に応じて、ユーザ設定や製造時の調整等予め設定することが可能である。このようなフィルタリングを行うことにより、予め測定された誤差関数に基づいた誤差補正値Δyに単に基づくだけではなく、その誤差関数や装置自体の特性に応じた決め細やかな補正を、各ピッチ毎に行うことが可能となり、より容易かつ適切な誤差補正が可能となる。例えば、所定のピッチ内で補正が不要となるような場合、フィルタ106を使用すれば、容易かつ細やかな補正を各ピッチ毎に行うことが可能となる。   Various types of filtering can be used for the filtering performed here. For example, the filter 106 outputs to the position data correction unit 107 only an error correction value Δy of a certain value or more in an arbitrary range, outputs only a positive or negative error correction value Δy, or out of the range. For example, only the error correction value Δy is output. The set values such as the type of filtering and the threshold value / range used for the filtering are, for example, the error Δx measured in advance, the error function, the characteristics of the position data correction device 100, the encoder 10, and the motor 20, and the like. Accordingly, it is possible to set in advance, such as user settings and adjustments during manufacturing. By performing such filtering, not only based on the error correction value Δy based on the error function measured in advance, but also fine correction according to the error function and the characteristics of the device itself is performed for each pitch. This makes it possible to perform error correction more easily and appropriately. For example, when correction is not necessary within a predetermined pitch, if the filter 106 is used, easy and fine correction can be performed for each pitch.

なお、上記のようなフィルタリングが行われる任意の範囲は、各ピッチ毎の誤差補正をより適切に行うために、各ピッチ毎に1又は2以上設定されることが望ましい。このフィルタ106におけるより具体的な動作については、例を挙げて、位置データ補正部107と共に説明する。   In addition, it is desirable that the arbitrary range in which the above filtering is performed is set to 1 or 2 or more for each pitch in order to perform error correction for each pitch more appropriately. More specific operations in the filter 106 will be described together with the position data correction unit 107 by giving an example.

位置データ補正部107は、誤差補正値算出部105が算出した誤差補正値Δyに基づいて、位置データ生成部12が生成した位置データ(位置x)を補正する。つまり、位置データ補正部107は、位置データに表された位置xに対して、誤差補正値Δyを減算(符号によっては加算でもよい。)することにより、正弦波成分だけでなく、非正弦波成分の誤差をも低減させた位置データを生成する。そして、この補正後の位置データは、制御部30に出力される。ただし、本実施形態では、位置データ補正部107はフィルタ106経由で誤差補正値Δyを取得するため、取得する誤差補正値Δyは、フィルタリング後の値となる。   The position data correction unit 107 corrects the position data (position x) generated by the position data generation unit 12 based on the error correction value Δy calculated by the error correction value calculation unit 105. That is, the position data correction unit 107 subtracts the error correction value Δy from the position x represented in the position data (addition may be performed depending on the sign), thereby not only the sine wave component but also the non-sine wave. Position data with reduced component errors is also generated. The corrected position data is output to the control unit 30. However, in this embodiment, since the position data correction unit 107 acquires the error correction value Δy via the filter 106, the acquired error correction value Δy is a value after filtering.

ここで、図6及び図7を参照しつつ、より具体的なフィルタリングの例を挙げつつ、フィルタ106及び位置データ補正部107における補正処理について説明する。図6及び図7は、本実施形態に係る位置データ補正装置の補正処理について説明するための説明図である。   Here, the correction processing in the filter 106 and the position data correction unit 107 will be described with reference to FIGS. 6 and 7 and more specific examples of filtering. 6 and 7 are explanatory diagrams for explaining the correction processing of the position data correction apparatus according to the present embodiment.

図6では、フィルタリングが行われる範囲Fn1〜Fn3が、ピッチnに対して予め設定され、その範囲においてフィルタ106から誤差補正値Δyが出力されない、フィルタリングを例示している。つまり、図6に示すように、フィルタ106には、各ピッチnにおいてフィルタリングが行われる範囲Fn1〜Fn3が、そのピッチ内位置φnで特定されて、予め設定されている。そして、フイルタ106は、ピッチnとピッチ内位置φnとを取得すると、そのピッチnとピッチ内位置φnとに基づいて、フィルタリングが行われるか否か(場合によっては、そのフィルタリングの種類を含む。)を特定する。その後、フィルタ106は、フィルタリングを行うべき範囲Fn1〜Fn3にピッチ内位置φnが含まれる場合には、フィルタリングの一例として誤差補正値Δyを位置データ補正部107に出力せず、含まれない場合には、誤差補正値Δyを位置データ補正部107に出力する。   FIG. 6 exemplifies filtering in which the ranges Fn1 to Fn3 in which filtering is performed are preset with respect to the pitch n, and the error correction value Δy is not output from the filter 106 in that range. That is, as shown in FIG. 6, in the filter 106, ranges Fn1 to Fn3 in which filtering is performed at each pitch n are specified by the in-pitch position φn and set in advance. Then, when the filter 106 acquires the pitch n and the in-pitch position φn, whether or not filtering is performed based on the pitch n and the in-pitch position φn (in some cases, includes the type of filtering). ). Thereafter, when the in-pitch position φn is included in the ranges Fn1 to Fn3 to be filtered, the filter 106 does not output the error correction value Δy to the position data correction unit 107 as an example of filtering, and does not include it. Outputs the error correction value Δy to the position data correction unit 107.

すると、位置データ補正部107は、図6に示す範囲Fn1〜Fn3以外のピッチ内位置φnに対して誤差補正値Δyを取得して、取得した誤差補正値Δyで位置データが表す位置xを補正する。当該補正後の位置xに含まれる誤差Δxを図7に示す。図7に示すように、範囲Fn1、Fn2、Fn3の区間では、誤差Δxは補正されずそのまま残り、範囲Fn1〜Fn3以外では、位置xに含まれる誤差Δxは補正される。例えば、範囲Fn1、Fn2、Fn3の区間で位置xに含まれる誤差Δxが0のとき、フィルタ106により、ピッチn内で位置xに含まれる誤差Δxについて新たな補正関数(数1以外)を設けることなく補正が可能である。また、正弦波成分の位置誤差だけでなく、非正弦波成分の位置誤差について新たな補正関数(数1以外)を設けることなく補正が可能である。また、ピッチn内に局所的に発生する誤差Δxについても補正が可能である。   Then, the position data correction unit 107 acquires the error correction value Δy for the in-pitch positions φn other than the ranges Fn1 to Fn3 shown in FIG. 6, and corrects the position x represented by the position data with the acquired error correction value Δy. To do. The error Δx included in the corrected position x is shown in FIG. As shown in FIG. 7, the error Δx remains uncorrected in the sections of the ranges Fn1, Fn2, and Fn3, and the error Δx included in the position x is corrected outside the ranges Fn1 to Fn3. For example, when the error Δx included in the position x is 0 in the sections of the ranges Fn1, Fn2, and Fn3, the filter 106 provides a new correction function (other than Equation 1) for the error Δx included in the position x within the pitch n. Correction is possible without any problem. Further, not only the position error of the sine wave component but also the position error of the non-sine wave component can be corrected without providing a new correction function (other than Equation 1). Further, it is possible to correct an error Δx that occurs locally within the pitch n.

(位置データ補正装置の動作)
続いて、図8を参照しつつ、本発明の第1実施形態に係る位置データ補正装置の動作について説明する。図8は、本発明の第1実施形態に係る位置データ補正装置の動作について説明するための説明図である。
(Operation of position data correction device)
Next, the operation of the position data correction apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the operation of the position data correction apparatus according to the first embodiment of the present invention.

まず、モータ20が移動体を移動させると、検出信号取得部11が検出信号を取得する。すると、検出信号は、位置データ生成部12に送られ、位置データ生成部12により、その検出信号に基づいて、位置x(絶対位置)を表す位置データが生成される。すると、位置データ補正装置100で図8に示すステップS01が処理される。   First, when the motor 20 moves the moving body, the detection signal acquisition unit 11 acquires a detection signal. Then, the detection signal is sent to the position data generation unit 12, and the position data generation unit 12 generates position data representing the position x (absolute position) based on the detection signal. Then, the position data correction apparatus 100 processes step S01 shown in FIG.

ステップS01(ピッチ特定ステップの一例)では、ピッチ特定部101が、位置データに基づいて、移動体が位置するピッチnを特定する。次に、ステップS03が処理される。   In step S01 (an example of a pitch specifying step), the pitch specifying unit 101 specifies the pitch n where the moving body is located based on the position data. Next, step S03 is processed.

ステップS03(ピッチ内位置特定ステップの一例)では、ピッチ内位置特定部102が、ステップS01で特定されたピッチnと、位置データに基づいて、当該ピッチnにおけるピッチ内位置φn(0〜360°)を特定する。そして、このステップS03の処理後はステップS05に進む。   In step S03 (an example of an in-pitch position specifying step), the in-pitch position specifying unit 102 determines an in-pitch position φn (0 to 360 °) at the pitch n based on the pitch n specified in step S01 and the position data. ). After step S03, the process proceeds to step S05.

ステップS05(パラメータ取得ステップの一例)では、パラメータ取得部104が、ピッチnとピッチ内位置φnとに基づいて、メモリ103内を検索して、そのピッチnとピッチ内位置φnとに関連付けられた区間niのパラメータ(ani,bni)を取得する。そして、パラメータ取得部104は、取得したパラメータを誤差補正値算出部105に出力する。そして、ステップS06が処理される。   In step S05 (an example of a parameter acquisition step), the parameter acquisition unit 104 searches the memory 103 based on the pitch n and the in-pitch position φn, and associates the pitch n with the in-pitch position φn. The parameter (ani, bni) of the section ni is acquired. Then, the parameter acquisition unit 104 outputs the acquired parameter to the error correction value calculation unit 105. Then, step S06 is processed.

ステップS07(誤差補正値算出ステップの一例)では、誤差補正値算出部105が、ステップS05で取得されたパラメータに基づいて、誤差関数を導出し、その誤差関数とピッチ内位置φnとから、誤差補正値Δyを算出する。そして、ステップS09に進む。   In step S07 (an example of an error correction value calculation step), the error correction value calculation unit 105 derives an error function based on the parameters acquired in step S05, and an error is calculated from the error function and the in-pitch position φn. A correction value Δy is calculated. Then, the process proceeds to step S09.

ステップS09(フィルタリングステップの一例)では、フィルタ106が、予め設定されていた設定値に基づいて、フィルタリングの種類及びフィルタリングを行うか否か特定する。そして、フィルタ106は、ピッチ内位置φnがフィルタリングを行う範囲Fn1〜Fn3に含まれる場合には、誤差補正値Δyに対して、特定した種類によるフィルタリング(例えば誤差補正値Δyの遮蔽等)を行う。一方、ピッチ内位置φnが当該範囲に含まれない場合には、フィルタ106は、フィルタリングをせずに誤差補正値Δyを位置データ補正部107に出力する。このステップS09の処理後はステップS11が処理される。   In step S09 (an example of a filtering step), the filter 106 specifies the type of filtering and whether or not to perform filtering based on a preset setting value. When the in-pitch position φn is included in the filtering range Fn1 to Fn3, the filter 106 performs filtering according to the specified type (for example, shielding of the error correction value Δy) on the error correction value Δy. . On the other hand, when the in-pitch position φn is not included in the range, the filter 106 outputs the error correction value Δy to the position data correction unit 107 without performing filtering. Step S11 is processed after step S09.

ステップS11(位置データ補正ステップの一例)では、位置データ補正部107が、位置データ生成部12から生成された位置xに対して、ステップS09の処理後の誤差補正値Δyを減算等し、誤差を補正した位置xを表す位置データを、制御部30に出力する。なお、フィルタリングの種類によっては、位置データ補正部107は、誤差補正値Δyを減算等せずに、位置xを表す位置データを生成することとなるが、ここでは、このような場合も、誤差補正の一種に含まれることとする。このステップS11の処理後は、位置データ補正装置による一連の補正動作は終了するが、例えば、モータ20が回転する毎に、又は、所定の周期などにおいて、上記ステップS01〜ステップS11が繰り返されることになる。   In step S11 (an example of a position data correction step), the position data correction unit 107 subtracts the error correction value Δy after the process in step S09 from the position x generated from the position data generation unit 12 to obtain an error. The position data representing the position x corrected for is output to the control unit 30. Note that, depending on the type of filtering, the position data correction unit 107 generates position data representing the position x without subtracting the error correction value Δy. It shall be included in a kind of amendment. After the process of step S11, a series of correction operations by the position data correction device ends, but for example, the above-described steps S01 to S11 are repeated each time the motor 20 rotates or at a predetermined period. become.

(本実施形態による効果の例)
以上、本発明の第1実施形態に係る位置データ補正装置、エンコーダ、モータシステム及び位置データ補正方法について説明した。
この本実施形態に係る位置データ補正装置等によれば、ピッチ内に設定された複数の区間毎に、誤差関数を変更することが可能であるため、正弦波成分の誤差(ノイズ)だけでなく、非正弦波成分の誤差に対しても、より適切に誤差補正を行うことが可能である。また、この際、各区間に対する誤差関数が線形関数で表され、かつ、各ピッチ毎にその線形関数のパラメータがメモリ103に記録されるため、記録データ量を削減し、かつ、誤差補正値算出時の処理量を増加させずに、非正弦波成分の誤差を補正可能である。よって、上記のような適切な補正を、非常に容易に行うことが可能である。
(Example of effects according to this embodiment)
The position data correction device, encoder, motor system, and position data correction method according to the first embodiment of the present invention have been described above.
According to the position data correction apparatus and the like according to the present embodiment, since the error function can be changed for each of a plurality of sections set in the pitch, not only the error (noise) of the sine wave component, Thus, it is possible to perform error correction more appropriately for errors of non-sinusoidal components. At this time, the error function for each section is represented by a linear function, and the parameters of the linear function are recorded in the memory 103 for each pitch, so that the amount of recorded data is reduced and the error correction value is calculated. The error of the non-sinusoidal component can be corrected without increasing the amount of processing at the time. Therefore, it is possible to perform the appropriate correction as described above very easily.

また、この位置データ補正装置等によれば、1ピッチに対して4以上の区間が設定され、その区間毎のパラメータによる誤差関数のプロファイルが、2以上の三角波形状のとなるように、パラメータが設定される。そればかりか、その三角波形状の誤差補正値の2以上の極値の絶対値が相異なるように設定される。また、そのパラメータには、各区間の長さに関する情報も含まれる。従って、三角波形状の極値の高さや傾きを、より細やかに設定して、データ量や計算量を大きく増加させることなく、適切な誤差補正が可能である。   Further, according to this position data correction device or the like, the parameters are set so that four or more sections are set for one pitch, and the profile of the error function based on the parameters for each section has a triangular wave shape of two or more. Is set. In addition, the absolute values of two or more extreme values of the triangular wave shape error correction value are set to be different from each other. The parameter also includes information on the length of each section. Accordingly, the height and inclination of the extreme value of the triangular wave shape can be set more finely, and appropriate error correction can be performed without greatly increasing the amount of data or calculation.

更に、この位置データ補正装置等によれば、フィルタ107により、任意の範囲で、誤差関数から導出される誤差補正値Δyをそのまま使用して位置補正したり、任意のフィルタリング処理を施した誤差補正値Δyを使用して位置補正することを互いに切り替えることが可能である。そして、フィルタリング処理の種類や閾値等自体も、任意の範囲で切り替えることが可能である。従って、位置xに含まれる誤差Δxに対して、適切に補正ができる。また、外光や他の部位からの反射光や迷光等に起因する局所的に発生する誤差Δxに対して同様に適切に補正ができる。   Further, according to this position data correction device or the like, the filter 107 performs position correction using the error correction value Δy derived from the error function as it is within an arbitrary range, or error correction subjected to arbitrary filtering processing. It is possible to switch between position corrections using the value Δy. The type of filtering process, the threshold value, and the like can be switched within an arbitrary range. Therefore, it is possible to appropriately correct the error Δx included in the position x. In addition, the error Δx that occurs locally due to external light, reflected light from other parts, stray light, or the like can be similarly appropriately corrected.

以上、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明した。しかしながら、本発明はこれらの実施形態の例に限定されないことは言うまでもない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において、様々な変更や修正を行うことに想到できることは明らかである。従って、これらの変更後や修正後の技術も、当然に本発明の技術的範囲に属するものである。   The embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings. However, it goes without saying that the present invention is not limited to the examples of these embodiments. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can make various changes and modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Accordingly, the technology after these changes and corrections naturally belong to the technical scope of the present invention.

例えば、上記実施形態では、位置データ補正装置100がフィルタ106を有する場合について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、フィルタ106によるフィルタリング処理が必要でない場合は、位置データ補正装置100はフィルタ106を有さなくてもよいし、フィルタ106が全範囲においてフィルタリング処理を施さないように設定されることも可能である。また、フィルタ106は、すべてのピッチに対応してフィルタリング処理を施すことも可能であり、また、所定のピッチに対してのみフィルタリグ処理することも可能である。   For example, although the case where the position data correction apparatus 100 includes the filter 106 has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to such an example. For example, when the filtering process by the filter 106 is not necessary, the position data correction apparatus 100 may not have the filter 106, or the filter 106 may be set not to perform the filtering process in the entire range. is there. Further, the filter 106 can perform a filtering process corresponding to all the pitches, and can also perform a filtering process only for a predetermined pitch.

尚、本明細書において、フローチャートに記述されたステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的に又は個別的に実行される処理をも含む。また時系列的に処理されるステップでも、場合によっては適宜順序を変更することが可能であることは言うまでもない。
In this specification, the steps described in the flowcharts are executed in parallel or individually even if they are not necessarily processed in time series, as well as processes performed in time series in the described order. Including processing to be performed. Further, it goes without saying that the order can be appropriately changed even in the steps processed in time series.

1 モータシステム
10 エンコーダ
11 検出信号取得部
12 位置データ生成部
20 モータ
21,22 回転シャフト
30 制御装置
100 エンコーダ
101 ピッチ特定部
102 ピッチ内位置特定部
103 メモリ
104 パラメータ取得部
105 誤差補正値算出部
106 フィルタ
107 位置データ補正部
x 位置
Δx 誤差
Δy 誤差補正値
φ ピッチ内位置
n ピッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor system 10 Encoder 11 Detection signal acquisition part 12 Position data generation part 20 Motor 21, 22 Rotation shaft 30 Control apparatus 100 Encoder 101 Pitch specification part 102 In-pitch position specification part 103 Memory 104 Parameter acquisition part 105 Error correction value calculation part 106 Filter 107 Position data correction section x Position Δx error Δy Error correction value φ Position in pitch n Pitch

Claims (7)

移動体が1ピッチ分移動する毎に振幅が1周期変動する検出信号に基づいて生成される前記移動体の位置を表す位置データに基づいて、前記移動体が位置する前記ピッチを特定するピッチ特定部と、
前記位置データに基づいて、前記移動体が位置するピッチ内位置を特定するピッチ内位置特定部と、
前記ピッチ内位置が入力されると該ピッチ内位置における誤差補正値を導出する線形の誤差関数のパラメータが、前記ピッチそれぞれに設定された複数の区間毎に予め記録されたメモリと、
前記ピッチ特定部が特定したピッチと、前記ピッチ内位置特定部が特定したピッチ内位置とに基づいて、前記移動体が位置する前記区間に対応した前記パラメータを、前記メモリから取得するパラメータ取得部と、
前記パラメータ取得部が取得したパラメータに基づいて、前記ピッチ内位置特定部が特定したピッチ内位置の誤差補正値を算出する誤差補正値算出部と、
前記誤差補正値算出部が算出した当該誤差補正値に基づいて、前記位置データ生成部が生成した位置データを補正する位置データ補正部と、
を有する、位置データ補正装置。
Pitch specification that specifies the pitch at which the moving body is located based on position data that represents the position of the moving body that is generated based on a detection signal whose amplitude varies by one period each time the moving body moves by one pitch. And
Based on the position data, an in-pitch position specifying unit that specifies an in-pitch position where the moving body is located;
A memory in which a linear error function parameter for deriving an error correction value at the in-pitch position when the in-pitch position is input is recorded in advance for each of a plurality of sections set for each of the pitches;
A parameter acquisition unit that acquires, from the memory, the parameter corresponding to the section in which the moving body is located based on the pitch specified by the pitch specifying unit and the in-pitch position specified by the in-pitch position specifying unit. When,
Based on the parameters acquired by the parameter acquisition unit, an error correction value calculation unit that calculates an error correction value of the position in the pitch specified by the position specification unit in the pitch;
A position data correction unit that corrects the position data generated by the position data generation unit based on the error correction value calculated by the error correction value calculation unit;
A position data correction device.
前記線形の誤差関数による誤差補正値の変化が1の前記ピッチ内で2以上の三角波形状となるように、前記ピッチそれぞれに対して、前記パラメータが4以上の前記区間毎に設定され、
少なくとも1以上の前記ピッチ内における前記パラメータは、前記2以上の三角波形状の誤差補正値における2以上の極値の絶対値が相異なるように設定される、請求項1に記載の位置データ補正装置。
The parameter is set for each of the four or more sections for each of the pitches so that a change in an error correction value by the linear error function becomes a triangular wave shape of two or more within the one pitch.
2. The position data correction device according to claim 1, wherein the parameter in at least one or more of the pitches is set such that absolute values of two or more extreme values in the two or more triangular wave shape error correction values are different from each other. .
前記パラメータには、前記ピッチにおける前記区間それぞれの長さが含まれる、請求項2に記載の位置データ補正装置。   The position data correction device according to claim 2, wherein the parameter includes a length of each section in the pitch. 前記ピッチ特定部が特定したピッチと、前記ピッチ内位置特定部が特定したピッチ内位置とに基づいて、前記誤差補正値算出部により算出された誤差補正値をフィルタリングして前記位置データ補正部に出力するフィルタを更に有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の位置データ補正装置。   Based on the pitch specified by the pitch specifying unit and the in-pitch position specified by the in-pitch position specifying unit, the error correction value calculated by the error correction value calculating unit is filtered to the position data correcting unit. The position data correction apparatus according to claim 1, further comprising a filter for outputting. 移動体が1ピッチ分移動する毎に振幅が1周期変動する検出信号を少なくとも取得する検出信号取得部と、
前記検出信号取得部が取得した検出信号に基づいて、前記移動体の位置を表す位置データを生成する位置データ生成部と、
前記位置データ生成部が生成した位置データに基づいて、前記移動体が位置する前記ピッチを特定するピッチ特定部と、
前記位置データ生成部が生成した位置データに基づいて、前記移動体が位置するピッチ内位置を特定するピッチ内位置特定部と、
前記ピッチ内位置が入力されると該ピッチ内位置における誤差補正値を導出する線形の誤差関数のパラメータが、前記ピッチそれぞれに設定された複数の区間毎に予め記録されたメモリと、
前記ピッチ特定部が特定したピッチと、前記ピッチ内位置特定部が特定したピッチ内位置とに基づいて、前記移動体が位置する前記区間に対応した前記パラメータを、前記メモリから取得するパラメータ取得部と、
前記パラメータ取得部が取得したパラメータに基づいて、前記ピッチ内位置特定部が特定したピッチ内位置の誤差補正値を算出する誤差補正値算出部と、
前記誤差補正値算出部が算出した当該誤差補正値に基づいて、前記位置データ生成部が生成した位置データを補正する位置データ補正部と、
を有する、エンコーダ。
A detection signal acquisition unit that acquires at least a detection signal whose amplitude fluctuates by one period every time the moving body moves by one pitch;
Based on the detection signal acquired by the detection signal acquisition unit, a position data generation unit that generates position data representing the position of the moving body;
Based on the position data generated by the position data generation unit, a pitch specifying unit that specifies the pitch at which the moving body is located;
Based on the position data generated by the position data generation unit, an in-pitch position specifying unit that specifies an in-pitch position where the moving body is located;
A memory in which a linear error function parameter for deriving an error correction value at the in-pitch position when the in-pitch position is input is recorded in advance for each of a plurality of sections set for each of the pitches;
A parameter acquisition unit that acquires, from the memory, the parameter corresponding to the section in which the moving body is located based on the pitch specified by the pitch specifying unit and the in-pitch position specified by the in-pitch position specifying unit. When,
Based on the parameters acquired by the parameter acquisition unit, an error correction value calculation unit that calculates an error correction value of the position in the pitch specified by the position specification unit in the pitch;
A position data correction unit that corrects the position data generated by the position data generation unit based on the error correction value calculated by the error correction value calculation unit;
Having an encoder.
移動体を移動させるモータと、
前記移動体の位置を表す位置データに基づいて、前記モータを制御する制御装置と、
前記移動体の位置を検出し、当該位置を表す位置データに含まれる誤差を補正して前記制御装置に出力するエンコーダと、
を有し、
前記エンコーダは、
移動体が1ピッチ分移動する毎に振幅が1周期変動する検出信号を少なくとも取得する検出信号取得部と、
前記検出信号取得部が取得した検出信号に基づいて、前記移動体の位置を表す位置データを生成する位置データ生成部と、
前記位置データ生成部が生成した位置データに基づいて、前記移動体が位置する前記ピッチを特定するピッチ特定部と、
前記位置データ生成部が生成した位置データに基づいて、前記移動体が位置するピッチ内位置を特定するピッチ内位置特定部と、
前記ピッチ内位置が入力されると該ピッチ内位置における誤差補正値を導出する線形の誤差関数のパラメータが、前記ピッチそれぞれに設定された複数の区間毎に予め記録されたメモリと、
前記ピッチ特定部が特定したピッチと、前記ピッチ内位置特定部が特定したピッチ内位置とに基づいて、前記移動体が位置する前記区間に対応した前記パラメータを、前記メモリから取得するパラメータ取得部と、
前記パラメータ取得部が取得したパラメータに基づいて、前記ピッチ内位置特定部が特定したピッチ内位置の誤差補正値を算出する誤差補正値算出部と、
前記誤差補正値算出部が算出した当該誤差補正値に基づいて、前記位置データ生成部が生成した位置データを補正する位置データ補正部と、
を有する、モータシステム。
A motor that moves the moving body;
A control device for controlling the motor based on position data representing the position of the moving body;
An encoder that detects the position of the moving body, corrects an error included in position data representing the position, and outputs the error to the control device;
Have
The encoder is
A detection signal acquisition unit that acquires at least a detection signal whose amplitude fluctuates by one period every time the moving body moves by one pitch;
Based on the detection signal acquired by the detection signal acquisition unit, a position data generation unit that generates position data representing the position of the moving body;
Based on the position data generated by the position data generation unit, a pitch specifying unit that specifies the pitch at which the moving body is located;
Based on the position data generated by the position data generation unit, an in-pitch position specifying unit that specifies an in-pitch position where the moving body is located;
A memory in which a linear error function parameter for deriving an error correction value at the in-pitch position when the in-pitch position is input is recorded in advance for each of a plurality of sections set for each of the pitches;
A parameter acquisition unit that acquires, from the memory, the parameter corresponding to the section in which the moving body is located based on the pitch specified by the pitch specifying unit and the in-pitch position specified by the in-pitch position specifying unit. When,
Based on the parameters acquired by the parameter acquisition unit, an error correction value calculation unit that calculates an error correction value of the position in the pitch specified by the position specification unit in the pitch;
A position data correction unit that corrects the position data generated by the position data generation unit based on the error correction value calculated by the error correction value calculation unit;
Having a motor system.
移動体が1ピッチ分移動する毎に振幅が1周期変動する検出信号に基づいて生成される前記移動体の位置を表す位置データに基づいて、前記移動体が位置する前記ピッチを特定するピッチ特定ステップと、
前記位置データに基づいて、前記移動体が位置するピッチ内位置を特定するピッチ内位置特定ステップと、
前記ピッチ内位置が入力されると該ピッチ内位置における誤差補正値を導出する線形の誤差関数のパラメータが、前記ピッチそれぞれに設定された複数の区間毎に予め記録されたメモリから、前記ピッチ特定ステップで特定したピッチと、前記ピッチ内位置特定ステップで特定したピッチ内位置とに基づいて、前記移動体が位置する前記区間に対応した前記パラメータを取得するパラメータ取得ステップと、
前記パラメータ取得ステップで取得したパラメータに基づいて、前記ピッチ内位置特定ステップで特定したピッチ内位置の誤差補正値を算出する誤差補正値算出ステップと、
前記誤差補正値算出ステップで算出した当該誤差補正値に基づいて、前記位置データ生成ステップが生成した位置データを補正する位置データ補正ステップと、
を有する、位置データ補正方法。
Pitch specification that specifies the pitch at which the moving body is located based on position data that represents the position of the moving body that is generated based on a detection signal whose amplitude varies by one period each time the moving body moves by one pitch. Steps,
An in-pitch position specifying step for specifying an in-pitch position where the movable body is located based on the position data;
When the in-pitch position is input, a linear error function parameter for deriving an error correction value at the in-pitch position is stored in the pitch specification from a memory recorded in advance for each of a plurality of sections set for each pitch. A parameter acquisition step for acquiring the parameter corresponding to the section in which the moving body is located based on the pitch specified in the step and the position in the pitch specified in the position in pitch position specifying step;
Based on the parameter acquired in the parameter acquisition step, an error correction value calculation step of calculating an error correction value of the position in the pitch specified in the position determination step in the pitch;
A position data correction step for correcting the position data generated by the position data generation step based on the error correction value calculated in the error correction value calculation step;
A position data correction method.
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