JPH01270784A - モータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は光学式のロータリーエンコーダを用いてモータ
の回転位置を制御する装置の位置誤差の補正に関するも
のである。

［従来の技術］ モータの回転位置をフィードバック制御する装置では、
回転位置の検出手段に光学式のロータリーエンコーダが
多く用いられている。

光学式のロータリーエンコーダは、第１０図に示すよう
に、円板形状のスリット板１に円周方向に沿って一定ピ
ッチでスリット２を形成し、スリット２を挟んで光源３
とフォトダイオードアレイ４を対向配置し、フォトダイ
オードアレイ４で検出したスリット２の通過光をもとに
スリット板１の回転を検出するものである。エンコーダ
は、モータの制御装置に使用されているときは、スリッ
ト板１はモータのロータに固定されている。

［発明が解決しようとする課！！！］ しかし、光学式のロータリーエンコーダでは、スリット
板の真円度の誤差、スリットの配列ピッチの誤差、フォ
トダイオードの配列ピッチの誤差等があることから、ス
リット板の回転位置によって検出位置の誤差が変動する
。スリット板の回転位置と、検出位置の誤差の関係の一
例を第１１図に示す。

図に示すように、誤差の変動曲線は、周期の長い大きな
うねりと周期の短い小さなうねりが組合されていて、全
体としてはピーク・ツー・ピークで約３０″の検出誤差
を生じる６ 周期の長いうねりは、スリット板の真円度の誤差によっ
て生じる２次誤差である。また、周期の短いうねりはス
リットの配列ピッチ誤差やフォトダイオードアレイの配
列ビヅチ誤差によって生じる高次誤差である。

このようにロータリーエンコーダは様々な誤差誤差要因
を含んでいることから、ロータリーエンコーダを用いな
モータの制御装置は絶対位置精度が悪いという問題点が
あった。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
のであり、光学式のロータリーエンコーダに生じる誤差
が補正され良好な絶対位置精度が得られるモータの制御
装置を実現することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、 光学式のロータリーエンコーダを用いてモータの回転位
置をフィードバック制御するモータの制御装置において
、 前記ロータリーエンコーダのスリット板の真円度の誤差
により、位置決めされる回転位置に生じる誤差を除去す
るための補正量がスリット板の回転位置と対応付けて格
納された第１のメモリと、前記スリット板のスリットピ
ッチの誤差またはスリット板の通過光を検出するフォト
ダイオードアレイの配列ピッチの誤差により、位置決め
される回転位置に生じる誤差を除去するための補正量が
スリット板の回転位置と対応付けて格納された第２のメ
モリと、 指令位置信号が与えられると、この指令位置信号が示す
スリット板の回転位置をもとに、前記第１及び第２のメ
モリから補正量を読み出し、この補正量を用いて前記指
令位置信号を補正する補正手段、 を具備したモータの制御装置である。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明を説明する。

第１図は本発明にかかるモータの制御装置の一実施例の
構成図である。

図で、１０は制御対象となるモータ、１１はモータ１０
の回転を検出する光学式のロータリーエンコーダ、１２
は与えられた指令位置信号とエンコーダ１１が検出した
回転位置信号をもとにモータ１０の回転位置をフィード
バック制御するドライバである。

１３はドライバ１２に指令位置信号を与える位置決めコ
ントローラである。

位置決めコントローラ】３で、１３１は処理部としての
ＣＰＵである。処理部１３１は、エンコーダの誤差を補
正する処理や、原点復帰、エラー検出等の処理を行う。

１３２及び１３３は指令位置信号の補正量が格納された
第１及び第２のメモリである。第１のメモリ１３２には
２次誤差を除去するための補正量が格納され、第２のメ
モリ１３３には高次誤差を除去するための補正量が格納
されている。これらの補正量は処理部１３１が読み出す
。

１３４はポストコンピュータ１４及びティーチングボッ
クス１５と処理部１３１の間で授受される情報が経由す
るシリアル通信インタフェイスである。ホストコンピュ
ータ１４は処理部１３１に指令位置信号を与えたり、補
正量を求めて第１及び第２にメモリ１３２及び１３３に
ロードするものである。また、ティーチングボックス１
５は位置決めコントローラ１３に教示データを与えるも
のである。

１３５は処理部１３１の出力を演算処理するマイコン、
１３６はマイコン１３５からの信号をらとに指令位置に
応じた数のパルスを発生するパルス発生部、１３７はド
ライバ１２からのステータスを受けて制御を行うステー
タスコントローラ、１３８はドライバ１２から与えられ
た回転検出パルスのパルス数をカウントするカウンタ、
１３９はシーケンサ１６と処理部１３１の間で授受する
デジタルデータが経由するデジタルデータ入出力回路で
ある。

シーケンサ１６は処理部１３１の動作手順を与える。

このような装置の動作を説明する。

まず、補正量は次のようにしてメモリ１３２゜１３３に
格納される。

すなわち、第２図に示すように、コンピュータ１７から
ドライバ１２を介して高精度の絶対位置測定装置（高精
度のモータとエンコーダを組合せたもの）１８に指令位
置信号を与え、コンピュータ１７はこのときの測定装？
！！１８の測定信号を受け、この信号を基準信号とする
。

測定装置１８にいくつかの指令位置信号を与えて基準信
号を複数個とっておく。

次に、測定装置１８を本発明にかかるモータ１０及びエ
ンコーダ１１と交換し、基準信号をとったときと同一の
指令信号を与えてエンコーダ１１の検出信号を測定する
。そして、この測定信号を対応する基準信号と比較し、
各ポイントの誤差を求める。この誤差から、各ポイント
の誤差を除去するための補正量を算出する０例えば、各
ポイントで誤差が第３図のように変動している場合は、
補正量は第４図に示すようにする。

第４図の補正曲線は、第１１図の誤差曲線の大きなうね
りを除去するためのもの（２次誤差補正曲線）と小さな
うねりを除去するためのものく高次誤差補正曲線）が作
成される。

位置決めコントローラ１３の第１のメモリ１３．２と第
２のメモリ１３３のＲＯＭ内には回転位置くポイント）
と補正量を対応させた絶対精度補正テープ・ルがあり、
この補正デープルに補正曲線から求めたデータがロムラ
イタを用いて書き込まれる。この場合、第１のメモリ１
３２には２次誤差補正曲線から求めたデータが書込まれ
、第２のメモリ１３３には高次誤差補正曲線から求めた
データが書込まれる。これによって、第１のメモリ１３
２と第２のメモリ１３３には２次誤差補正テーブルと高
次誤差補正テーブルがそれぞれ格納される。

なお、補正テーブルが書き込まれるメモリとしてはＲＡ
Ｍを用いてもよい、この場合は、補正曲線から求めたデ
ータをコンピュータ１７によりＲＡＭにダウンロードす
る。

この補正テーブルの一例を第５図に示す。

第５図で、補正デープルは、回転位置を２０区分し、各
区分では、補正量と、この区分に該当する指令位置信号
の値の範囲を対応させている。

指令値Ｗｔｇ号の補正は次のようにして行なわれる。

第６図は補正手順を示したフローチャートである。

図で、Ａ１の部分では、指令位置信号の示す位置がスリ
ット板の１回転上のどの位置にあるかを求める。この部
分で、判断Ｘにより指令位置信号の示す位置が正の位置
か負の位置かによって算出法を変えている。

次に、Ａ２の処理により、指令位置信号で示す位置が２
次誤差補正テーブルではどの部分に該当するかを求める
。

その後、Ａ３の処理により、指令位置信号で示す位置の
補正量を、２次誤差補正テーブルから読み出した補正量
に１次補間演器をして求める。このような補間演ｎを図
示すると第７図のようになる。

次に、Ａ４の処理により指令位置信号で示す位置がスリ
ットの１ピツチ内でどの位置にあるかを求める。

その後、Ａ５の処理により、指令位置信号で示す位置が
高次誤差補正テーブルではどの部分に該当するかを求め
る。この処理で、２０４８は内挿値の一例でＲｓ／ＳＬ
である。

次に、Ａ６の処理で、指令位置信号で表わす位置の高次
誤差の補正量ΔＰ、を、高次誤差補正テーブルから読み
出した補正量に１次補間演算をして求める。

その後、Ａ７の処理で、高次誤差の補正量ΔＰ、と２次
誤差の補正量ΔＰ２の和ΔＰをとって全体の補正量とす
る。

指令位置信号を２次誤差の補正量ΔＰ２で補正すること
によって第１１図の誤差曲線は第８図のようになり、さ
らに高次誤差の補正量ΔＰ１で補正することによって誤
差曲線は第９図のようになる。

このような補正は、例えば誤差補正プログラムを有する
ファームウェアによって実現される。

処理部１３１は、このようにして求めた補正量ΔＰで指
令位置信号を補正し、補正した信号をドライバ１２に指
令位置信号として与える。これによって、ドライバ１２
にはエンコーダの誤差を考慮した指令位置信号が与えら
れる。

なお、Ａ３とＡ６の部分の補間演算は１次補間に限らず
２次補間等で行ってもよい。

［効果］ 本発明によれば、指令位置信号の表わす回転位置でエン
コーダに発生する２次誤差と高次誤差を除去するように
指令位置信号を補正しているなめ、絶対位置精度が良好
になる。例えば、補正をしない第１１図の誤差曲線では
ピーク・ツー・ピークで約３０″の誤差があるが、補正
をした第９図の曲線では誤差はピーク・ツー・ピークで
約６″に減少する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にがかるモータの制御装置の一実施例の
構成図、第２図〜第９図は第１図の装置の動咋説明図、
第１０図は光学式のロータリーエンコーダの構成図、第
１１図は従来のモータの制御装置の誤差曲線を示した図
である。 １０・・・モータ、１１・・・エンコーダ、１２・・・
ドライバ、１３・・・位置決めコントローラ、１３１・
・・処理部、１３２・・・第１のメモリ、１３２・・・
第２のメモリ、１４・・・ホストコンピュータ。 第３図 ↑ 第５図 第６図 第８図 −σ　　　　９０°　　　　１８０＠２７０°　　　３
６０゜回転位！−〉

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光学式のロータリーエンコーダを用いてモータの回転位
   置をフィードバック制御するモータの制御装置において
   、 前記ロータリーエンコーダのスリット板の真円度の誤差
   により、位置決めされる回転位置に生じる誤差を除去す
   るための補正量がスリット板の回転位置と対応付けて格
   納された第１のメモリと、前記スリット板のスリットピ
   ッチの誤差またはスリット板の通過光を検出するフォト
   ダイオードアレイの配列ピッチの誤差により、位置決め
   される回転位置に生じる誤差を除去するための補正量が
   スリット板の回転位置と対応付けて格納された第２のメ
   モリと、 指令位置信号が与えられると、この指令位置信号が示す
   スリット板の回転位置をもとに、前記第１及び第２のメ
   モリから補正量を読み出し、この補正量を用いて前記指
   令位置信号を補正する補正手段、 を具備したモータの制御装置。