JPH1127973A - 位置制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転軸の中心と位置検出器の被検出体の回転
中心の偏心に伴う位置検出誤差を補正して正確な位置制
御ができるようにする。 【解決手段】 位置検出器の被検出体２ａの中心Ｏ´が
回転中心Ｏから偏心ｄして回転軸に取り付けられている
とする。回転軸を一定速度で回転させると、センサ２ｂ
で検出される位置は０度、１８０度の位置では正確な位
置を検出するが、９０度、２７０度の位置では、本来Ｐ
１、Ｐ３の位置を検出すべきものがＰ１´、Ｐ３´の位
置を検出し図３（ｂ）に示すように検出位置にうねりが
生じる。このうねりのピーク値とピーク値が発生する回
転角度を求める。ピーク値より偏心量ｄを求め、該偏心
量ｄとピーク値が発生する角度より、指令位置（角度）
に対する検出誤差を求め、指令位置に対してこの検出誤
差を補正してモータに出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸の回転位置
を検出し、該回転軸の位置や回転軸に連結された可動部
の移動位置をフィードバック制御する位置制御装置に関
する。特に、工作機械の主軸の回転位置を制御するのに
適した位置制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転軸の回転位置および速度を検出する
位置検出器としては、光学的、磁気的、電気的に位置・
速度を検出する各種位置検出器が知られている。これら
の位置検出器は回転軸に位置検出器の被検出体を取り付
け、回転軸と共に該被検出体が回転し、この回転位置を
光学的、磁気的、電気的に検出し回転軸の回転位置を検
出するものである。位置検出器の被検出体が偏心してい
る場合や、該被検出体を回転軸に取り付ける際の取り付
け誤差による偏心誤差があると、回転軸の回転位置と位
置検出器で検出される回転位置が異なることになり、検
出される回転軸の回転位置の検出精度が低下する。そこ
で従来は、この偏心誤差が生じないように、被検出体を
回転軸に正確に精度良く取り付けるようにしていた。ま
た、精度良く取り付けても生じていた偏心誤差による位
置検出の誤差は無視していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】高精度に位置を制御し
ようとすると、上記偏心誤差による位置検出の検出誤差
が、位置制御に現れ高精度の位置を制御できないという
不具合が生じる。また、検出器の被検出体を回転軸に偏
心が生じないように精度良く取り付けるとしても限界が
あり、非常に困難である。

【０００４】そこで、本発明の目的は、上記偏心誤差に
よる位置検出誤差を補正して正確な位置制御ができる位
置制御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、回転軸に取り
付けられ該回転軸の回転位置を検出する位置検出器から
の位置フィードバック信号に基づいて位置を制御する位
置制御装置において、上記回転軸に取り付けられる位置
検出器内の被検出体の偏心や取り付け誤差に起因する検
出誤差データを回転軸に取り付けられた上記位置検出器
からの出力信号に基づいて算出し位置制御装置内に記憶
しておき、上記回転軸を駆動するモータへの回転指令位
置に対して上記検出誤差データを補正してモータへの回
転指令位置とすることによって、位置検出器内の被検出
体の偏心や取り付け誤差に起因する検出誤差を相殺させ
て正確な位置制御を可能にした。

【０００６】予め上記位置制御装置に記憶させた検出誤
差データ取得プログラムを実行させることによって、上
記位置検出器からの出力信号に基づいて自動的に検出誤
差データを求め位置制御装置内のメモリに記憶するよう
にする。

【０００７】モータを駆動制御する速度ループが作動し
て、位置検出器の偏心誤差に追従する制御が行われない
ように、モータを駆動制御する速度ループが追従しない
十分な速度で回転軸を一定速度回転させ、位置検出器の
出力信号の１回転に１回のうねり量と、位置検出器の１
回転信号から上記うねりのピークまでの時間に基づいて
上記検出誤差データを求めるようにする。または、上記
モータが誘導電動機である場合には、速度ループをオー
プンにして、誘導電動機を一定周波数で励磁することに
より一定速度で回転させ、位置検出器の出力信号の１回
転に１回のうねり量と、位置検出器から出力される１回
転信号から上記うねりのピークまでの時間に基づいて上
記検出誤差データを算出する。

【０００８】さらに、上記検出誤差データを求める検出
誤差データ取得プログラムを上記位置制御装置に記憶し
ておき、回転速度が設定された速度以上になったとき、
上記プログラムを実行して上記位置検出器からの出力信
号に基づいて自動的に検出誤差データを求め位置制御装
置内のメモリに記憶するようにしてもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】

本発明の第１の実施形態 図１は本発明の第１の実施形態における偏心誤差による
検出誤差データを得る方法のブロック図である。図１に
おいて、１は工作機械の主軸もしくはモータの回転軸で
ある。回転軸１には位置検出器２の被検出体２ａが取り
付けられており、該被検出体２ａに接近して位置検出器
２のセンサ２ｂが配置され、光学的、電気的、磁気的に
被検出体２ａの回転位置、すなわち主軸やモータ軸等の
回転軸１の回転位置をセンサ２ｂによって検出し、回転
軸１の回転位置を制御する位置制御装置３に検出信号が
フィードバックされるようになっている。なお、この回
転軸１の回転位置を検出する方法は従来と同様である。

【００１０】本実施形態においては、検出誤差データ取
得のために回転軸１に高精度の位置検出器、例えば、セ
ンサを複数備え被検出体の偏心の影響を除去して回転位
置を検出できるような高価な高精度位置検出器４を取り
付け、この高精度位置検出器４によって位置を検出表示
できるようにする。

【００１１】そして、位置制御装置３からある位置への
移動指令を出力し回転軸１を駆動するモータに出力し回
転軸１を指令位置に位置決めする。その時、高精度位置
検出器４で検出される位置と指令位置との差を被検出体
２ａの偏心等による検出誤差データとして検出する。回
転軸１の１回転内を数分割して各分割点の位置におい
て、上記検出位置誤差データの検出作業を行い夫々上記
検出誤差データを検出し、位置制御装置３のメモリ内に
設定記憶させる。例えば、回転軸１の１回転を１２分割
し、位置検出器２で１回転信号が得られる回転角０度の
位置、３０度の位置、６０度の位置…３３０度の位置に
夫々位置決めして、上述のように検出誤差データを求め
位置制御装置３内のメモリに設定記憶させる。

【００１２】位置制御装置３の通常運転を行う場合に
は、高精度位置検出器４を回転軸から取り外す。そし
て、回転軸１を駆動するモータを駆動制御し位置を制御
する際には、指令位置に対してメモリに記憶した検出誤
差データより指令位置を補正し、補正した指令位置を主
軸やモータへの移動指令値として出力し回転軸１の位置
を制御する。

【００１３】上記高精度位置検出器４で検出された位置
から回転軸１を駆動するモータに指令した位置を減算し
た値が正の値であれば、正の検出誤差データとして、負
の値であれば負の検出誤差データとして、回転軸１の１
回転内の所定回転角度毎に記憶しておき、移動指令がこ
の回転角度に達する毎に検出補正データを指令位置から
減算する。そして、回転軸１への位置ぎめ位置が記憶し
た位置の中間部であれば、内挿補間してその指令位置に
対する検出誤差データを求め、求めた検出誤差データを
指令位置から減算する補正を行って補正後の移動指令位
置として回転軸１を駆動するモータに出力する。

【００１４】例えば、上述した例で、指令位置が回転各
０度と３０度の間の位置であれば、０度と３０度の位置
に対して記憶されている検出誤差データを内挿補間して
指令位置における検出誤差データを求め、指令位置から
この求めた検出誤差データを減算して出力する。この検
出誤差データが正の場合、補正せずに指令位置を出力す
ると高精度位置検出器４で検出された位置に回転軸１は
移動することになる。この場合、指令した位置より検出
誤差データ分回転しすぎていることを意味する。しか
し、指令位置から検出誤差データを減じて指令位置とす
ることによって、実際の回転位置は検出誤差データ分相
殺され正確な位置に移動することになる。逆に、検出誤
差データが負の場合には、指令した位置より検出誤差デ
ータ分回転量が足りないことを意味するので、指令位置
にこの負の検出誤差データが減算され、指令位置が増加
することになり検出誤差データ分相殺され、正確な指令
位置に移動することになる。

【００１５】この検出誤差データの指令位置に対する補
正方法は、従来、モータによって送りねじを駆動して、
回転運動を直線運動に変換して工作機械等の可動部を移
動させ位置制御を行うときに、送りねじのピッチ誤差補
正を行っているが、このピッチ誤差補正の方式と同一で
ある。

【００１６】本発明の第２の実施形態 第２の実施形態では、図２に示すように、第１の実施形
態で使用した高精度の位置検出器４を使用することな
く、取り付けられている自己の位置検出器２によって検
出誤差データを求め記憶するものである。

【００１７】この第２の実施形態では、回転軸１を一定
速度で回転させたとき、偏心誤差によって検出される所
定周期間の移動量（速度）がうねりを生じることから、
このうねりによって検出誤差データを求めるものであ
る。

【００１８】図３はこのうねり発生を説明する説明図で
ある。回転軸１の回転中心Ｏと該回転軸１に取り付けら
れている位置検出器２の被検出体２ａの回転中心Ｏ´が
回転軸の回転中心Ｏより回転角０度の位置方向にｄだけ
偏心していたとする。回転角０度の位置では、検出誤差
はなく、回転軸１が９０度回転したときには、偏心して
いなければ、被検出体２ａの位置Ｐ１をセンサ２ｂは検
出するはずであるが、偏心していることによりＰ１´の
位置を検出することになりプラスの最大の検出誤差とな
る。また、回転軸１が１８０度回転した位置では、セン
サ２ｂは位置Ｐ２を検出し検出誤差はない。２７０度回
転したときには、偏心がなければＰ３の位置を検出する
はずであるが、偏心ｄにより位置Ｐ３´を検出しマイナ
スの最大の検出誤差を得ることになる。図３（ｂ）に示
すように、検出誤差は回転軸１回転でｓｉｎ波状にうね
ることになる。なお、図３（ｂ）のｓｉｎ波状のうねり
の中心線は偏心ｄが「０」のときであり、検出誤差がな
いことを意味する。

【００１９】一方、位置検出器２によって検出される速
度（所定周期間の移動量を検出することによって速度は
求まる）は、回転角０度の位置では回転半径が最大であ
ることから、最大の速度となり、回転角が１８０度の位
置では回転半径が最小であるから最小の速度となる。ま
た、回転角が９０度、及び２７０度の位置では、速度誤
差のない状態となる。その結果、図３（ｂ）に示すよう
に、速度誤差は位置誤差のｓｉｎ波状のうねりに対して
９０度移送のずれたｃｏｓ波状のうねりとなる。なお、
図３（ｂ）において速度誤差を表すｃｏｓ波状のうねり
の中心線は、偏心量ｄが「０」のときの速度誤差を表
し、指令された一定の速度を検出していることを示す。

【００２０】そこで、検出速度（所定周期内の検出移動
量）のうねりのピーク値より偏心量ｄを本実施形態では
求めるようにする。まず、回転軸１を駆動する制御系の
速度ループの応答の影響を受けない周波数で回転軸１を
駆動するモータを駆動する。この実施形態では、回転軸
の回転数を例えば３７５０（ min^-1）で回転させる。す
なわち回転軸１を１６msで１回転させる。そして、位置
検出器２によって位置・検出するサンプリング周期を２
msとする。そうすると、サンプリング周期毎回転軸１の
１回転を８等分したことになる。

【００２１】図４は、偏心量ｄを求める原理を説明する
説明図である。Ｏは回転軸１の回転中心、Ｏ´は位置検
出器２の被検出体の回転中心でその間には偏心量ｄがあ
る。サンプリング周期２ms毎に検出される速度、すなわ
ち２ms毎（回転軸が４５度回転する毎）の検出移動量は
図４に示すようにＬ１、Ｌ２…Ｌ８となる。被検出体２
ａの信号検出部における全周の長さをＬとし、偏心量ｄ
と該偏心量に対応するこの信号検出部における周上の長
さを等しいと近似する（図４において、円弧ｑ＝ｄと近
似する）。そうすると、図４より、 Ｌ７＋Ｌ８＋Ｌ１＋Ｌ２−２ｄ＝Ｌ／２ Ｌ３＋Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌ６＋２ｄ＝Ｌ／２ よって、 ｄ＝｛（Ｌ７＋Ｌ８＋Ｌ１＋Ｌ２）−（Ｌ３＋Ｌ４＋Ｌ
５＋Ｌ６）｝／４ である。しかし、Ｌ１〜Ｌ８の値は偏心量ｄと比較して
非常に大きな値となるため、平均速度を想定する。すな
わち、平均速度とは、図３（ｂ）の速度誤差カーブのう
ねりの中心線、偏心量ｄが「０」で指令速度で回転して
いることを意味する。そこで、図５に示すように、被検
出体２ａの回転中心Ｏ´を中心として４５度毎に８等分
し、検出位置間の移動距離をＬm （この移動距離Ｌm は
偏心がないときのサンプリング周期２ms毎の移動距離で
あり、Ｌm ／２msは指令速度を意味する）とする。そし
て、Ｌ１´＝Ｌ１−Ｌm 、Ｌ２´＝Ｌ２−Ｌm 、…Ｌ８
´＝Ｌ８−Ｌm を求める。このＬ１´〜Ｌ８´は偏心が
ないときの移動量Ｌm との差であるからＬ１´／２ms〜
Ｌ１´／２msは速度誤差を意味する。そうすると、図５
に示すように、 α＝Ｌ１−Ｌm ＝Ｌ１´ α＝Ｌm −Ｌ５＝−Ｌ５´、 故にＬ１´＝−Ｌ５´ β＝Ｌ２−（Ｌm −α）＝Ｌ２´＋α β＝Ｌm −（Ｌ６−α）＝−Ｌ６´＋α 故にＬ２´＝−Ｌ６´ γ＝Ｌ８−Ｌm ＝Ｌ８´ γ＝Ｌm −Ｌ４＝−Ｌ４´ 故にＬ８´＝−Ｌ４´ β＝Ｌ７−（Ｌm −γ）＝Ｌ７´＋γ β＝Ｌm −（Ｌ３−γ）＝−Ｌ３´＋γ 故にＬ７´＝−Ｌ３´ 以上ことから、 ｄ＝（Ｌ７´＋Ｌ８´＋Ｌ１´＋Ｌ２´）／２ となる。また、 Ｌ７´＋Ｌ８´＋Ｌ１´＋Ｌ２´＝−（Ｌ３´＋Ｌ４´
＋Ｌ５´＋Ｌ６´） であるから、（Ｌ７´＋Ｌ８´＋Ｌ１´＋Ｌ２´）は誤
差の半周期分を意味する。

【００２２】そこで、速度誤差を任意の回転数に対応す
るうねりの一般式として次の（１）式ようにｓｉｎ波で
近似する。 速度誤差＝Ａｓｉｎ（２πｆｔ） …（１） なお、ｆは回転数／ｓｅｃある。この速度誤差関数の半
周期の積分値が上記（Ｌ７´＋Ｌ８´＋Ｌ１´＋Ｌ２
´）に対応し、振幅Ａは速度誤差のピーク値を意味す
る。そして、速度誤差半周期の積分値は１／πｆである
から、 ｄ＝（Ｌ７´＋Ｌ８´＋Ｌ１´＋Ｌ２´）／２ ＝（２msの移動量のピーク値）／（2ms ×πｆ×２） サンプリング周期も一般化しＴとすると、次の（２）と
なる。

【００２３】 ｄ＝（時間Ｔ当たりの移動量のピーク値）／（Ｔ×２πｆ） …（２） この偏心量ｄを求めるには次の４項目が分かればよい。

【００２４】（１）サンプリング周期Ｔ毎の移動量のピ
ーク値Ｖop（mm） （なお、ピーク値Ｖopは最大移動量と平均移動量との
差） （２）１回転信号からのピーク値までの時間ｔp （sec
） （３）位置検出器２の信号検出部の長さ（周長）Ｐ×ｄ
ｐ（mm） （Ｐはセンサによって検出する単位の数、ｄｐはこの単
位間の長さ） （４）回転軸１の回転数Ｎ（ min^-1） 上記（３）の信号検出部の長さは位置検出器２が決まれ
ば分かる既知の値である。また（４）の回転軸１の回転
数は指令回転数であり既知の値である。

【００２５】（１）、（２）の値は、回転軸を指令速度
Ｎで回転させ、位置検出器２からの信号をパソコン等に
入力し簡単に求めることができる。すなわち、１回転信
号をが入力されるとタイマーを作動させ、最大移動量が
検出されたときのタイマー値より、（２）の１回転信号
からのピーク値までの時間ｔp （sec ）を求め、検出さ
れた最大移動量、最小移動量を加算し２で割ることによ
って上記（１）のピーク値Ｖopを求めることができる。
または、最大移動量から平均移動量（指令速度に対応す
るサンプリング周期Ｔ間の移動量）を減じて上記（１）
のピーク値Ｖopを求めることもできる。

【００２６】図６は、回転軸１の回転数Ｎ＝４６８８
（ min^-1）で回転させ、サンプリング周期Ｔ＝２msで該
サンプリング周期間の移動量（速度）を求めたグラフで
ある。横軸は時間、縦軸は移動量を表す。縦軸の１区分
（div ）は、位置検出器２の信号検出部の検出単位間の
長さｄｐ＝１．２６mmの（１／８０）に対応する。この
図６におけるｓｉｎ波状のカーブは、その中心が平均速
度（指令速度）を表し、カーブ自体が速度誤差を表して
いる。

【００２７】そこで、検出された最大の移動量（最大速
度）から指令速度のサンプラング時間Ｔ内の移動量を減
じてピーク値Ｖopを求めると１．３div である。よっ
て、偏心量ｄは、 ｄ＝（時間Ｔ当たりの移動量のピーク値）／（Ｔ×２πｆ） ＝{1.3[div] ×1.26[mm]／80[div]}／{0.002[sec] ×２π×4688[min^-1]/60} ＝0.021[mm] 次に、測定した１回転信号からのピーク値までの時間ｔ
p （sec ）（図６ではｔp ＝３．６msである。また、図
６では１回転信号が発生したときの速度誤差カーブは平
均速度（指令速度）であるが、１回転信号発生位置は、
回転軸１に位置検出器２の被検出体２ａを取り付けたと
きに決まるものであり、速度誤差カーブの任意の位置に
発生するものである。）より、移動量のピーク値（速度
誤差の最大値）Ｖopが発生する位置の角度ｓd を求め
る。１回転信号の位置を回転軸１の回転角０度の位置と
しており、また、位置検出器２の検出遅れ時間ｔd をあ
らかじめ測定しパソコンに設定しておき、次の（３）式
の計算を行って、ピーク値発生角度ｓd は求められる。

【００２８】 ｓd ［度］＝（ｔp[sec]−ｔd[sec]）×３６０［度］×Ｎ[min^-1]/６０[sec] …（３） 次に、移動量のピーク値（速度誤差の最大値）を角度に
変換した値ａを求める。すなわち、図４でｄ＝ｑとし
て、この最大誤差ｑ＝ｄに対応する角度ａを次の（４）
式で求める。

【００２９】 ａ［度］＝［ｄ[mm]／（Ｐ×ｐd[mm] ）］×３６０［度］ …（４） そうすると、指令角度θに対する角度による偏心誤差Δ
θは次の（５）式で近似できる。

【００３０】 Δθ＝ａ×ｓｉｎ（θ−ｓd ） …（５） 回転軸１の１回転３６０度をｎ等分し、３６０／ｎ
［度］毎の角度における偏心誤差の差分は次の（６）式
で求められる。

【００３１】 偏心誤差の差分 ＝ａ×｛sin(360 ×（m/n)−ｓd ）−ｓｉｎ［360 ×((m-1)／n)−ｓd ］｝ …（６） なお、ｍは０〜ｎ−１の値である。

【００３２】そこで、ｎ＝８とし、位置検出器２はｔd
＝２．１ms、Ｐ＝２５６、ｐd ＝１．２６ｍｍのものを
使用し、回転速度Ｎ＝４６８８rpm で回転軸を回転させ
て図６のように速度データを得て、Ｖop＝１．３div か
ら上記（２）式の演算によって偏心量ｄ＝０．０２１ｍ
ｍを得たとすると、角度ａは、ａ＝０．０２１÷（２５
６×１．２６）×３６０＝０．０２３度ピーク値発生角
度ｓd は、ｔp ＝３．６msであるからｓd ＝（3.6ms −
2.1ms ）×360 度×4688 min^-1÷60sec ＝42.2度４５度
毎の偏心誤差の差分は、偏心誤差の差分＝0.023 ｛sin
(45×m −42.5）−sin(45×(m-1) −42.5）｝各角度に
おける偏心誤差の差分を求めると次のようになる。

【００３３】 ｍ θ 偏心誤差（差分） ０ ０度 ０．００８度 １ ４５度 ０．０１７度 ２ ９０度 ０．０１６度 ３ １３５度 ０．００６度 ４ １８０度 −０．００８度 ５ ２２５度 −０．０１７度 ６ ２７０度 −０．０１６度 ７ ３１５度 −０．００６度 こうして求めた差分偏心誤差を位置制御装置３のメモリ
に設定記憶されておき、従来のモータによっておくりね
じを駆動して可動部の位置を制御しながらモータを駆動
する際に行われている送りねじのピッチ誤差補正と同様
の手法により、モータへの移動指令に対して、記憶した
偏心誤差（差分）補正（差し引いて）モータへの指令と
して回転軸を駆動すれば、位置検出器の取り付け誤差等
による偏心による位置検出誤差を補正して正確な位置制
御ができる。

【００３４】上述した、第２の実施形態では、パソコン
によって上記検出誤差データを算出するようにしたが、
パソコンを用いずに、この位置検出器が取り付けられ該
位置検出器に基づいて回転軸の位置を制御する位置制御
装置３自体に、上記検出誤差データ取得プログラムを記
憶させておき、位置検出器２を回転軸１に取り付け、位
置制御装置のセットアップ時にこのプログラムを実行さ
せて、検出誤差データを自動的に求め位置制御装置３内
のメモリに記憶するようにしてもよい。図７は、上記パ
ソコン若しくは位置制御装置３が実行する検出誤差デー
タ取得処理のプログラムのフローチャートである。この
図７で示す処理は位置制御装置３で実行する場合を中心
に記載している。

【００３５】位置制御装置３に検出誤差データ取得指令
を入力すると、位置制御装置３のプロセッサは、図７に
示す処理を開始する。

【００３６】まず、サンプリング周期間の移動量（速
度）の最大値を記憶するレジスタＲ１に予め設定されて
いる負の最大値をセットし、最小値を記憶するレジスタ
Ｒ２に正の最大値をセットする（ステップＳ１）。次
に、予め設定されている回転軸１の回転速度を制御する
速度ループが効かない高速の設定回転数Ｎを出力し回転
軸１を駆動するモータを該速度で回転させ（なお、パソ
コンでこの検出誤差データ取得処理を実行する場合に
は、パソコンからこの設定回転数Ｎを位置制御装置３に
出力し該位置制御装置３で回転軸１を駆動するモータを
駆動させることになる。）、タイマＴi1に設定時間をセ
ットする（ステップＳ２）。この設定時間は、設定回転
数Ｎを指令して回転軸１がこの設定回転数Ｎに達し速度
が一定なるまで要する時間以上の時間である。

【００３７】そして、該タイマＴi1がタイムアップした
か否か判断し（ステップＳ３）、タイムアップすると位
置検出器２から１回転信号が入力されたか監視し（ステ
ップＳ４）、１回転信号が入力されて来ると、タイマＴ
i2をスタートさせ（ステップＳ５）、サンプリング周期
Ｔ毎の移動量ｖを検出する処理を開始する（ステップＳ
６）。検出されたサンプリング周期Ｔ間の移動量ｖとレ
ジスタＲ１に記憶する値とを比較し（ステップＳ７）、
検出移動量ｖの方が大きいと（最初はレジスタＲ１には
負の最大値がセットされているから、検出移動量ｖの方
が大きい）、この検出移動量ｖを該レジスタＲ１に格納
すると共に、移動量のピーク値発生時間ｔp を記憶する
レジスタＲtpにタイマＴi2の値を格納する（ステップＳ
８）。また、検出移動量ｖがレジスタＲ１に記憶する値
以下であると、ステップＳ８の処理は行わずステップＳ
９に移行する。

【００３８】ステップＳ９では、検出した移動量Ｖとレ
ジスタＲ２に記憶する値を比較し、検出移動量ｖの方が
小さいと（最初はレジスタＲ２には正の最大値がセット
されているから、検出移動量ｖの方が小さい）、レジス
タＲ２に検出移動量ｖを格納する（ステップＳ１０）。
また、レジスタＲ２に記憶する値が検出移動量ｖ以下で
あれば、ステップＳ１０の処理を行わずステップＳ９か
らステップＳ１１に進む。

【００３９】ステップＳ１１では、１回転信号が入力さ
れたか判断し、入力されてなければ、ステップＳ６に移
行し、前述したステップＳ６〜Ｓ１１の処理を繰り返
す。そして、ステップＳ１２で１回転信号を検出すると
ステップＳ１２に進む。その結果、レジスタＲ１には、
１回転信号から１回転信号までの区間、すなわち回転軸
１の１回転内において、最大の移動量が記憶されること
になり、レジスタＲ２には最小の移動量が記憶されるこ
とになる。また、レジスタＲtpには、１回転信号から最
大の移動量が検出されたときまでの時間、すなわち前述
した１回転信号からのピーク値までの時間ｔp が記憶さ
れることになる。

【００４０】そこで、レジスタＲ１に記憶する最大移動
量からレジスタＲ２に記憶する最小移動量を減じて２で
割り、移動量のピーク値Ｖopを求める（ステップＳ１
２）。そして、求められた移動量のピーク値Ｖop、１回
転信号からのピーク値までの時間ｔp 、及び予め設定さ
れている回転数Ｎ、サンプリング時間Ｔ、位置検出器２
の検出遅れ時間ｔd 、位置検出器２の信号検出部の長さ
Ｐ×dpより、前述した（２）式、（３）式、（４）式の
演算を行って、偏心量ｄ、ピーク値発生角度ｓd、ピー
ク値Ｖopを角度に変換した値ａを求める（ステップＳ１
３）。そして、指標ｍを「０」にセットし（ステップＳ
１４）、求められたピーク値Ｖopを角度に変換した値ａ
とピーク値発生角度ｓd 、及び設定されている１回転の
分割数（検出誤差データの取得数）ｎに基づいて（６）
式の演算を行って、角度（３６０×ｍ／ｎ）に対応する
偏心誤差（差分）を求めメモリに記憶する（ステップＳ
１５，Ｓ１６）。

【００４１】次に、指標ｍを１インクリメントし（ステ
ップＳ１７）、該指標ｍが設定分割数ｎに達したか判断
し（ステップＳ１８）、達してなければステップＳ１５
以下の処理を繰り返し実行し、指標ｍが設定値ｎに達す
ると、この処理を終了する。その結果、位置制御装置３
のメモリ（パソコンの場合にはパソコンのメモリ）に
は、回転軸１をｎ等分した各回転角度に対する検出誤差
データが記憶されることになる。

【００４２】なお、上記処理をパソコンで実行した場合
には、パソコンのメモリに記憶された各回転角度毎の検
出誤差データを表示装置等に表示させ、この表示された
データを位置制御装置３のメモリに設定すればよい。

【００４３】なお、上記第２の実施形態では、回転軸を
駆動するモータを速度ループの効かない回転数の一定速
度で駆動して上記検出誤差データを求めたが、モータが
誘導電動機の場合には、速度ループをオープにして該誘
導電動機を一定周波数で励磁して回転させて、上記検出
誤差データを求めるようにしてもよい。この場合におい
ても、パソコンを利用して検出誤差データを求めても、
または、位置制御装置３自体に検出誤差データ取得プロ
グラムを記憶させておき、自動的に求めるようにしても
よい。この場合の検出誤差データ取得プログラムは、図
７のステップＳ２の設定回転数Ｎの出力処理の代わり
に、設定された一定周波数の励磁指令出力に代わる。ま
た、ステップＳ３とステップＳ４の間に、回転軸１の回
転数Ｎの算出処理を必要とする。すなわち、一定周波数
の励磁指令出力して、回転数が一定になるまで待った
後、その回転数Ｎの値を位置検出器２からの信号に基づ
いて算出する必要がある。その他の処理は図７と同一で
ある。

【００４４】また、上述した各実施形態では、検出誤差
データ取得指令をパソコンや位置制御装置３に入力し
て、位置制御装置３が通常の運転を開始する前に検出誤
差データを予め取得するようにしたが、位置制御装置３
に検出誤差データ取得プログラムを記憶しておき、回転
軸１が設定されている回転数以上の回転数Ｎになったと
き、上記検出誤差データ取得プログラムを実行させるよ
うにしてもよい。この場合には、図７に示す処理におい
て、ステップＳ２、Ｓ３の処理は必要がなくなる。

【００４５】

【発明の効果】本発明は、位置検出器の被検出体の偏心
や該被検出体を回転軸に取り付ける際の取り付け誤差に
より回転軸中心に対する被検出体の回転中心が偏心して
いても、この偏心に伴う、位置検出器で検出される回転
位置の誤差を補正して回転軸を駆動するモータへの指令
が出力されるから、正確な位置制御が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における高精度位置検出器
を利用して検出誤差データを求めるときの説明図であ
る。

【図２】本発明の第２の実施形態における検出誤差デー
タを求めるときの説明図である。

【図３】位置検出器の被検出体の回転中心の偏心に伴う
検出位置、速度のうねりを説明する説明図である。

【図４】サンプリング周期毎の移動量（速度）より偏心
量を求める原理説明図である。

【図５】同じく原理説明図である。

【図６】速度データより速度誤差のピーク値、該ピーク
値が発生する時間を説明する説明図である。

【図７】本発明の一実施形態における検出誤差データ取
得プログラムのフローチャートである。

【符号の説明】

１ 回転軸 ２ 位置検出器 ２ａ 位置検出器の被検出体 ２ｂ 位置検出器のセンサ ３ 位置制御装置 ４ 高精度位置検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷口 満幸 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内 (72)発明者 秋山 隆洋 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内 (72)発明者 徳岡 祐士 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内 (72)発明者 井上 正 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に取り付けられ該回転軸の回転位
   置を検出する位置検出器からの位置フィードバック信号
   に基づいて位置を制御する位置制御装置において、上記
   回転軸に取り付けられる位置検出器内の被検出体の偏心
   や取り付け誤差に起因する検出誤差データを回転軸に取
   り付けられた上記位置検出器からの出力信号に基づいて
   算出し位置制御装置内に記憶しておき、上記回転軸を駆
   動するモータへの回転指令位置に対して上記検出誤差デ
   ータを補正してモータへの回転指令位置とすることを特
   徴とする位置制御装置。
2. 【請求項２】 上記検出誤差データは、予め上記位置制
   御装置に記憶させた検出誤差データ取得プログラムを実
   行させることによって、上記位置検出器からの出力信号
   に基づいて自動的に求め位置制御装置内のメモリに記憶
   するようにした請求項１記載の位置制御装置。
3. 【請求項３】 上記検出誤差データは、モータを駆動制
   御する速度ループが追従しない十分な速度で回転軸を一
   定速度回転させ、位置検出器の出力信号の１回転に１回
   のうねり量と、位置検出器から出力される１回転信号か
   ら上記うねりのピークまでの時間に基づいて算出する請
   求項１または請求項２記載の位置制御装置。
4. 【請求項４】 上記モータは誘導電動機であり、上記検
   出誤差データは、速度ループをオープンにして、誘導電
   動機を一定周波数で励磁することにより一定速度で回転
   させ、位置検出器の出力信号の１回転に１回のうねり量
   と、位置検出器から出力される１回転信号から上記うね
   りのピークまでの時間に基づいて算出する請求項１また
   は請求項２記載の位置制御装置。
5. 【請求項５】 回転軸に取り付けられ該回転軸の回転位
   置を検出する位置検出器からの位置フィードバック信号
   に基づいて位置を制御する位置制御装置において、上記
   回転軸に取り付けられる位置検出器内の被検出体の偏心
   や取り付け誤差に起因する検出誤差データを求めるプロ
   グラムを上記位置制御装置に記憶しておき、回転速度が
   設定された速度以上になったとき、上記プログラムを実
   行し、上記位置検出器からの出力信号に基づいて自動的
   に検出誤差データを求め位置制御装置内のメモリに記憶
   し、該記憶した検出誤差データに基づいて回転指令位置
   を補正してモータへの回転指令位置とすることを特徴と
   する位置制御装置。