Ι3033ι19 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於檢測馬達等旋轉體之旋轉角度之旋轉編 碼器，或線性載台等之位移之線性編碼器等的編碼訊號處 理裝置。 【先前技術】 以往，係有預先運算對應於得自感測器訊號檢測部之 二相類比訊號所具有的偏置電壓、振幅誤差、相位誤差、 波形失真等所產生之位置檢測誤差，而儲存於記憶部，並 於一般之位置檢測時，根據此檢測誤差資料來修正位置檢 測訊號者。（例如參照專利文獻1) 圖8係表示習知之編碼訊號處理裝置之構成的方塊圖 〇 圖8中，5 1係將得自未圖示之感測器訊號檢測部之二 相類比訊號Sa，Sb放大的類比放大電路、52係將經放大後 之二相類比訊號轉換成數位訊號的類比一數位轉換電路、 5 3係將經轉換後之二相數位訊號轉換成位置資料的數位內 插電路、54係接受來自數位內插電路53之位置資料，以運 算修正用檢測誤差資料的檢測誤差資料算出電路、55係運 用修正用檢測誤差資料，來修正位置資料之檢測誤差的檢 測誤差修正電路，其由修正用檢測誤差儲存暫存器5 5 1及 修正計算電路5 5 2所構成。又，5 6係位置資料產生電路， 用來產生經修正後之一個週期內的位置資料及來自原訊號 -5- 13033或 9 之週期數目之複數個週期的位置資料。 其次，說明其動作。 首先，說明誤差資料之算出及其儲存方法。使未圖示 之被測定體以一定速度移動，將得自感測器訊號檢測部 之二相類比訊號，以類比放大電路5 1予以放大，並藉由類 比-數位轉換電路5 2轉換成數位訊號，並以數位內插電路 53轉換成位置資料。 被測定體係以一定速度在移動，又，由於已預知一個 週期之移動距離，因此藉由以等間隔在一個週期內取樣， 即可計算各取樣時之移動距離。因此，檢測誤差資料算出 電路54，係計算各取樣時之移動距離，並且從藉由此計算 所得到之理想位置資料與各取樣時所檢測之位置資料，來 算出位置誤差，並將此位置誤差資料儲存在位於檢測誤差 修正電路55內之修正用檢測誤差儲存暫存器551 (記憶部） 〇 其次，說明使用所儲存之位置誤差資料以修正位置資 料的方法。於一般之位置檢測時，當根據得自感測器訊號 檢測部之二相類比訊號算出位置資料時，修正計算電路 5 5 2即使用儲存於修正用檢測誤差儲存暫存器551之檢測誤 差資料，來修正位置資料之檢測誤差，並輸出至位置資料 產生電路56。 以此方式，習知之編碼訊號處理裝置，係將對應於檢 測位置之位置誤差資料，儲存於記憶部之修正用檢測誤差 儲存暫存器，並於一般之位置檢測時，使用此位置誤差資 -6 - 1303349 料來修正位置資料之檢測誤差。 專利文獻1 : 日本特開2003-2 5 47 8 5號公報（第10頁， 圖2) 【發明內容】 [發明欲解決之課題] 然而’習知之編碼位置算出裝置，係將相對於檢測位 置之誤差資料儲存於記憶裝置，根據此資料來進行修正， 因此爲了也能修正至高次之失真誤差以提升精度，必須對 類比訊號之一個週期內之位置誤差資料，進行更細密的分 割，導致須要數目更多之位置誤差資料。因此，造成須要 有大容量之記憶部，且元件尺寸變大的問題。又，亦有爲 了處理大量之資料，造成程式變得複雜且訊號處理電路變 大的問題點。此外，由於類比訊號因各種干擾導致失真改 變，因此亦有依移動方向造成在檢測位置誤差資料產生差 異的問題。 因此，本發明有鑒於此種問題點，目的在於提供不須 要大容量之記憶部，且以簡單之訊號處理電路及訊號處理 方法也可修正至高次之失真，進而亦可修正考量到移動 方向的編碼位置算出裝置及修正方法。 [用以解決課題之手段] 爲了解決上述問題，本發明係由以下之方式所構成。 申請專利範圍第1項所記載之編碼訊號處理裝置’係 Ι3033Λ9 具備有：A/D轉換器，其係根據相對位移之兩個物體之位 移，將得自感測器訊號檢測部之週期性類比訊號轉換成數 位訊號、記憶部，其係記憶位置檢測誤差資訊、以及運算 部，其係具有從上述數位資料算出位置資料之位置資料算 出部及根據上述位置檢測誤差資訊來修正上述位置資料之 誤差修正部，其特徵爲： 上述記憶部係具備：第一記憶部，其係用來記憶將包 含於上述位置資料之位置誤差資料，藉由上述運算部加以 編碼後之正方向移動之修正係數、第三記憶部，其係用來 記憶逆方向移動之修正係數、以及 第二記憶部，其係用來記憶藉由上述演算部根據將上 述修正係數解碼後之位置誤差資料所生成之正方向移動之 誤差含有位置資料及修正資料、第四記憶部，其係用來記 憶逆方向移動之誤差含有位置資料及修正資料； 上述演算部係具備：移動方向判別部，其係根據上述 位置資料來判別移動方向、以及切換部，其係根據上述移 動方向判別部之結果來切換上述記憶部。 又，申請專利範圍第2項所記載之編碼訊號處理裝置 ，其中，上述第一記憶部及上述第三記憶部係由非依電性 記憶體所構成，上述第二記憶部及上述第四記憶部係由依 電性記憶體所構成。 又，申請專利範圍第3項所記載之編碼訊號處理裝置 ，其中，上述移動方向判別部係藉由得自上述位置資料算 出部之位置資料的差分碼來判別移動方向。 -8 - 13033^9 又，申請專利範圍第4項所記載之編碼訊號處理裝置 ’其中，上述移動方向判別部係藉由得自上述位置資料算 出部之位置資料的差分値及位置資料之差分碼，給予遲滯 以判別移動方向。 又，申請專利範圍第5項所記載之編碼訊號處理裝置 ，其中，上述切換部係具備：根據上述移動方向判別部之 結果，來切換上述第一記憶部與上述第三記憶部的第一切 換部、以及根據上述移動方向判別部之結果，來切換上述 第二記憶部與上述第四記憶部的第二切換部。 又，申請專利範圍第6項所記載之編碼訊號處理裝置 ，其中，上述第二切換部係根據上述移動方向判別部之結 果，判別移動方向後，即時，切換上述第二記憶部與上述 第四記憶部。 又，申請專利範圍第7項所記載之編碼訊號處理裝置 ，其中，上述第二切換部係根據上述移動方向判別部之結 果，判別移動方向後，於下一 0點位置通過時，切換上述 第二記憶部與上述第四記憶部。 [發明效果] 根據本發明之編碼裝置，由於係將檢測誤差資訊予以 編碼後加以記憶，因此無須大容量之記憶部，且由於以簡 單之訊號處理電路也可修正至高次之失真誤差，因此可得 到高精度的位置檢測訊號。 又，若使用非依電性記憶體作爲記憶修正係數之記憶 -9 - 13033(^)9 部，及使用依電性記憶體作爲記憶修正資料之記憶部時’ 則無須於每次投入電源時均製作修正係數的動作，由於只 要僅產生修正資料即可，因此動作變得簡單。 又，由於將檢測誤差資訊加以編碼後來處理，因此所 要處理之資料數目以較少量即可解決，且以簡單之程式亦 可修正至高次之失真誤差。 又，由於依移動方向來切換修正資料，依據移動方向 予以修正，藉此進一步可得到高精度的位置檢測訊號。 【實施方式】 以下’參照圖面來說明本發明之實施形態。 實施例一 圖1係表示本發明第一實施例中之編碼訊號處理裝置 之構成的方塊圖。 圖1中’ 1係將週期性之類比訊號Sa，Sb(依照相對位移 2兩個[物體之位移’得自未圖示之感測器訊號檢測部）轉 換成數位資料的A/D轉換器、2係從二相數位訊號算出位 置資料的位置資料算出部、3係將包含於位置資料之位置 S吳差資料予以編碼，且用來算出其修正係數的誤差修正用 參數取得部、4係用來記憶正方向移動之位置誤差資料修 ΪΗ f系數的第一記憶部、5係用來記憶逆方向移動之修正係 數的第三記憶部、6係誤差含有位置資料作成部，其爲從 第一記憶部4及第三記憶部5讀出修正係數，且將位置誤差 資米斗解碼’並自解碼後之位置誤差資料作成誤差含有位置 -10- 13033^9 資料、7係誤差修正位置表作成部，其爲爲了修正誤差含 有位置資料與位置資料，作成對應於修正資料之修正表、 8係記憶正方向移動之修正表的第二記憶部、9係記憶逆方 向移動之修正表的第四記憶部、1 0係判別移動方向之移動 方向判別部、1 1係根據移動方向判別部1 0之結果，來進行 第一記憶部與第三記憶部之切換的第一切換部、1 2係根據 移動方向判別部1 0之結果，來進行第二記憶部與第四記憶 部之切換的第二切換部、1 3係修正位置資料的誤差修正部 〇 又，1 4係運算部，其由位置資料算出部2、誤差修正 用參數取得部3、誤差含有位置資料作成部6、誤差修正位 置表作成部7、移動方向判別部1 〇、第一切換部1 1、第二 切換部12、以及誤差修正部13所構成。 感測器訊號檢測部，係當兩個物體以直線方向相對位 移時，可使用線性編碼器之檢測部作爲感測器訊號檢測部 ，當兩個物體以旋轉方向相對位移時，則可使用旋轉編碼 器之檢測部作爲感測訊號檢測部。又，感測器訊號檢測部 之檢測原理爲依據相對位移而產生類比訊號之變化的方式 者時，則磁力方式、光學方式、靜電電容方式、以及分解 方式等任一種方式均可。 又，亦可於A/D轉換器2之前段設置運算放大器等之 訊號放大電路。 又，運算部14可使用微電腦或DSP(數位訊號處理）等 具有數位運算功能之各種元件，以單數個或複數個的方式 -11 - 1303349 來構成。 又，第一記憶部4及第三記憶部5雖亦可是與運算部1 4 或第二記憶部8及第四記憶部9爲一體者，但較佳爲ROM ( 唯讀記憶體）或快閃記憶體等之非依電性記憶體。 又，第二記憶部8及第四記憶部9亦可是與運算部14爲 一體者。依電性記憶體或非依電性記憶體均可。 其次，說明本發明之編碼訊號處理裝置的動作。 本發明之動作大致區分爲三個動作。 第一動作，係從將位置誤差資料編碼，到將其修正係 數記憶於第一記憶部及第三記憶部爲止之動作（修正係數 產生動作）、 第二動作，係從將記憶於第一記憶部及第三記憶部之 位置誤差資料解碼，於運轉前作成修正表，到記憶於第二 記憶部及第四記憶部爲止之動作（修正表作成動作）、 第三動作，係於實際運轉時，將修正資料從修正表讀 出’以修正位置資料的動作（修正動作）。 以下依序說明此等之動作。 (修正係數產生動作） 首先，說明產生修正係數之動作。 圖2係表示修正係數產生動作的方塊圖，爲擷取圖i編 碼訊號處理裝置之方塊圖中有關修正係數產生動作的部分 。又’圖3係表示修正係數產生動作的流程圖。 使未圖示之被測定物的兩個物體以一定速度移動或轉 -12- 1303349 動（步驟1 〇 1)，自感測器訊號檢測部（未圖示）檢測對應於 兩個物體之相對位移的二相類比訊號Sa，sb(步驟102)。將 此二相類比訊號以A/D轉換器1，轉換成二相數位訊號後（ 步驟103)，以位置資料算出部2運算位置資料0 〇(步驟1〇4) ，以移動方向判別部1 〇藉由後述記載之方法來判別移動方 向（步驟105)。其次，以誤差修正用參數取得部3將包含於 位置資料之位置誤差資料，藉由傅立葉轉換予以編碼，以 算出該正方向修正係數Geos及Gsin與逆方向修正係數 Gcos_r及 GSin_r(步驟106)。其次，以第一切換部11選擇 用來儲存修正係數之記憶部（步驟1 07)，當正方向移動時 將修正係數儲存於第一記憶部4，當逆方向移動時則將修 正係數儲存於第三記憶部5(步驟108)。到此爲止，結束產 生修正係數之動作。 此處，詳細說明判別移動方向之動作。 圖4係表示判別移動方向之詳細動作的流程圖。 移動方向之判別，係使用位置差分之大小及編碼來進 行。預先設定脈衝數N(位置差分値）作爲臨限値。 首先，使被測定物之兩個物體相對移動或轉動，將所 算出之位置資料0 〇以一定週期來取樣，以取得此次値與 上次値之位置差分△ po s。自位置資料之差分碼檢測移動 方向’於正方向模式時，當位置差分△ pos在比所預設之 脈衝數- N小時即判別爲逆方向模式。又，於逆方向模式 時’當位置差分△ pos在比預設之脈衝數N大時則判別爲 正方向模式。移動方向判別，雖僅使用位置差分△ pos碼 -13- 1303 扉 來決定即可，如上所述，藉由於方向判別考量遲滯，即可 消除靜止時之方向判別的重覆誤判。 (修正表作成動作） 其次，說明作成修正表之動作。 圖5係表示修正表作成動作的方塊圖，爲擷取圖1編碼 訊號處理裝置方塊圖中有關修正表作成動作的部分。當投 g 入編碼訊號處理裝置之電源時，誤差含有位置資料作成部 6即讀出記憶於第一記憶部4之正方向修正係數Geo s[n]、 Gsin[n]，及記憶於第三記憶部13之逆方向修正係數 Gc〇S_r[n]、Gsin_r[n]，將位置誤差資料解碼，從經由解碼 後之位置誤差資料作成誤差含有位置資料。誤差修正位置 表作成部7， 係作成對應誤差含有位置資料及修正資料 之正方向修正表Tblgr[m]及逆方向修正表Tbl—rgr[m]，並 分別記憶於第二記憶部8及第四記憶部9。 (修正動作） 其次，說明使用修正表之修正動作的步驟。 圖6係表示修正動作的方塊圖，爲擷取圖1編碼訊號處 理裝置方塊圖中有關修正動作的部分。當本訊號處理裝置 之運轉開始時，即檢測來自感測器訊號檢測部之對應於兩 個物體之相對位移的之二相類比訊號Sa，Sb，以A/D轉換 器1，轉換成二相數位訊號後，以位置資料算出部2運算位 置資料0。，以移動方向判別部1 0來判別移動方向。 -14 - Ι3033ι19 其次，誤差修正部1 3即讀取位置資料θ 〇，以第二切 換部1 2來切換以此位置資料0 〇參照之修正表，亦即，當 正方向移動時，則參照第二記憶部8之修正表，當逆方向 移動時，則參照第四記憶部9之修正表，並輸出經修正後 之位置資料（真的位置資料0 )。 此處，第二切換部1 2中，以移動方向判別部1 〇判別移 動方向後，於即時或下次位置資料0 〇通過〇點時，來切換 第二記憶部8之修正表與第四記憶部9之修正表。即時切換 或〇點通過時切換，則預先定義於參數中。 實施例2 圖7係表示本發明第二實施例中之編碼訊號處理裝置 構成的方塊圖。 圖7中，3係誤差修正用參數取得部、4係第一記憶部 、5係第三記憶部、6係誤差含有位置資料作成部。 本實施例與第一實施例之不同點爲：第一實施例中， 第一記憶部4係將位置誤差修正用參數以複數次之c〇s成 分之振幅Gcos[n]及複數次之SIN成分之振幅Gsin[n]來記 憶，第三記憶部5係以複數次之COS成分之振幅Gcos_r[n] 及複數次之SIN成分之振幅Gsin_r[n]來記憶，但本實施 例中，第一記憶部4則以Gcos[n]及其相位d0 [η]來記憶， 第三記憶部5則以Gcos_r[n]及其相位d 0 _r[n]來記憶。 又’亦可以Gsin[n]及其相位d0 [η]取代Gcos[n]及其 相位[η]、並以Gsin_r[n]及其相位d0_r[n]取代Gcos_r[n]及 -15- 13033(129 其相位d 0 _r[n]來記億。 其次，說明本實施例之修正係數產生動作。 誤差修正用參數取得部3中，以與第一實施例 修正用參數取得部3同樣的方法，取得包含於位置 位置誤差資料，在此藉由傅立葉轉換將誤差資料 COS或SIN成分，以算出正方向移動修正係數之 分的振幅Gcos[n]及其相位d 0 [η]，或SIN成分 Gsin[n]及其相位d(9[n]，與逆方向移動修正係數 成分振幅Gcos_r[n]及其相位d0_r[n]，或SIN成分 Gsin_r[n]及其相位d 0_r[n]，並儲存於以第一切換 選擇之第一記憶部4及第三記憶部。誤差含有位置 成部6，則將以此振幅及相位之形式所記憶的參數 碼。 此外，由於修正表作成動作及修正動作係與第 例相同，因此省略該說明。 以此方式之本實施例中，由於可將誤差波形 COS或SIN曲線來表現，因此易於進行修正參數 〇 本發明不拘於磁力方式、光學方式、旋轉型、 ’可適用於具有再現性之週期性誤差之所有形式的 置檢測誤差修正。 【圖式簡單說明】 [圖1]係表示本發明第一實施例中編碼訊號處 之誤差 資料之 分離爲 cos成 的振幅 之 cos 之振幅 部1 1所 資料作 予以解 一實施 以一個 之微調 直動型 編碼位 理裝置 -16- Ι3033Λ9 之構成的方塊圖。 [圖2 ]係表示本發明第一實施例中修正係數產生動作 的方塊圖。 [圖3 ]係表示本發明第一實施例中修正係數產生動作 的流程圖。 [圖4 ]係表示本發明第一實施例中移動方向判別動作 的流程圖。 _ [圖5]係表示本發明第一實施例中修正表作成動作的 方塊圖。 [圖6]係表示本發明第一實施例中修正動作的方塊圖 〇 [圖7]係表示本發明第二實施例中編碼訊號處理裝置 之構成的方塊圖。 [圖8]係表示習知之編碼訊號處理裝置之構成的方塊 圖。 【主要元件符號說明】 1 : A/D轉換器 2 :位置資料算出部 3 :誤差修正用參數取得部 4 :第一記憶部 5 :第三記憶部 6 :誤差含有位置資料作成部 7 :誤差修正位置表作成部 -17· 13035149 8 :第二記憶部 9 :第四記憶部 1 0 :移動方向判別部 1 1 ·•第一切換部 1 2 :第二切換部 1 3 :誤差修正部 1 4 :運算部 5 1 :類比放大電路 52 :類比-數位轉換電路 53 :數位內插電路 54 :檢測誤差資料算出電路 5 5 :檢測誤差修正電路 55 1 :修正用檢測誤差儲存暫存器 552 :修正計算電路 5 6 :位置資料產生電路
-18-