WO2006043403A1 - エンコーダ信号処理装置およびその信号処理方法 - Google Patents

エンコーダ信号処理装置およびその信号処理方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2006043403A1
WO2006043403A1 PCT/JP2005/017960 JP2005017960W WO2006043403A1 WO 2006043403 A1 WO2006043403 A1 WO 2006043403A1 JP 2005017960 W JP2005017960 W JP 2005017960W WO 2006043403 A1 WO2006043403 A1 WO 2006043403A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
data
error
correction
signal processing
position data
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/017960
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ikuma Murokita
Takefumi Kabashima
Yuji Arinaga
Yasushi Yoshida
Original Assignee
Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki filed Critical Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki
Priority to US11/665,965 priority Critical patent/US7496462B2/en
Priority to JP2006542302A priority patent/JPWO2006043403A1/ja
Priority to EP05787989A priority patent/EP1804032A1/en
Publication of WO2006043403A1 publication Critical patent/WO2006043403A1/ja

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D18/00—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
    • G01D18/001—Calibrating encoders
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/24471—Error correction
    • G01D5/2449—Error correction using hard-stored calibration data

Definitions

  • the present invention relates to a signal processing apparatus and a signal processing method for an encoder such as a rotary encoder that detects a rotation angle of a rotating body such as a motor and a linear encoder that detects displacement of a linear stage and the like.
  • an encoder such as a rotary encoder that detects a rotation angle of a rotating body such as a motor and a linear encoder that detects displacement of a linear stage and the like.
  • the position detection error generated by the offset voltage, amplitude error, phase error, waveform distortion, etc. of the two-phase analog signal obtained by the sensor signal detection unit is calculated in advance and stored in the memory. There is one that corrects the position detection signal based on this detection error data at the time of position detection. (For example, see Patent Document 1)
  • FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a conventional encoder signal processing apparatus.
  • 51 is an analog amplifying circuit that amplifies the two-phase analog signals Sa and Sb with which the sensor signal detection capability was obtained
  • 52 is an analog-digital converting circuit that converts the amplified two-phase analog signals into digital signals
  • 53 Is a digital interpolation circuit that converts the converted two-phase digital signal into position data
  • 54 is a detection error data calculation circuit that receives position data from the digital interpolation circuit 53 and calculates detection error data for correction
  • 55 is correction
  • This is a detection error correction circuit that corrects position data detection errors using the detection error data for correction, and includes a correction detection error storage register 551 and a correction calculation circuit 552.
  • Reference numeral 56 denotes a position data generation circuit that generates corrected position data within one cycle and the number of multiple cycles of the original signal.
  • a two-phase analog signal Sa, Sb that can move a measured object (not shown) at a constant speed and obtain sensor signal detection force is amplified by an analog amplifier circuit 51, converted to a digital signal by an analog-digital converter circuit 52, The insertion circuit 53 converts the position data.
  • the two objects are moving at a constant speed, and the moving distance of one cycle is known in advance. Therefore, the distance traveled at each sampling can be calculated by sampling within one period at equal intervals. Therefore, the detection error data calculation circuit 54 calculates the movement distance at each sampling, calculates the position error from the ideal position data obtained by this calculation and the position data detected at each sampling, and calculates the position error data.
  • the data is stored in the correction detection error storage register 551 in the detection error correction circuit 55.
  • a method for correcting the position data using the stored position error data! I will explain.
  • the correction calculation circuit 552 detects the detection stored in the correction detection error storage register 551. The position data detection error is corrected using the error data and output to the position data generation circuit 56.
  • the conventional encoder signal processing apparatus stores the position error data corresponding to the detected position in the correction detection error storage register, and the position error data is used by using this position error data at the time of normal position detection. The detection error was corrected.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-254785 (Page 10, Figure 2)
  • the conventional encoder position calculation device stores the position error data for the detected position in a storage device and performs correction based on this data, it corrects even higher-order distortion errors.
  • it is necessary to divide the position error data within one period of the analog signal and increase the number of position error data. Therefore, there is a problem that a large capacity memory is required and the device size becomes large.
  • a large amount of data is processed, which complicates the program and increases the size of the signal processing circuit.
  • the present invention has been made in view of such problems, and does not require a large-capacity memory, and can correct even higher-order distortion errors with a simple signal processing circuit and signal processing method. It is an object of the present invention to provide an encoder signal processing apparatus and a signal processing method thereof. Means for solving the problem
  • the present invention is configured as follows.
  • the signal processing apparatus for an encoder is a AZD change that converts a periodic analog signal obtained from the sensor signal detection unit force into digital data according to the displacement of two objects that are relatively displaced, and position detection error information.
  • a calculator having a position data calculation unit that calculates position data from the digital data and an error correction unit that corrects the position data based on the position detection error information.
  • the memory encodes position error data included in the position data with the computing unit and stores a correction coefficient, and the correction coefficient is converted into a position error with the computing unit. Data is decoded, and error-containing position data generated based on the decoded position error data and correction data for correcting the position data are stored.
  • the signal processing apparatus for an encoder according to claim 2 is characterized in that the first memory is a non-volatile memory and the second memory is a volatile memory.
  • the computing unit includes an error correction parameter acquisition unit that calculates the correction coefficient, and error-containing position data from the decoded position error data. And an error correction position table creation unit for creating a correction data table corresponding to the error content position data.
  • the signal processing method of the encoder signal processing device is a method in which two objects are relatively moved at a constant speed, and a periodic analog signal generated according to the relative displacement is converted into digital data. Then, position data is calculated from the digital data, position error data is calculated from the position data, and the position error storage step for storing the position error data and the position error data based on the stored position error data are used.
  • the position error data stored in the position error storage step encodes the calculated position error data.
  • the correction coefficient is generated, and the correction coefficient is stored in the first memory.
  • the position error correction step includes the correction stored in the first memory.
  • the error-containing position data is calculated from the decoded position error data, a correction table in which the error-containing position data is associated with the correction data is created, and the correction table is used as the second correction table.
  • the relative displacement between the two objects is detected, it is converted into digital data, and the position data is calculated from the digital data.
  • the stored correction data is read out, the position data is corrected with the correction data, and the corrected position data is output.
  • the signal processing method of the encoder signal processing device stores the position error storage step.
  • the position data is corrected based on correction data stored in advance, position error data is calculated from the corrected position data, and a correction coefficient is generated by encoding the position error data.
  • the correction coefficient is stored in a first memory, the correction coefficient stored in the first memory is read and decoded, and error-containing position data is calculated from the decoded position error data, A correction table that associates the error-containing position data with the correction data is created, the correction table is stored in a second memory, and the corrected position data is corrected based on the correction data.
  • Position error data is calculated from the corrected position data, and the correction coefficient obtained by repeating the operation of updating the correction coefficient last time with the current correction coefficient obtained by encoding this position error data is the first correction coefficient. It is characterized by being stored in the memory.
  • the correction coefficient is an amplitude of a multi-order SIN component and an amplitude of a multi-order COS component that are Fourier-transformed. It is a feature.
  • the correction coefficient is an amplitude and phase of a multi-order SIN component obtained by Fourier transform, or an amplitude of a multi-order CO S component. And its phase.
  • the correction data includes a decoded position error data, and the position error data corresponding to the position data is corrected.
  • the position error data is obtained from the position data and obtained from the position data.
  • the position data corrected by subtraction is output.
  • the correction data includes an ideal position data force, and the ideal position data corresponding to the position data is obtained as the correction table force. It is characterized by outputting position data corrected by outputting ideal position data.
  • the signal processing method of the encoder signal processing device configures a system in which speed correction control is performed using the corrected position data, and the two objects are relative to each other at a constant speed. It is characterized by being moved.
  • one of the two objects that are relatively displaced is mechanically connected to a movable body that is controlled at a constant speed, and the two objects are Is relatively moved at a constant speed.
  • detection error information is encoded and stored, so that a large-capacity memory is not required, and even a high-order distortion error is corrected with a simple signal processing circuit. Therefore, a highly accurate position detection signal can be obtained.
  • a non-volatile memory is used as a memory for storing correction coefficients and a volatile memory is used as a means for storing correction data
  • the correction coefficient is created every time the power is turned on. Only the correction data needs to be generated! Further, since the detection error information is encoded and processed, the number of data to be processed is small, and even a high-order distortion error can be corrected with a simple program.
  • a high-speed device equipped with a high-resolution encoder, etc. to obtain a constant speed if a system with speed feedback control is configured using the output from its own encoder signal processing apparatus and a constant speed is obtained. It is effective when you do not need it.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an encoder signal processing device according to the present invention.
  • ⁇ 2 Block diagram showing correction coefficient generation operation
  • Block diagram showing correction table creation operation in the second embodiment of the present invention [10] Block diagram showing correction coefficient generation operation in the third embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of a conventional encoder signal processing device.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a signal processing apparatus for an encoder according to the present invention.
  • Fig. 1 is an AZD converter that converts the periodic analog signals Sa and Sb obtained from the sensor signal detector according to the displacement of two objects that are relatively displaced into digital data
  • 2 is a two-phase two-phase digital Data force Position data calculation unit that calculates position data
  • 3 is position
  • 4 is a first memory for storing the correction coefficient
  • 5 is a correction coefficient from the first memory.
  • the error-containing position data creation unit for decoding the position error data and creating error-containing position data from the decoded position error data
  • 6 is the correction data for correcting the error-containing position data and the position data.
  • An error correction position table creation unit for creating a correction table corresponding to the above, 7 is a second memory for storing the correction table, and 8 is an error correction unit for correcting position data.
  • An arithmetic unit 9 includes a position data calculation unit 2, an error correction parameter acquisition unit 3, an error-containing position data creation unit 5, an error correction position table creation unit 6, and an error correction unit 8.
  • the sensor signal detector may use a linear encoder detector as the sensor signal detector.
  • the two objects are relatively displaced in the rotational direction.
  • a detection unit of a rotary encoder may be used.
  • the sensor signal detection unit may use any method such as a magnetic method, an optical method, a capacitance method, or a resolver method as long as the analog signal changes according to the relative displacement. Absent.
  • the computing unit 9 can be configured by using one or a plurality of various devices having a digital computing function such as a microcomputer or DSP.
  • the first memory 4 may be integrated with the arithmetic unit 9 or the second memory 7, but a non-volatile memory such as a ROM or flash memory is preferred.
  • the second memory 7 may be integrated with the arithmetic unit 9 or the first memory 4. Both volatile and non-volatile memory are acceptable.
  • the operation of the present invention is roughly divided into three operations.
  • the first operation is a position error storage step (correction coefficient generation operation) until encoding position error data and storing the correction coefficient in the first storage device.
  • the second operation is stored in the first storage device in the position error correction step. Decoding position error data, creating a correction table before driving, and storing the correction table to be stored in the second storage device (correction table creation operation)
  • the third operation is an operation (correction operation) for correcting the position data by reading the correction data from the correction table during the actual operation in the position error correction step.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the correction coefficient generation operation, in which a portion related to the correction coefficient generation operation is extracted from the block diagram of the signal processing apparatus of FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the correction coefficient creation operation.
  • Two objects to be measured are moved or rotated at a constant speed (step 101), and two-phase analog signals Sa and Sb corresponding to the relative displacement of the two objects are detected from the sensor signal detector. Is detected (step 102).
  • the two-phase analog signal is converted into two-phase digital data by AZD conversion 1 (step 103), and then position data ⁇ is calculated by position data calculation unit 2 (step 104).
  • the position error data contained in is encoded by Fourier transform, and its correction coefficients Gcos and Gsin are calculated (step 105). Next, this correction coefficient is stored in the first memory 4 (step 106). Up to here, the force for completing the operation of generating the correction coefficient Here, the detailed operation of encoding will be described.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the detailed operation of the sign ⁇
  • FIG. 5 is the position data ⁇ [j] and error.
  • step 104 First, two objects that are measured objects are moved or rotated at a constant speed, the position data 0 calculated in step 104 is sampled at a constant period, and the position data 0 passes through the zero point.
  • the sample count number Sn for one period is acquired with the period from 0 o'clock as the trigger until the next zero point is passed (step 201).
  • the incremental pulse number Pe per sampling count is calculated by dividing the period data division number Dn by the sample count number Sn (step 202).
  • r is the position data at each sampling point 0 [j]
  • Error data gosa [j] is obtained by subtracting 0 force (step 203).
  • Sampling time counter (time axis data) x [j] is as follows.
  • gosaQ] ⁇ [j]- ⁇ (Pe * j) — Pe * ⁇ [0] / ( ⁇ [0] — ⁇ [—1]) ⁇
  • the Fourier transform transforms the error data into Cos and Sin components, and calculates the respective coefficients Gcos [n] and Gsin [n] (step 204).
  • the first memory 4 To store.
  • Gc 0S [n] and Gsin [n] may be averaged by performing this operation multiple times (step 205).
  • N indicates the order of the harmonics.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the correction table creation operation, in which portions related to the correction table creation operation are extracted from the block diagram of the signal processing apparatus of FIG.
  • the error-containing position data creation unit 5 stores the error correction data Gcos [n] and Gsin [n] stored in the first memory 4 and outputs the position error data. Decode and create error-containing position data from the decoded position error data.
  • the error correction position table creation unit 6 creates a correction table in which the error containing position data and the correction data for correcting the position data are associated with each other, and stores the correction table in the second memory 7.
  • FIG. 7 is a graph for explaining correction table data.
  • 0 is ideal position data that is correction data
  • ⁇ is error-containing position data
  • dev is the division pitch obtained by dividing the error-containing position data for one period into N parts.
  • the error-containing position data creation unit 5 reads the correction coefficients Gc 0S [n] and Gsin [n] and performs the following processing to create error-containing position data 0 for ideal position data 0 r g0 To do.
  • the error-containing position ⁇ at this time is defined as the error-containing minimum position ⁇ .
  • Fig. 8 is a block diagram showing the correction operation.
  • the block diagram of the signal processing device in Fig. 1 is extracted from the part related to the correction operation.
  • the error correction unit 8 reads the position data ⁇ and uses the position data ⁇ to store the second memory 7.
  • correction table correction table reference operation
  • the number of 1-period divisions Dn which is the resolution of the position data ⁇ , is the correction table.
  • the position ⁇ is obtained, and the data ⁇ [ ⁇ ] at the reference position ⁇ becomes the true position data ⁇ .
  • the table reference position 0 is the minimum error-containing position from the calculated position data 0.
  • ⁇ ⁇ - ⁇ ( ⁇ :-180deg ⁇ 180deg) Is required.
  • the error correction position table Tbl [m] is referenced from the table reference position ⁇ , and the data between the tables is linear.
  • the true position data ⁇ is
  • the number of table divisions N is set in consideration of the harmonic order to be corrected and the RAM capacity.
  • position error data is prepared as correction data.
  • the true position data ⁇ may be output by subtracting the corresponding error data from zero.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a correction table creation operation in the second embodiment of the present invention.
  • 3 is an error correction parameter acquisition unit
  • 4 is a first memory
  • 5 is an error content location data creation unit.
  • the position error correction parameters in the first embodiment are the multi-order COS component amplitude Gcos [n] and the multi-order SIN component amplitude Gsin [n
  • the force is stored as Gcos [n] and its phase d ⁇ [n].
  • Gsin [n] and its phase d ⁇ [n] may be stored instead of Gcos [n] and its phase d ⁇ [n].
  • Error correction parameter acquisition unit 3 acquires error data gosa [j] and the sampling time counter (time axis data x [j]) at the same time as error correction parameter acquisition unit 3 of the first embodiment. To do.
  • error data is converted into COS or SIN by Fourier transform.
  • the COS component amplitude Gcos [n] and its phase d ⁇ [n] or the SIN component amplitude Gsin [n] and its phase d ⁇ [n] are calculated and stored in the first memory 4 .
  • the error-containing position data creation unit 5 decodes the parameters stored in the form of the amplitude and phase.
  • the error waveform can be expressed by a single COS or SIN curve, so fine adjustment of the correction parameters can be performed easily.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a correction coefficient generation operation in the third embodiment of the present invention.
  • This embodiment differs from the first embodiment in that the correction coefficient creation operation block diagram (Fig. 2) in the first embodiment is A / D change l, position data calculation unit 2, error correction parameter acquisition unit 3
  • the first memory 4 includes an error-containing position data creation unit 5, an error correction position table creation unit 6, a second memory 7, and a correction unit 8.
  • the output of the position data calculation unit 2 is connected to the error correction parameter acquisition unit 3, but in this embodiment, the output ⁇ of the error correction unit 8 is connected to the error correction parameter acquisition unit 3! It is a point to talk.
  • FIG. 11 is a flowchart showing the operation of this embodiment.
  • step 301 reads the position data ⁇ calculated in step 104.
  • this position data refers to the correction table in the second memory 7 and performs a correction operation for outputting the corrected position data ⁇ .
  • step 302 the previously calculated correction coefficients Gcos [n] and Gsin [n] are added to the corrections G, cos [n] and G'sin [n] obtained by the current calculation to newly add Gcos. This is the step to create and update [n] and Gsin [n].
  • FIG. 11 differs from the flowchart in the first embodiment in that steps 301 and 302 are added, and the operations from step 104 to step 302 are performed multiple times. It is a point that a loop to repeat is added.
  • the error correction parameter acquisition unit 3 also generates a correction coefficient for the output signal force of the position data calculation unit 2, but in this embodiment, the position data corrected in step 301 is corrected. That is, the correction coefficient is generated using the output signal ⁇ of the error correction unit 8. In addition, by repeating the operation from step 104 to step 302 multiple times, The positive coefficient is updated.
  • the number of repetitions may be until the position error data is detected to be below a predetermined value, or may be determined in advance so that the position error data is sufficiently small.
  • the correction table creation operation and the correction operation are added to the correction coefficient generation operation, the correction coefficient is generated using the corrected position data, and the previously generated correction coefficient is updated. Therefore, by executing this multiple times, a more accurate correction coefficient can be generated, so that highly accurate position detection data can be obtained.
  • the present invention can be applied to any type of encoder position detection error correction having a reproducible periodic error regardless of the magnetic type, optical type, rotary type, or linear motion type.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

　簡単な処理回路および処理方法で、高次の歪誤差まで補正された精度の高い位置検出信号を得る。 　図示しない被測定物である２つの物体を一定速度で変位させ、センサ信号検出部から変位に応じて検出されたアナログ信号Ｓa、ＳbをＡ／Ｄ変換器（１）でデジタルデータに変換した後、位置データ算出部（２）で位置データθ0を演算する。次に、誤差補正用パラメータ取得部（３）で位置データθ0符号化し、第１のメモリ（４）に格納する。再度、電源が投入されると、誤差含有位置データ作成部（５）は補正係数を読み出し復号化する。誤差補正位置テーブル作成部（６）は復号化したデータと理想位置データの補正テーブルを作成し、第２のメモリ（７）に記録する。運転が開始されると、誤差補正部（８）は位置データを読み取り、この位置データで補正テーブルを参照し、補正された位置データを出力する。

Description

明 細 書
エンコーダ信号処理装置およびその信号処理方法
技術分野
[0001] 本発明は、モータ等の回転体の回転角度を検出するロータリエンコーダや、リニア ステージ等の変位を検出するリニアエンコーダ等のエンコーダの信号処理装置およ びその信号処理方法に関する。
背景技術
[0002] 従来、センサ信号検出部力 得られた 2相のアナログ信号が持つオフセット電圧、 振幅誤差、位相誤差、波形歪等により発生する位置検出誤差を予め演算してメモリ に記憶し、通常の位置検出時にこの検出誤差データをもとに位置検出信号を補正す るものがある。（例えば特許文献 1参照）
図 12は従来のエンコーダの信号処理装置の構成を示すブロック図である。
図 12において 51はセンサ信号検出部力も得られた 2相のアナログ信号 Sa、 Sbを 増幅するアナログ増幅回路、 52は増幅された 2相のアナログ信号をデジタル信号に 変換するアナログ デジタル変換回路、 53は変換された 2相のデジタル信号を位置 データに変換するデジタル内挿回路、 54はデジタル内挿回路 53から位置データを 受け、補正用検出誤差データを演算する検出誤差データ算出回路、 55は補正用検 出誤差データを用いて位置データの検出誤差を補正する検出誤差補正回路で、補 正用検出誤差格納レジスタ 551と補正計算回路 552から構成されている。また、 56 は補正された 1周期内の位置データと元信号の周期の数力 複数周期の位置デー タを生成するポジションデータ生成回路である。
[0003] 次に動作について説明する。
まず、誤差データの算出およびその格納方法を説明する。図示しない被測定体を 一定速度で移動させ、センサ信号検出部力も得られる 2相のアナログ信号 Sa、 Sbを アナログ増幅回路 51で増幅し、アナログ デジタル変換回路 52でデジタル信号に 変換し、デジタル内挿回路 53で位置データに変換する。
2つの物体は一定速度で移動しており、また、 1周期の移動距離は予め分かってい るので 1周期内を等間隔でサンプリングすることによって、各サンプリング時における 移動距離は計算できる。そこで、検出誤差データ算出回路 54は、各サンプリング時 における移動距離は計算するとともに、この計算によって得られた理想位置データと 各サンプリング時に検出された位置データから位置誤差を算出し、この位置誤差デ ータを検出誤差補正回路 55内にある補正用検出誤差格納レジスタ 551に格納する 次に、格納された位置誤差データを使って位置データを補正する方法につ！、て説 明する。通常の位置検出時において、センサ信号検出部から得られる 2相のアナ口 グ信号に基づいて位置データが算出されると、補正計算回路 552は補正用検出誤 差格納レジスタ 551に格納された検出誤差データを用いて位置データの検出誤差を 補正し、ポジションデータ生成回路 56に出力する。
[0004] このように従来のエンコーダの信号処理装置は検出位置に対応した位置誤差デー タを補正用検出誤差格納レジスタに格納し、通常の位置検出時において、この位置 誤差データを用いて位置データの検出誤差を補正して ヽた。
特許文献 1 :特開 2003— 254785号公報 (第 10頁、図 2)
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] しかしながら、従来のエンコーダ位置算出装置は、検出位置に対する位置誤差デ ータを記憶装置に格納し、このデータをもとに補正を行っているので、高次の歪誤差 までも補正し、精度を向上させるためには、アナログ信号の 1周期内での位置誤差デ ータの分割を細かく行い、位置誤差データ数を多くしなければならない。従って、大 容量のメモリを必要とし、デバイスサイズが大きくなるという問題があった。また、大量 のデータを処理するためプログラムが複雑になり、信号処理回路が大きくなつてしまう という問題点もあった。
そこで、本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、大容量のメモリを 必要せず、また、簡素な信号処理回路および信号処理方法で高次の歪誤差までも 補正することができるエンコーダ信号処理装置およびその信号処理方法を提供する ことを目的とする。 課題を解決するための手段
[0006] 上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項 1に記載のエンコーダの信号処理装置は、相対変位する 2つの物体の変位 に応じてセンサ信号検出部力 得られる周期的なアナログ信号をデジタルデータに 変換する AZD変 と、位置検出誤差情報を記憶するメモリと、前記デジタルデー タから位置データを算出する位置データ算出部および前記位置検出誤差情報に基 づ 、て前記位置データを補正する誤差補正部を有する演算器と、を備えたェンコ一 ダ信号処理装置にぉ 、て、前記メモリは前記位置データに含まれる位置誤差データ を前記演算器で符号化し補正係数を記憶する第 1のメモリと、前記補正係数を前記 演算器で位置誤差データを復号化し、この復号化した位置誤差データを基に生成さ れた誤差含有位置データおよび前記位置データを補正するための補正データを記 憶する第 2のメモリとを備えたことを特徴として！/、る。
[0007] また、請求項 2に記載のエンコーダの信号処理装置は、前記第 1のメモリが不揮発 性メモリからなり、前記第 2のメモリは揮発性メモリからなることを特徴としている。
[0008] また、請求項 3に記載のエンコーダの信号処理装置は、前記演算器が、前記補正 係数を算出する誤差補正用パラメータ取得部と、前記復号化した位置誤差データか ら誤差含有位置データを作成する誤差含有位置データ作成部と、前記誤差含有位 置データに対応する補正データのテーブルを作成する誤差補正位置テーブル作成 部とを備えたことを特徴として 、る。
[0009] また、請求項 4に記載のエンコーダ信号処理装置の信号処理方法は、 2つの物体 を一定速度で相対移動させ、相対変位に応じて発生する周期的なアナログ信号をデ ジタルデータに変換し、前記デジタルデータから位置データを演算し、前記位置デ ータから位置誤差データを算出し、前記位置誤差データを記憶する位置誤差記憶ス テツプと、前記記憶された位置誤差データを基に前記位置データを補正する位置誤 差補正ステップとを有するエンコーダ信号処理装置の信号処理方法にぉ 、て、前記 位置誤差記憶ステップの記憶された位置誤差データは、前記算出された位置誤差 データを符号化した補正係数を生成し、前記補正係数を第 1のメモリに記憶したもの であり、前記位置誤差補正ステップは、前記第 1のメモリに記憶された補正係数を読 み出して復号ィ匕し、この復号化した位置誤差データから誤差含有位置データを算出 し、前記誤差含有位置データと補正データを対応させた補正テーブルを作成し、前 記補正テーブルを第 2のメモリに記憶し、 2つの物体の相対変位検出時に、変位に応 じて発生する周期的なアナログ信号をデジタルデータに変換し、前記デジタルデー タから位置データを演算し、前記第 2のメモリに記憶されている補正データを読み出 し、この補正データで前記位置データを補正し、この補正された位置データを出力す るものであることを特徴として 、る。
[0010] また、請求項 5に記載のエンコーダ信号処理装置の信号処理方法は、請求項 4記 載のエンコーダ信号処理装置の信号処理方法にぉ 、て、前記位置誤差記憶ステツ プの記憶された位置誤差データは、予め記憶された補正データに基づ 、て前記位 置データを補正し、前記補正された位置データから位置誤差データを算出し、前記 位置誤差データを符号化した補正係数を生成し、前記補正係数を第 1のメモリに記 憶し、前記第 1のメモリに記憶された補正係数を読み出して復号ィ匕し、この復号化し た位置誤差データから誤差含有位置データを算出し、前記誤差含有位置データと 補正データを対応させた補正テーブルを作成し、前記補正テーブルを第 2のメモリに 記憶し、前記補正データに基づいて前記補正された位置データを補正し、この補正 された位置データから位置誤差データを算出し、この位置誤差データを符号化した 今回の補正係数で前回に補正係数を更新する動作を複数回繰り返すことにより得ら れた補正係数を前記第 1のメモリに記憶したものであることを特徴として 、る。
[0011] また、請求項 6に記載のエンコーダ信号処理装置の信号処理方法は、前記補正係 数はフーリエ変換された複数次の SIN成分の振幅と複数次の COS成分の振幅であ ることを特徴としている。
[0012] また、請求項 7に記載のエンコーダ信号処理装置の信号処理方法は、前記補正係 数はフーリエ変換された複数次の SIN成分の振幅及びその位相、又は複数次の CO S成分の振幅及びその位相であることを特徴としている。
[0013] また、請求項 8記載のエンコーダ信号処理装置の信号処理方法は、前記補正デー タは復号化された位置誤差データカゝら成り、前記位置データに対応する前記位置誤 差データを前記補正テーブルから求め、前記位置データから前記位置誤差データを 差し引くことにより補正された位置データを出力することを特徴としている。
[0014] また、請求項 9記載のエンコーダ信号処理装置の信号処理方法は、前記補正デー タは理想位置データ力 成り、前記位置データに対応する前記理想位置データを前 記補正テーブル力 求め、この理想位置データを出力することにより補正された位置 データを出力することを特徴として 、る。
[0015] また、請求項 10記載のエンコーダ信号処理装置の信号処理方法は、前記補正さ れた位置データを用いて速度フィードバック制御されたシステムを構成し、前記 2つ の物体を一定速度で相対移動させることを特徴としている。
[0016] また、請求項 11記載のエンコーダ信号処理装置の信号処理方法は、一定速度制 御された移動体に前記相対変位する 2つの物体の一方を機械的に接続し、前記 2つ の物体を一定速度で相対移動させることを特徴としている。
発明の効果
[0017] 本発明のエンコーダ装置によれば、検出誤差情報を符号ィ匕して記憶するので、大 容量のメモリを必要せず、また、簡素な信号処理回路で高次の歪誤差までも補正す ることができるので精度の高い位置検出信号を得ることができる。
また、補正係数を記憶するメモリとして不揮発性メモリを使用し、補正データを記憶 する手段として揮発性メモリを使用すれば、電源を投入する度に補正係数を作ると 、 う動作を必要とせず、補正データのみを生成すればよ!、ので動作が簡単になる。 また、検出誤差情報を符号化して処理するので、処理するデータ数が少なくて済み 、簡単なプログラムで高次の歪誤差までも補正することができる。
また、自分自身のエンコーダ信号処理装置からの出力を用いて速度フィードバック 制御されたシステムを構成し、一定速度を得れば、一定速度を得るための高分解能 エンコーダ等を装備した大掛力りな装置を必要としな 、と 、う効果がある。
また、一定速度制御された移動体に被測定体を機械的に接続し、一定速度を得れ ば、より精度の高い速度制御が出来るので、精度のよい位置誤差データを取得出来 るという効果がある。
図面の簡単な説明
[0018] [図 1]本発明のエンコーダの信号処理装置の構成を示すブロック図 圆 2]補正係数生成動作を示すブロック図
圆 3]補正係数作成動作を示すフローチャート
圆 4]符号ィ匕の詳細な動作を示すフローチャート
[図 5]位置データと誤差データとの関係を示すグラフ
[図 6]補正テーブル作成動作を示すブロック図
[図 7]補正テーブルのデータを説明するグラフ
[図 8]補正動作を示すブロック図
圆 9]本発明の第 2実施例における補正テーブル作成動作を示すブロック図 圆 10]本発明の第 3実施例における補正係数生成動作を示すブロック図
圆 11]本発明の第 3実施例の動作を示すフローチャート
[図 12]従来のエンコーダの信号処理装置の構成を示すブロック図
符号の説明
1 ••••A/D変
2 ····位置データ算出部
3 •…誤差補正用パラメ -タ取得部
4 ····第 1のメモリ
5 ····誤差含有位置デー -タ作成部
6 ····誤差補正位置テーブル作成部
7 ····第 2のメモリ
8 ····誤差補正部
9 ····演算器
発明を実施するための最良の形態
[0020] 以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
実施例 1
[0021] 図 1は、本発明のエンコーダの信号処理装置の構成を示すブロック図である。
図 1において、 1は相対変位する 2つの物体の変位に応じてセンサ信号検出部から 得られる周期的なアナログ信号 Sa、 Sbをデジタルデータに変換する AZD変換器、 2 は 2相の 2相デジタルデータ力 位置データを算出する位置データ算出部、 3は位置 データに含まれる位置誤差データを符号化し、その補正係数を算出するための誤差 補正用パラメータ取得部、 4は補正係数を記憶するための第 1のメモリ、 5は第 1のメ モリから補正係数を読み出し、位置誤差データを復号化し、復号化した位置誤差デ ータから誤差含有位置データを作成する誤差含有位置データ作成部、 6は誤差含 有位置データと位置データを補正するための補正データを対応させた補正テーブル 作成する誤差補正位置テーブル作成部、 7は補正テーブルを記憶する第 2のメモリ、 8は位置データを補正する誤差補正部である。また、 9は演算器で、位置データ算出 部 2、誤差補正用パラメータ取得部 3、誤差含有位置データ作成部 5、誤差補正位置 テーブル作成部 6および誤差補正部 8から成る。
[0022] センサ信号検出部は、 2つの物体が相対的に直線方向に変位する場合は、センサ 信号検出部としてリニアエンコーダの検出部を用いればよぐ 2つの物体が相対的に 回転方向に変位する場合は、ロータリエンコーダの検出部を用いればよい。また、セ ンサ信号検出部の検出原理は、相対変位に応じてアナログ信号の変化が生じるもの であれば、磁気式、光学式、静電容量式、レゾルバ方式等いずれの方式であっても かまわない。
[0023] また、 AZD変換器 2の前段に演算増幅器等の信号増幅回路を設けても力まわな い。
また、演算器 9は、マイコンや DSP等のデジタル演算機能を有する種々のデバイス を単数または複数個用いて構成することができる。
また、第 1のメモリ 4は、演算器 9または第 2のメモリ 7と一体になつたものでも良いが 、 ROMやフラッシュメモリ等の不揮発性メモリが好まし 、。
また、第 2のメモリ 7は、演算器 9または第 1のメモリ 4と一体になつたものでも良い。 揮発性メモリでも不揮発性メモリでも力まわな 、。
[0024] 次に、本発明のエンコーダ信号処理装置の動作について説明する。
本発明の動作は大きく 3つの動作に分けられる。
第 1の動作は、位置誤差データを符号化し、その補正係数を第 1の記憶装置に記 憶するまでの位置誤差記憶ステップ (補正係数生成動作)で、
第 2の動作は、位置誤差補正ステップにおいて第 1の記憶装置に記憶されている 位置誤差データを復号化し、運転前に補正テーブルを作成し、第 2の記憶装置に記 憶する補正テーブルを記憶するまでの動作 (補正テーブル作成動作)で、
第 3の動作は、位置誤差補正ステップにおいて、実際の運転時に補正テーブルか ら補正データを読み出し、位置データを修正する動作 (補正動作)である。
以下これらの動作につ 、て順に説明する。
[0025] (補正係数作成動作）
まず、補正係数を生成する動作を説明する。
図 2は補正係数生成動作を示すブロック図で、図 1の信号処理装置のブロック図か ら補正係数生成動作に関係する部分を抜き出したものである。また、図 3は補正係数 作成動作を示すフローチャートである。
図示しな!、被測定物である 2つの物体を一定速度で移動または回転させ (ステップ 101)、センサ信号検出部から、 2つの物体の相対変位に対応した 2相のアナログ信 号 Sa、 Sbを検出する (ステップ 102)。この 2相のアナログ信号を AZD変翻 1で、 2 相のデジタルデータに変換した後 (ステップ 103)、位置データ算出部 2で位置デー タ Θ を演算する (ステップ 104)。次に、誤差補正用パラメータ取得部 3で位置データ
0
に含まれる位置誤差データをフーリエ変換によって符号ィ匕し、その補正係数 Gcosお よび Gsinを算出し (ステップ 105)する。次に、この補正係数を第 1のメモリ 4に格納す る (ステップ 106)。ここまでで、補正係数を生成動作は終了する力 ここで符号化の 詳細な動作について説明する。
[0026] 図 4は符号ィ匕の詳細な動作を示すフローチャート、図 5は位置データ Θ [j]と誤差
0 データ gosa[j]との関係を示すグラフである。
先ず、被測定物である 2つの物体を一定速度で移動または回転させ、ステップ 104 で算出された位置データ 0 を一定周期でサンプリングし、位置データ 0 の 0点通過
0 0 時をトリガとして次の 0点通過時までを 1周期とした 1周期間のサンプルカウント数 Snを 取得する（ステップ 201)。
次に、位置データの 1周期分割数 Dnをサンプルカウント数 Snで割ることにより 1サ ンプリングカウントあたりの増分パルス数 Peを算出する (ステップ 202)。
Pe = Dn / Sn 次に、一定周波数のパルスカウント値力も得られる各サンプリング点 X[j]における理 想位置データ 0 [j]
r を、各サンプリング点における位置データ 0 [j]
0 力 減じることに より誤差データ gosa[j]を得る (ステップ 203)。
[0027] 実際には、図 5に示すように位置データ 0 [j]は、 0点検出直後のサンプリング時の
0
位置データをカウント 0での位置データ Θ [0]とするため、誤差データ gosa[j]およびこ
0
のときのサンプリング時間カウンタ（時間軸データ ) x[j]は以下のようになる。
gosaQ] = Θ [j] - {(Pe * j)— Pe * θ [0] / ( θ [0]— θ [—1]) }
0 0 0 0
x[j] = j + θ [0] / ( θ [0] - θ [-1])
0 0 0
0： 0〜Sn)
次に、フーリエ変換にて誤差データを Cosおよび Sinの成分に分離し、それぞれの係 数である Gcos[n]および Gsin[n]を算出し (ステップ 204)、ステップ 106で第 1のメモリ 4 へ格納する。なお、 Gc0S[n]および Gsin[n]の算出は、本操作を複数回行い平均化し ても良い (ステップ 205)。なお、 nは高調波の次数を示す。
[0028] (補正テーブル作成動作）
次に補正テーブルを生成する動作について説明する。
図 6は補正テーブル作成動作を示すブロック図で、図 1の信号処理装置のブロック 図から補正テーブル作成動作に関係する部分を抜き出したものである。
エンコーダ信号処理装置の電源が投入されると、誤差含有位置データ作成部 5は 第 1のメモリ 4に記憶されて 、る補正係数 Gcos[n]および Gsin[n]を読み出して位置誤 差データを復号化し、復号化した位置誤差データから誤差含有位置データを作成す る。誤差補正位置テーブル作成部 6は誤差含有位置データと、位置データを補正た めの補正データとを対応させた補正テーブルを作成し、第 2のメモリ 7に記憶する。
[0029] ここで補正テーブル作成の詳細な動作にっ 、て説明する。
図 7は補正テーブルのデータを説明するグラフである。
図において 0 は補正データである理想位置データ、 Θ は誤差含有位置データ、 r g0
devは誤差含有位置データ 1周期分を N分割した分割ピッチである。
誤差含有位置データ作成部 5では、補正係数 Gc0S[n]および Gsin[n]を読み込み、 以下に示す処理を行い理想位置データ 0 に対する誤差含有位置データ 0 を作成 r g0 する。
θ = θ +∑{ Gcos[n]*COS(n θ ) + Gsin[n]*SIN(n θ ) }
g0 r 0 0
次に、理想位置データ Θと誤差含有位置データ Θ を比較し、誤差補正位置テー
r g0
ブル作成部 6にて、誤差含有位置データ Θ に対する理想位置データ Θのテーブル
g0 r
データ Tbl [m] (m: 0〜N-l)を作成する。本実施例では、理想位置データ 0と誤差
gr r 含有位置 Θ の関連付けとして、理想位置データ Θ カ 180degのときを Tbl [0]とし、
g0 r gr このときの誤差含有位置 Θ を誤差含有最小位置 Θ とした。
g0 gmin
[0030] (補正動作）
次に補正テーブルを使った補正の動作のステップを説明する。
図 8は補正動作を示すブロック図で、図 1の信号処理装置のブロック図から補正動 作に関係する部分を抜き出したものである。
本信号処理装置による運転が開始されると、センサ信号検出部からの 2つの物体の 相対変位に対応した 2相のアナログ信号 Sa、 Sbを検出し、 AZD変換器 1で、 2相の デジタルデータに変換した後、位置データ算出部 2で位置データ Θ を演算する。次
0
に、誤差補正部 8は位置データ Θ を読みとり、この位置データ Θ で第 2のメモリ 7の
0 0
補正テーブルを参照し (補正テーブル参照動作）、補正された位置データである真の 位置データ Θを出力する。
[0031] ここで、上述した補正テーブル参照動作を詳細に説明する。
まず、位置データ Θ の分解能である 1周期分割数 Dnが補正テーブルのテーブル
0
分割数 Nと等しい場合は、算出された位置データ 0 で、 Θ に対応するテーブル参照
0 0
位置 Θ を求め、参照位置 Θ のデータ ΤΜ [ Θ ]が真の位置データ Θとなる。
tbl tbl gr tbl
すなわち、
θ = Tbl [ θ ]
gr tbl
となる。
ここで、テーブル参照位置 0 は、算出された位置データ 0 から誤差含有最小位
tbl 0
置 Θ
gmin
を差し引いた位置で
θ = θ - θ ( Θ ： - 180deg〜180deg) で求められる。
次に、テーブル分割数 N力 ^周期分割数 Dnと比較して少ない場合は、テーブル参 照位置 Θ より誤差補正位置テーブル Tbl [m]を参照し、テーブル間のデータを線形
tbl gr
補間により求めることができる。
すなわち、
真の位置データ Θは、
Θ を dev(Dn/N)で割った商を k,余りを modとすると、
tbl
Θ = Tbl [k] + (Tbl [k+1] - Tbl [k])
gr gr gr I dev * mod
となる。
なお、テーブルの分割数 Nは、補正すべき高調波の次数と RAMの容量を考慮し設 定する。
また、補正データとして位置誤差データを準備し、補正動作において、位置データ Θ
0から対応する誤差データを差し引くことによって真の位置データ Θを出力しても良 い。
実施例 2
[0032] 図 9は、本発明の第 2実施例における補正テーブル作成動作を示すブロック図であ る。
図 9において 3は誤差補正用パラメータ取得部、 4は第 1のメモリ、 5は誤差含有位 置データ作成部である。
本実施例が第 1の実施例と異なる点は、第 1の実施例では位置誤差補正用のパラ メータを複数次の COS成分の振幅 Gcos[n]および複数次の SIN成分の振幅 Gsin[n]の 形で記憶している力 本実施例では Gcos[n]及びその位相 d θ [n]で記憶している点 である。なお、 Gcos[n]及びその位相 d θ [n]の代わりに Gsin[n]及びその位相 d θ [n] で記憶しても良い。
[0033] 次に本実施例の動作について説明する。
誤差補正用パラメータ取得部 3では、第 1実施例の誤差補正用パラメータ取得部 3 と同様の方法で誤差データ gosa[j]およびこのときのサンプリング時間カウンタ（時間 軸データ x[j])を取得する。ここでフーリエ変換によって誤差データを COSあるいは SIN の成分へ分離し、 COS成分の振幅 Gcos[n]とその位相 d θ [n]あるいは SIN成分の振幅 Gsin[n]とその位相 d θ [n]を算出し第 1のメモリ 4へ格納する。誤差含有位置データ作 成部 5は、この振幅と位相の形で記憶されたパラメータを復号ィ匕する。
このように本実施例では誤差波形を COSあるいは SIN曲線 1つで表現できるため、 補正パラメータの微調整が容易に行える。
実施例 3
[0034] 図 10は、本発明の第 3実施例における補正係数生成動作を示すブロック図ある。
本実施例が第 1実施例と異なる点は、第 1実施例における補正係数作成動作のブ ロック図（図 2)は A/D変 l、位置データ算出部 2、誤差補正用パラメータ取得部 3および第 1のメモリ 4から構成されているが、本実施例ではさらに、誤差含有位置デ ータ作成部 5、誤差補正位置テーブル作成部 6、第 2のメモリ 7および補正部 8を含み 、第 1実施例では位置データ算出部 2の出力が誤差補正用パラメータ取得部 3に接 続されているが、本実施例では誤差補正部 8の出力 Θが誤差補正パラメータ取得部 3に接続されて!ヽる点である。
[0035] 次に動作について説明する。
図 11は本実施例の動作を示すフローチャートである。
図においてステップ 301はステップ 104において算出された位置データ Θ を読み
0 り、この位置データで第 2のメモリ 7の補正テーブルを参照し、補正された位置データ Θを出力する補正動作を行うステップである。また、ステップ 302は前回演算された 補正係数 Gcos[n]および Gsin[n]に、今回演算によって得られた補正分 G， cos[n]およ び G' sin[n]を足し込み新しく Gcos[n]および Gsin[n]を作成し更新するステップである。
[0036] 本実施例におけるフローチャート（図 11)が第 1実施例におけるフローチャートと異 なる点はステップ 301とステップ 302が付カ卩された点と、ステップ 104からステップ 30 2までの動作を複数回繰り返すループが追加された点である。
すなわち、第 1実施例では誤差補正パラメータ取得部 3は位置データ算出部 2の出 力信号力も補正係数を生成して 、たが、本実施例ではステップ 301にお 、て補正さ れた位置データ、すなわち誤差補正部 8の出力信号 Θの使って補正係数を生成して いる。また、ステップ 104からステップ 302までの動作を複数回繰り返すことにより、補 正係数を更新している。
なお、繰り返し回数は位置誤差データが所定の値以下になるのを検出するまでとし ても良 、し、位置誤差データが充分小さくなるように予め決めてぉ 、ても良 、。
[0037] このように本実施例では補正テーブル作成動作と補正動作を補正係数生成動作に 加え、補正された位置データを使って補正係数を生成し、前回生成された補正係数 を更新しているので、これを複数回実行することによって、より精度の高い補正係数 が生成できるので精度の高い位置検出データが得られる。
産業上の利用可能性
[0038] 本発明は、磁気式、光学式、回転型、直動型にとらわれず再現性のある周期的な 誤差をもつあらゆるタイプのェンコーダ位置検出誤差補正に適用できる。

Claims

請求の範囲
[1] 相対変位する 2つの物体の変位に応じてセンサ信号検出部力 得られる周期的な アナログ信号をデジタルデータに変換する AZD変換器と、位置検出誤差情報を記 憶するメモリと、前記デジタルデータから位置データを算出する位置データ算出部お よび前記位置検出誤差情報に基づいて前記位置データを補正する誤差補正部を有 する演算器と、を備えたエンコーダ信号処理装置において、
前記メモリは前記位置データに含まれる位置誤差データを前記演算器で符号ィ匕し 補正係数を記憶する第 1のメモリと、
前記補正係数を前記演算器で位置誤差データを復号ィヒし、この復号化した位置誤 差データを基に生成された誤差含有位置データおよび前記位置データを補正する ための補正データを記憶する第 2のメモリと、
を備えたことを特徴とするエンコーダ信号処理装置。
[2] 前記第 1のメモリは不揮発性メモリからなり、前記第 2のメモリは揮発性メモリからなる ことを特徴とする請求項 1記載のエンコーダの信号処理装置。
[3] 前記演算器は、
前記補正係数を算出する誤差補正用パラメータ取得部と、
前記復号化した位置誤差データから誤差含有位置データを作成する誤差含有位 置データ作成部と、
前記誤差含有位置データに対応する補正データのテーブルを作成する誤差補正 位置テーブル作成部と、
を備えたことを特徴とする請求項 1または 2記載のエンコーダ信号処理装置。
[4] 2つの物体を一定速度で相対移動させ、相対変位に応じて発生する周期的なアナ ログ信号をデジタルデータに変換し、
前記デジタルデータから位置データを演算し、
前記位置データから位置誤差データを算出し、
前記位置誤差データを記憶する位置誤差記憶ステップと、
前記記憶された位置誤差データを基に前記位置データを補正する位置誤差補正 ステップとを有するエンコーダ信号処理装置の信号処理方法において、 前記位置誤差記憶ステップの記憶された位置誤差データは、
前記算出された位置誤差データを符号化した補正係数を生成し、
前記補正係数を第 1のメモリに記憶したものであり、
前記位置誤差補正ステップは、
前記第 1のメモリに記憶された補正係数を読み出して復号化し、
この復号ィ匕した位置誤差データ力 誤差含有位置データを算出し、
前記誤差含有位置データと補正データを対応させた補正テーブルを作成し、 前記補正テーブルを第 2のメモリに記憶し、
2つの物体の相対変位検出時に、変位に応じて発生する周期的なアナログ信号を デジタルデータに変換し、
前記デジタルデータから位置データを演算し、
前記第 2のメモリに記憶されている補正データを読み出し、
この補正データで前記位置データを補正し、
この補正された位置データを出力するものであることを特徴とするエンコーダ信号 処理装置の信号処理方法。
請求項 4記載のエンコーダ信号処理装置の信号処理方法において、
前記位置誤差記憶ステップの記憶された位置誤差データは、
予め記憶された補正データに基づいて前記位置データを補正し、
前記補正された位置データから位置誤差データを算出し、
前記位置誤差データを符号ィ匕した補正係数を生成し、
前記補正係数を第 1のメモリに記憶し、
前記第 1のメモリに記憶された補正係数を読み出して復号化し、
この復号ィ匕した位置誤差データ力 誤差含有位置データを算出し、
前記誤差含有位置データと補正データを対応させた補正テーブルを作成し、 前記補正テーブルを第 2のメモリに記憶し、
前記補正データに基づいて前記補正された位置データを補正し、
この補正された位置データから位置誤差データを算出し、
この位置誤差データを符号化した今回の補正係数で 前回に補正係数を更新する動作を複数回繰り返すことにより得られた補正係数を 前記第 1のメモリに記憶したものであることを特徴とするエンコーダ信号処理装置の 信号処理方法。
[6] 前記補正係数はフーリエ変換された複数次の SIN成分の振幅と複数次の COS成 分の振幅であることを特徴とする請求項 4または 5に記載のエンコーダ信号処理装置 の信号処理方法。
[7] 前記補正係数はフーリエ変換された複数次の SIN成分の振幅及びその位相、又は 複数次の COS成分の振幅及びその位相であることを特徴とする請求項 4または 5に 記載のエンコーダ信号処理装置の信号処理方法。
[8] 前記補正データは復号化された位置誤差データ力 成り、前記位置データに対応 する前記位置誤差データを前記補正テーブルから求め、前記位置データから前記 位置誤差データを差し引くことにより補正された位置データを出力することを特徴と する請求項 4または 5に記載のエンコーダ信号処理装置の信号処理方法。
[9] 前記補正データは理想位置データ力 成り、前記位置データに対応する前記理想 位置データを前記補正テーブル力 求め、この理想位置データを出力することにより 補正された位置データを出力することを特徴とする請求項 4または 5に記載のェンコ ーダ信号処理装置の信号処理方法。
[10] 前記補正された位置データを用いて速度フィードバック制御されたシステムを構成 し、前記 2つの物体を一定速度で相対移動させることを特徴とする請求項 4に記載の エンコーダ信号処理装置の信号処理方法。
[11] 一定速度制御された移動体に前記相対変位する 2つの物体の一方を機械的に接 続し、前記 2つの物体を一定速度で相対移動させることを特徴とする請求項 4に記載 のエンコーダ信号処理装置の信号処理方法。
PCT/JP2005/017960 2004-10-20 2005-09-29 エンコーダ信号処理装置およびその信号処理方法 WO2006043403A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/665,965 US7496462B2 (en) 2004-10-20 2005-09-29 Encoding signal processing device and signal processing method therefor
JP2006542302A JPWO2006043403A1 (ja) 2004-10-20 2005-09-29 エンコーダ信号処理装置およびその信号処理方法
EP05787989A EP1804032A1 (en) 2004-10-20 2005-09-29 Encoder signal processor and processing method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004-306102 2004-10-20
JP2004306102 2004-10-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006043403A1 true WO2006043403A1 (ja) 2006-04-27

Family

ID=36202823

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2005/017960 WO2006043403A1 (ja) 2004-10-20 2005-09-29 エンコーダ信号処理装置およびその信号処理方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7496462B2 (ja)
EP (1) EP1804032A1 (ja)
JP (1) JPWO2006043403A1 (ja)
KR (1) KR20070054735A (ja)
CN (1) CN100549625C (ja)
TW (1) TW200630591A (ja)
WO (1) WO2006043403A1 (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007055092A1 (ja) * 2005-11-09 2007-05-18 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki エンコーダ信号処理装置
WO2007055063A1 (ja) * 2005-11-09 2007-05-18 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki エンコーダ信号処理装置
WO2007086160A1 (ja) * 2006-01-27 2007-08-02 Sokkia, Co., Ltd. ロータリエンコーダ
JP2009156852A (ja) * 2007-12-28 2009-07-16 Toshiba Mach Co Ltd レゾルバ装置およびレゾルバの角度検出装置とその方法
JP2011153916A (ja) * 2010-01-27 2011-08-11 Tdk Corp ルックアップテーブル生成方法、角度センサ、及びスケール
JP2013011456A (ja) * 2011-06-28 2013-01-17 Tdk Corp 演算装置、相対移動量測定装置、および、演算方法
JP2014025900A (ja) * 2012-07-30 2014-02-06 Canon Inc 補正値導出装置、変位量導出装置、制御装置、および補正値導出方法
JP2014219232A (ja) * 2013-05-02 2014-11-20 ファナック株式会社 精度補正機能を備えたエンコーダ
JP2018021845A (ja) * 2016-08-04 2018-02-08 ファナック株式会社 エンコーダの信号処理装置、エンコーダ、信号処理方法及びプログラム
JP2022541116A (ja) * 2019-07-22 2022-09-22 ボストン ダイナミクス，インコーポレイテッド 磁気エンコーダー較正

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112006002928B4 (de) * 2005-11-28 2010-08-12 Mitsubishi Electric Corp. Positionsabtastfehler-Korrekturverfahren
US7802166B2 (en) * 2006-09-27 2010-09-21 Qimonda Ag Memory controller, memory circuit and memory system with a memory controller and a memory circuit
JP2009303358A (ja) * 2008-06-12 2009-12-24 Canon Inc 変位検出方法、補正テーブル作成方法、モータ制御装置及び工作機械装置
JP5178374B2 (ja) * 2008-07-29 2013-04-10 キヤノン株式会社 検出装置
DE102009023515B4 (de) * 2009-05-30 2011-07-21 Walter Dr. 85521 Mehnert Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Feinpositionwertes eines zu überwachenden Körpers
EP2657442A4 (en) * 2010-12-24 2017-12-13 RiB Laboratory, Inc Trapping determination device for opening/closing section, vehicle with same, and trapping determination method for opening/closing section
JP5870308B2 (ja) * 2011-09-20 2016-02-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Ｄａ変換装置及び音声システム
JP5626707B2 (ja) * 2012-07-19 2014-11-19 株式会社安川電機 光学エンコーダ、モータ装置、及び光学エンコーダの信号処理方法
CN105928547B (zh) * 2014-05-06 2018-06-22 盛铂科技（上海）有限公司 一种旋转编码器二相信号处理电路及其信号处理方法
EP3180592A1 (de) * 2014-08-14 2017-06-21 Continental Automotive GmbH Verfahren zum ermitteln eines orthogonalitätsfehlers zwischen zwei sensorsignalen
DE102014220231A1 (de) * 2014-10-07 2016-05-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Korrektur eines Drehwinkelsignals
DE102016115624A1 (de) * 2016-08-23 2018-03-01 Fraba B.V. Verfahren zum Kalibrieren eines Drehgebers und Drehgeber
JP7075784B2 (ja) * 2018-03-08 2022-05-26 Dmg森精機株式会社 エンコーダ
JP6866865B2 (ja) * 2018-03-15 2021-04-28 オムロン株式会社 計測処理装置、計測処理方法及びプログラム
JP6649419B2 (ja) * 2018-03-26 2020-02-19 ファナック株式会社 エンコーダの信号処理装置、及びエンコーダ
JP6966978B2 (ja) * 2018-06-22 2021-11-17 オークマ株式会社 工作機械用モータ駆動装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63256814A (ja) * 1987-04-14 1988-10-24 Toshiba Mach Co Ltd 位置検出装置
JPH08101045A (ja) * 1994-09-30 1996-04-16 Sony Magnescale Inc 位置検出装置
WO1998021553A1 (fr) * 1996-11-11 1998-05-22 Fanuc Ltd. Circuit d'interpolation de codeur
JP2002286508A (ja) * 2001-03-23 2002-10-03 Tamagawa Seiki Co Ltd 正弦波エンコーダの出力方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4809274A (en) * 1986-09-19 1989-02-28 M/A-Com Government Systems, Inc. Digital audio companding and error conditioning
JP2501227B2 (ja) * 1988-05-30 1996-05-29 ファナック株式会社 絶対位置エンコ―ダ
JP2543245B2 (ja) * 1990-09-17 1996-10-16 オ−クマ株式会社 位置検出誤差補正装置
JP3772121B2 (ja) * 2002-02-28 2006-05-10 ファナック株式会社 エンコーダの信号処理装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63256814A (ja) * 1987-04-14 1988-10-24 Toshiba Mach Co Ltd 位置検出装置
JPH08101045A (ja) * 1994-09-30 1996-04-16 Sony Magnescale Inc 位置検出装置
WO1998021553A1 (fr) * 1996-11-11 1998-05-22 Fanuc Ltd. Circuit d'interpolation de codeur
JP2002286508A (ja) * 2001-03-23 2002-10-03 Tamagawa Seiki Co Ltd 正弦波エンコーダの出力方法

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007055092A1 (ja) * 2005-11-09 2007-05-18 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki エンコーダ信号処理装置
WO2007055063A1 (ja) * 2005-11-09 2007-05-18 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki エンコーダ信号処理装置
WO2007086160A1 (ja) * 2006-01-27 2007-08-02 Sokkia, Co., Ltd. ロータリエンコーダ
US7825367B2 (en) 2006-01-27 2010-11-02 Sokkia Co., Ltd. Rotary encoder
AU2006336718B2 (en) * 2006-01-27 2011-07-28 Sokkia, Co. Ltd. Rotary encoder
JP2009156852A (ja) * 2007-12-28 2009-07-16 Toshiba Mach Co Ltd レゾルバ装置およびレゾルバの角度検出装置とその方法
JP2011153916A (ja) * 2010-01-27 2011-08-11 Tdk Corp ルックアップテーブル生成方法、角度センサ、及びスケール
JP2013011456A (ja) * 2011-06-28 2013-01-17 Tdk Corp 演算装置、相対移動量測定装置、および、演算方法
JP2014025900A (ja) * 2012-07-30 2014-02-06 Canon Inc 補正値導出装置、変位量導出装置、制御装置、および補正値導出方法
JP2014219232A (ja) * 2013-05-02 2014-11-20 ファナック株式会社 精度補正機能を備えたエンコーダ
US10409670B2 (en) 2013-05-02 2019-09-10 Fanuc Corporation Encoder with accuracy correction function
JP2018021845A (ja) * 2016-08-04 2018-02-08 ファナック株式会社 エンコーダの信号処理装置、エンコーダ、信号処理方法及びプログラム
JP2022541116A (ja) * 2019-07-22 2022-09-22 ボストン ダイナミクス，インコーポレイテッド 磁気エンコーダー較正

Also Published As

Publication number Publication date
CN100549625C (zh) 2009-10-14
TW200630591A (en) 2006-09-01
US7496462B2 (en) 2009-02-24
KR20070054735A (ko) 2007-05-29
CN101044374A (zh) 2007-09-26
JPWO2006043403A1 (ja) 2008-05-22
EP1804032A1 (en) 2007-07-04
US20080117992A1 (en) 2008-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2006043403A1 (ja) エンコーダ信号処理装置およびその信号処理方法
JP5058334B2 (ja) 回転角度検出装置
JP6163874B2 (ja) 回転角度検出装置、画像処理装置及び回転角度検出方法
KR0169550B1 (ko) 절대위치 검출장치 및 그 에러 보정방법
JP2501227B2 (ja) 絶対位置エンコ―ダ
JP2543245B2 (ja) 位置検出誤差補正装置
EP1979704A2 (en) Encoder signal analysis system for high-resolution position measurement
WO2007055092A1 (ja) エンコーダ信号処理装置
US5506579A (en) Absolute encoder using multiphase analog signals
US10024688B2 (en) Angle detection device and angle detection method
JP5115419B2 (ja) 光学式エンコーダ
CN111089610B (zh) 一种编码器的信号处理方法、装置及相关组件
US6950769B2 (en) Encoder signal interpolation divider
WO2007055063A1 (ja) エンコーダ信号処理装置
JP6205683B2 (ja) 回転角度検出装置、画像処理装置及び回転角度検出方法
US10761507B2 (en) Instant correction method for encoder and system thereof
JP4224677B2 (ja) 光学式エンコーダの位置検出方法
Lygouras Memory reduction in look-up tables for fast symmetric function generators
KR101418150B1 (ko) 정현파 광학 엔코더 신호 보상 방법 및 장치
JP5097012B2 (ja) エンコーダ用信号処理回路
JPH1151698A (ja) エンコーダ内挿装置
WO1995005707A1 (en) Absolute encoder using multiphase analog signals
JP2017161553A (ja) 回転角度検出装置、モータシステム、画像処理装置及び回転角度検出方法
JPH10239107A (ja) 高分割エンコーダ装置
JPH05133766A (ja) エンコーダの内挿装置

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KM KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV LY MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NG NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SM SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006542302

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200580035469.8

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2005787989

Country of ref document: EP

Ref document number: 1020077009073

Country of ref document: KR

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11665965

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2005787989

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 11665965

Country of ref document: US