電磁感應式位置檢測器的檢測位置校正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及線型刻度尺或旋轉(zhuǎn)型刻度尺的電磁感應式位置檢測器的檢測位置校正方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁感應式位置檢測器即感應同步器方式的刻度尺適用于機床、汽車、機器人等各種機械中的位置檢測。感應同步器方式的刻度尺存在線型刻度尺和旋轉(zhuǎn)型刻度尺。線型刻度尺設于機床的工作臺等移動體而檢測該移動體的直線的移動位置，旋轉(zhuǎn)型刻度尺設于機床的旋轉(zhuǎn)工作臺等移動體(旋轉(zhuǎn)體)而檢測該移動體(旋轉(zhuǎn)體)的旋轉(zhuǎn)位置(旋轉(zhuǎn)角度)。
[0003]線型刻度尺和旋轉(zhuǎn)型刻度尺都是通過相互平行地相向配置的線圈圖案的電磁感應來檢測位置?；趫D6的原理圖來說明該檢測原理。
[0004]圖6 (a)是表示使線型刻度尺的滑尺與刻度尺相互平行地相向配置的狀態(tài)的立體圖，圖6(b)是將上述滑尺與上述刻度尺排列表示的圖，圖6 (c)是表示上述滑尺與上述刻度尺的電磁耦合度的圖。
[0005]另外，旋轉(zhuǎn)型刻度尺的檢測原理也與線型刻度尺同樣，旋轉(zhuǎn)型刻度尺的定子和轉(zhuǎn)子對應于線型刻度尺的滑尺和刻度尺。線型刻度尺和旋轉(zhuǎn)型刻度尺都具有檢測部和檢測控制裝置。
[0006]如圖6(a)及圖6(b)所示，線型刻度尺的檢測部10具有作為一次側(cè)部件的滑尺I和作為二次側(cè)部件的刻度尺2。
[0007]滑尺I為可動部，具有作為第I 一次側(cè)線圈的第I滑尺線圈3和作為第2 —次側(cè)線圈的第2滑尺線圈4?？潭瘸?為固定部，具有作為二次側(cè)線圈的刻度尺線圈5。線圈3、4、5呈鋸齒狀地折回(成為梳形圖案)，以整體成為直線狀的方式形成?；逫安裝于機床的工作臺等移動體而與該移動體一起直線性地移動?？潭瘸?固定于機床的床身等固定部。
[0008]如圖6 (a)所示，滑尺I (第I滑尺線圈3及第2滑尺線圈4)和刻度尺2 (刻度尺線圈5)以在它們之間保持有預定間隙g的狀態(tài)相互平行地相向的方式配置。而且，如圖6(a)及圖6(b)所示，第I滑尺線圈3與第2滑尺線圈4錯開1/4間距。
[0009]在上述結(jié)構(gòu)的線型刻度尺中，當勵磁電流(交流電流)在第I滑尺線圈3和第2滑尺線圈4中流動時，對應于與滑尺I的移動相伴的第I滑尺線圈3及第2滑尺線圈4與刻度尺線圈5的相對位置關(guān)系的變化，如圖6(c)所示，第I滑尺線圈3及第2滑尺線圈4與刻度尺線圈5的電磁耦合度周期性地變化。因此，在刻度尺線圈5產(chǎn)生周期性地變化的感應電壓。
[0010]具體而言，在線型刻度尺的檢測控制裝置中，下述的(I)式那樣的第I勵磁電流Ia在第I滑尺線圈3中流動，下述的(2)式那樣的第2勵磁電流Ib在第2滑尺線圈4中流動。
[0011]Ia =-1cos (k a ) sin (ω t) (I)
[0012]Ib = Isin (k α ) sin (ω t) (2)
[0013]其中，1:勵磁電流的大小
[0014]k:2 31 /p
[0015]P:線圈間距(長度:在旋轉(zhuǎn)型刻度尺中為角度)
[0016]ω:勵磁電流(交流電流)的角頻率
[0017]t:時間
[0018]α:勵振位置
[0019]其結(jié)果是，由于第I滑尺線圈3及第2滑尺線圈4與刻度尺線圈5之間的電磁感應作用，在刻度尺線圈5產(chǎn)生下述的(3)式那樣的感應電壓V。
[0020]V = KIsin (k (X-a )) sin (ω t) (3)
[0021]其中，K:依賴于間隙g和勵磁電流的角頻率ω的傳遞系數(shù)
[0022]X:檢測位置(移動體的移動位置)
[0023]在上述檢測控制裝置中，輸入刻度尺線圈5的感應電壓V，計算該感應電壓V為O的勵振位置α (即成為X= α的勵振位置α)的值，并將該勵振位置α作為移動體(滑尺I)的檢測位置X而輸出，且基于該勵振位置α來調(diào)整第I勵磁電流Ia及第2勵磁電流Ib0即，以成為X= α的方式使勵振位置α追隨移動體(滑尺I)的位置X，并以成為感應電壓V = O的方式進行控制，由此檢測移動體(滑尺I)的位置X而輸出。
[0024]專利文獻1:日本特開2000-180107號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0025]然而，現(xiàn)實的電磁感應式位置檢測器(線型刻度尺、旋轉(zhuǎn)型刻度尺)存在制造誤差、組裝誤差，因此上述的(3)式不成立，檢測位置X伴隨有誤差。通常作為包含于檢測位置X的誤差，明顯出現(xiàn)的是線圈間距周期的誤差(對應于線圈間距的周期而周期性地變動的誤差)，將其稱為內(nèi)插誤差。
[0026]作為對檢測位置X進行校正的方法，可考慮使用與電磁感應式位置檢測器不同的高精度位置檢測器，基于該高精度位置檢測器的檢測位置和電磁感應式位置檢測器的檢測位置X來取得校正數(shù)據(jù)的方法。然而，在該方法中，必須準備高精度位置檢測器，因此成本升高，也花費時間和勞力。
[0027]因此，本發(fā)明鑒于上述的情況而作出，課題在于提供一種不需要與電磁感應式位置檢測器不同的高精度位置檢測器而通過電磁感應式位置檢測器自身能夠取得校正數(shù)據(jù)而進行檢測位置的校正的電磁感應式位置檢測器的檢測位置校正方法。
[0028]解決上述課題的第I發(fā)明的電磁感應式位置檢測器的檢測位置校正方法中，上述電磁感應式位置檢測器具有一次側(cè)部件和二次側(cè)部件，上述一次側(cè)部件具備一次側(cè)線圈，上述二次側(cè)部件具備二次側(cè)線圈，上述一次側(cè)部件或上述二次側(cè)部件安裝于移動體而與上述移動體一起移動，上述一次側(cè)線圈與上述二次側(cè)線圈以相互平行且相向的方式配置，上述電磁感應式位置檢測器的檢測位置校正方法的特征在于，進行以下處理:檢測位置取得處理，根據(jù)一定速度的速度指令值而使上述移動體移動，利用上述電磁感應式位置檢測器檢測上述移動體的位置而取得檢測位置；一定速度判斷處理，基于上述檢測位置及上述二次側(cè)線圈的線圈間距，或者基于上述檢測位置、上述一定速度及上述移動體的移動時間，或者基于上述二次側(cè)線圈的線圈間距、上述一定速度及上述移動體的移動時間，判斷上述移動體在預定移動區(qū)間內(nèi)以上述一定速度進行了移動這一情況；及校正數(shù)據(jù)取得處理，將上述移動區(qū)間內(nèi)的任一線圈間距的始端位置所對應的檢測位置設為基準檢測位置，向上述基準檢測位置加上從取得上述基準檢測位置起的經(jīng)過時間與上述一定速度的相乘值，由此求出近似理想位置，基于該近似理想位置和檢測位置來取得校正數(shù)據(jù)。
[0029]另外，第2發(fā)明的電磁感應式位置檢測器的檢測位置校正方法以第I發(fā)明的電磁感應式位置檢測器的檢測位置校正方法為基礎(chǔ)，其特征在于，在上述一定速度判斷處理中，將上述移動區(qū)間設為相當于上述線圈間距P的η倍的區(qū)間，η為自然數(shù)，將上述移動體以上述一定速度S在上述移動區(qū)間內(nèi)移動所需的移動時間設為T i，將上述移動區(qū)間的始端位置所對應的檢測位置設為Xatl)，將上述移動區(qū)間的末端位置所對應的檢測位置設為X(^T1)，將閾值設為土L，則在滿足n*p-L彡X(VT1)-Xa0)彡n*p+L的條件時，判斷為上述移動體在上述移動區(qū)間內(nèi)以上述一定速度S進行了移動。
[0030]另外，第3發(fā)明的電磁感應式位置檢測器的檢測位置校正方法以第I發(fā)明的電磁感應式位置檢測器的檢測位置校正方法為基礎(chǔ)，其特征在于，在上述一定速度判斷處理中，將上述移動區(qū)間設為相當于上述線圈間距P的η倍的區(qū)間，η為自然數(shù)，將上述移動體以上述一定速度S在上述移動區(qū)間內(nèi)移動所需的移動時間設為T i，將上述移動區(qū)間的始端位置所對應的檢測位置設為Xatl)，將上述移動區(qū)間的末端位置所對應的檢測位置設為X(VT1)，將閾值設為土L，則在滿足S*TrL彡X(VT1)-Xa0)彡S*I\+L的條件時，判斷為上述移動體在上述移動區(qū)間內(nèi)以上述一定速度S進行了移動。
[0031]另外，第4發(fā)明的電磁感應式位置檢測器的檢測位置校正方法以第I發(fā)明的電磁感應式位置檢測器的檢測位置校正方法為基礎(chǔ)，其特征在于，在上述一定速度判斷處理中，將上述移動區(qū)間設為相當于上述線圈間距P的η倍的區(qū)間，η為自然數(shù)，將判斷為上述移動體在上述移動區(qū)間內(nèi)移動所需要的移動時間設為T2，將閾值設為土L，則在滿足n*p-L彡S*T2> n*p+L的條件時，判斷為上述移動體在上述移動區(qū)間內(nèi)以上述一定速度S進行了移動。
[0032]另外，第5發(fā)明的電磁感應式位置檢測器的檢測位置校正方法以第I?第4發(fā)明中的任一電磁感應式位置檢測器的檢測位置校正方法為基礎(chǔ)，其特征在于，在上述校正數(shù)據(jù)取得處理中，將取得了上述移動區(qū)間內(nèi)的任一線圈間距P的始端位置所對應的檢測位置時的時間設為h，將取得了上述移動區(qū)間內(nèi)的另任一線圈間距P的末端位置所對應的檢測位置時的時間設為h+T，將上述移動區(qū)間內(nèi)的任一線圈間距P的始端位置所對應的檢測位置設為基準檢測位置Xatl),將取得上述基準檢測位置XUtl)之后的經(jīng)過時間t(m)設為t(m) = O?T，m為索引編號，將At固定而建立索引編號m與t(m)的對應關(guān)系，或者將Δχ固定而建立索引編號m與X(tQ+t(m))的對應關(guān)系，通過E (m) = X(t0) +S*t (m) -X(t0+t (m))的式子算出與索引編號m對應的校正數(shù)據(jù)E(m)。
[0033]另外，第6發(fā)明的電磁感應式位置檢測器的檢測位置校正方法以第I?第5發(fā)明中的任一電磁感應式位置檢測器的檢測位置校正方法為基礎(chǔ)，其特征在于，將上述移動區(qū)間設為多個，在這多個移動區(qū)間取得校正數(shù)據(jù)，將這多個校正數(shù)據(jù)的平均值設為最終的校正數(shù)據(jù)。
[0034]另外，第7發(fā)明的電磁感應式位置檢測器的檢測位置校正方法以第I?第6發(fā)明中的任一電磁感應式位置檢測器的檢測位置校正方法為基礎(chǔ)，其特征在于，對上述校正數(shù)據(jù)進行傅里葉變換，將上數(shù)j個量的光譜大的分量F(i)存儲于存儲器，其中i = O?j-1，從上述存儲器讀出分量F(i)，進行傅里葉逆變換而求出校正數(shù)據(jù)。
[0035]發(fā)明效果
[0036]根據(jù)第I發(fā)明的電磁感應式位置檢測器的檢測位置校正方法，上述電磁感應式位置檢測器具有一次側(cè)部件和二次側(cè)部件，上述一次側(cè)部件具備一次側(cè)線圈，上述二次側(cè)部件具備二次側(cè)線圈，上述一次側(cè)部件或上述二次側(cè)部件安裝于移動體而與上述移動體一起移動，上述一次側(cè)線圈與上述二次側(cè)線圈以相互平行且相向的方式配置，上述電磁感應式位置檢測器的檢測位置校正方法的特征在于，進行以下處理:檢測位置取得處理，根據(jù)一定速度的速度指令值而使上述移動體移動，利用上述電磁感應式位置檢測器檢測上述移動體的位置而取得檢測位置；一定速度判斷處理，基于上述檢測位置及上述二次側(cè)線圈的線圈間距，或者基于上述檢測位置、上述一定速度及上述移動體的移動時間，或者基于上述二次側(cè)線圈的線圈間距、上述一定速度及上述移動體的移動時間，判斷上述移動體在預定移動區(qū)間內(nèi)以上述一定速度進行了移動這一情況；及校正數(shù)據(jù)取得處理，將上述移動區(qū)間內(nèi)的任一線圈間距的始端位置所對應的檢測位置設為基準檢測位置，向上述基準檢測位置加上從取得上述基準檢測位置起的經(jīng)過時間與上述一定速度的相乘值，由此求出近似理想位置，基于該近似理想位置和檢測位置來取得校正數(shù)據(jù)，因此，不需要與電磁感應式位置檢測器不同的高精度位置檢測器，能夠通過電磁感應式位置檢測器自身取得校正數(shù)據(jù)而進行檢測位置的校正。
[0037]根據(jù)第2發(fā)明的電磁感應式位置檢測器的檢測位置校正方法，以第I發(fā)明的電磁感應式位置檢測器的檢測位置校正方法為基礎(chǔ)，其特征在于，在上述一定速度判斷處理中，將上述移動區(qū)間設為相當于上述線圈間距P的η倍的區(qū)間，η為自然數(shù)，將上述移動體以上述一定速度S在上述移動區(qū)間內(nèi)移動所需的移動時間設為T i，將上述移動區(qū)間的始端位置所對應的檢測位置設為Xatl)，將上述移動區(qū)間的末端位置所對應的檢測位置設為X(^T1)，將閾值設為土L，則在滿足n*p-L彡X(VT1)-Xa0)彡n*p+L的條件時，判斷為上述移動體在上述移動區(qū)間內(nèi)以上述一定速度S進行了移動，因此，通過電磁感應式位置檢測器自身能夠容易且可靠地進行移動體的一定速度的判斷。
[0038]根據(jù)第3發(fā)明的電磁感應式位置檢測器的檢測位置校正方法，以第I發(fā)明的電磁感應式位置檢測器的檢測位置校正方法為基礎(chǔ)，其特征在于，在上述一定速度判斷處理中，將上述移動