エンコーダ補正装置
【課題】モータ取り付け時のヒューマンエラーや、エンコーダ間の同心度悪化による補正精度の悪化を抑えるとともに、生産性の向上を図ることができるエンコーダ補正装置を得ること。
【解決手段】エンコーダ補正装置は、被試験モータ２の位置検出を行う被試験エンコーダ１を補正するエンコーダ補正装置であって、基準エンコーダ４と、基準エンコーダに取り付けられて、被試験モータのモータシャフト６と基準エンコーダの中心軸とを連結させる連結部５，７と、基準エンコーダの中心軸に垂直な面に沿って基準エンコーダを自由に移動可能に支持する支持部３と、を備える。
【解決手段】エンコーダ補正装置は、被試験モータ２の位置検出を行う被試験エンコーダ１を補正するエンコーダ補正装置であって、基準エンコーダ４と、基準エンコーダに取り付けられて、被試験モータのモータシャフト６と基準エンコーダの中心軸とを連結させる連結部５，７と、基準エンコーダの中心軸に垂直な面に沿って基準エンコーダを自由に移動可能に支持する支持部３と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンコーダ補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被試験モータ駆動による被試験エンコーダ補正方式として、被試験エンコーダよりも高精度な基準エンコーダと被試験モータを水平台に設置し、手動カップリングを介して同心に接続し、被試験モータ駆動時に両エンコーダの位置データを同時サンプリングし補正データを提供する方法がある。
【０００３】
高精度なエンコーダで補正データを提供することで、部品の加工精度や組立誤差の不整に起因する検出後誤差を低減する。補正方式としては、被試験エンコーダと基準エンコーダから出力されるＡ、Ｂ相パルスをそれぞれ別のカウンタで位置データに変換し、演算回路を使用することで同期し記憶領域に取り込み、取得したデータから補正情報を生成し、演算回路を介して被試験エンコーダに提供している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１９４６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エンコーダの高精度化が進むことで、補正装置の精度の向上への要求も増すこととなる。上記従来技術によるＨ／Ｗ構造では、基準エンコーダとの被試験モータとの連結に手動カップリングを用いていることや、基準エンコーダと被試験エンコーダの両エンコーダが水平に取り付けられているため、モータ取り付け時にヒューマンエラーが発生しやすく、両エンコーダ間の同心度悪化による補正精度悪化の問題があった。また、手動取り付けのため生産性が向上しないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、モータ取り付け時のヒューマンエラーや、エンコーダ間の同心度悪化による補正精度の悪化を抑えるとともに、生産性の向上を図ることができるエンコーダ補正装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被試験モータの位置検出を行う被試験エンコーダを補正するエンコーダ補正装置であって、基準エンコーダと、基準エンコーダに取り付けられて、被試験モータのモータシャフトと基準エンコーダの中心軸とを連結させる連結部と、基準エンコーダの中心軸に垂直な面に沿って基準エンコーダを自由に移動可能に支持する支持部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、基準エンコーダが自身の中心軸に垂直な面に沿って基準エンコーダを自由に移動可能に支持されるので、被試験モータのモータシャフトと基準エンコーダの中心軸とを連結させる際に自動調芯される。そのため、被試験エンコーダと基準エンコーダの結合時による同心度精度の向上を図ることができ、モータ取り付け時のヒューマンエラーや、エンコーダ間の同心度悪化による補正精度の悪化を抑えるとともに、生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかるエンコーダ補正装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１にかかるエンコーダ補正装置の概略構成を示す側面図である。
【図３】図３は、図２に示すＡ−Ａ線に沿った矢視断面図であって、モータシャフトのチャック部分の概略構成を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１の変形例にかかるエンコーダ補正装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２にかかるエンコーダ補正装置の概略構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２にかかるエンコーダ補正装置の概略構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態にかかるエンコーダ補正装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるエンコーダ補正装置の概略構成を示すブロック図である。エンコーダ補正装置は、被試験エンコーダ１と被試験エンコーダ１よりも高精度なエンコーダ（以下：基準エンコーダ４）を結合し、両者の位置データを同時サンプリングし、位置データの誤差を測定し、補正値を作成する。
【００１２】
図１に示すように、被試験モータ２と内部に信号処理部を内蔵した基準エンコーダ４を連結した状態で、駆動装置９を用いて被試験モータ２を駆動する。その際、内部に信号処理部を内蔵した被試験エンコーダ１の位置データ（カウンタ値）と、基準エンコーダ４の位置データ（カウンタ値）を、信号処理回路１０で同期してサンプリングする。
【００１３】
信号処理回路１０は、シリアル通信でデータを取得し、装置内のＳＲＡＭ領域１０ａでバッファリングする機能があり、バッファリングしたデータをＰＣ１１へ送る機能を有する（サンプリング間隔の変更が可能）。ＰＣ１１では、得られたデータをもとに演算処理を行い、信号処理回路１０を介して被試験エンコーダ１を補正する。
【００１４】
図２は、本発明の実施の形態１にかかるエンコーダ補正装置の概略構成を示す側面図である。図３は、図２に示すＡ−Ａ線に沿った矢視断面図であって、モータシャフトのチャック部分の概略構成を示す図である。
【００１５】
Ｈ／Ｗ構造については、図２、３に示すように、被試験モータ２をアルミプレート８に設置し、被試験モータ２と基準エンコーダ４を、エアシリンダ５と三つ爪チャック７を用いることでカップリングする。三つ爪チャック７は、被試験モータ２のモータシャフト６と基準エンコーダ４の中心軸を周囲から囲んで保持する。このように、エアシリンダ５と三つ爪チャック７とで、被試験モータ２のモータシャフト６と基準エンコーダ４の中心軸とを連結させる連結部が構成される。連結部は基準エンコーダ４に取り付けられる。
【００１６】
この構造では、被試験モータ２を駆動することで、被試験エンコーダ１と基準エンコーダ４の位置データを同時サンプリングするため、基準側のモータが不要となり、結果として被試験エンコーダ１と基準エンコーダ４間の距離を縮めることができ、傾きによる機械誤差を小さくできる。
【００１７】
また、被試験モータ２と基準エンコーダ４とのカップリングは、エアの入切により自動で行われる。基準エンコーダ４を固定せずにフローティングさせておき、ＸＹリニアガイド（支持部）３で三つ爪チャック７等の連結部を支持することで、基準エンコーダ４は、連結部を介して自身の中心軸と垂直な面に沿って自由に移動可能に支持されることとなる。
【００１８】
これにより、三つ爪チャック７で被試験モータ２のモータシャフト６と基準エンコーダ４の中心軸とをカップリングすれば、中心軸がモータシャフト６と同心するように基準エンコーダ４が移動することで、モータシャフト６と基準エンコーダ４の中心軸とが自動調芯される。この構造により、被試験エンコーダ１と基準エンコーダ４の同心度精度向上、カップリング部交換作業の省略によるヒューマンエラーの低減、生産性向上を図ることが可能となる。
【００１９】
また、エンコーダ補正装置に基準側の駆動モータを設けずに、基準エンコーダ４のみで被試験モータ２の駆動による同時サンプリングを行っているため、駆動モータによる機械誤差を無くすことや、被試験エンコーダ１と基準エンコーダ４間の傾きによる誤差を小さくすることが可能となり、補正精度の向上を図ることができる。
【００２０】
図４は、実施の形態１の変形例にかかるエンコーダ補正装置の概略構成を示すブロック図である。上記実施の形態１では、各エンコーダ１，４が信号処理部を内蔵しているため、Ａ、Ｂ相パルスの処理を自身で行い、位置データ（カウンタ値）を外部に出力する前提の構成となっている。
【００２１】
本変形例では、Ａ，Ｂ相パルスを出力する各エンコーダ１，４を用いた構成となっている。より具体的には、被試験エンコーダ１、基準エンコーダ４よりそれぞれ出力されるＡ、Ｂ相パルスを、カウンタ１３を用いて位置データ（カウンタ値）に変換し、信号処理回路１０にシリアル通信で取り込む。その他の補正手順、Ｈ／Ｗ構造は上記実施の形態１と同様である。
【００２２】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２にかかるエンコーダ補正装置の概略構成を示すブロック図である。図６は、本発明の実施の形態２にかかるエンコーダ補正装置の概略構成を示す側面図である。
【００２３】
上記実施の形態１では、信号処理回路１０は、駆動装置９が取得した位置データと同期して被試験エンコーダ１の位置データ（カウンタ値）をサンプリングしている。一方、本実施の形態２では、図５に示すように、駆動用エンコーダ１２を使用し、基準エンコーダ４を駆動装置９と切り離すことが可能である。
【００２４】
この場合、信号処理回路１０によって被試験エンコーダ１と基準エンコーダ４の位置データ（カウンタ値）を同期しサンプリングすることが可能になるため、駆動用エンコーダ１２と駆動装置９間の取り込み同期に影響されず、サンプリング周期を可変させることが容易となる。また、信号処理回路１０のサンプリング周期を向上させると、処理速度の向上が可能となる。
【００２５】
Ｈ／Ｗ構造については、図６に示すように、基準エンコーダ４をエアシリンダ５と駆動用エンコーダ１２の間に取り付ける。その他の構造は図２に示す上記実施の形態１の構造と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上のように、本発明にかかるエンコーダ補正装置は、モータに用いられるエンコーダの補正に有用である。
【符号の説明】
【００２７】
１ 被試験エンコーダ
２ 被試験モータ
３ ＸＹリニアガイド（支持部）
４ 基準エンコーダ
５ エアシリンダ（連結部）
６ モータシャフト
７ 三つ爪チャック（連結部）
８ アルミプレート
９ 駆動装置
１０ 信号処理回路
１０ａ ＳＲＡＭ領域
１２ 駆動用エンコーダ
１３ カウンタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンコーダ補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被試験モータ駆動による被試験エンコーダ補正方式として、被試験エンコーダよりも高精度な基準エンコーダと被試験モータを水平台に設置し、手動カップリングを介して同心に接続し、被試験モータ駆動時に両エンコーダの位置データを同時サンプリングし補正データを提供する方法がある。
【０００３】
高精度なエンコーダで補正データを提供することで、部品の加工精度や組立誤差の不整に起因する検出後誤差を低減する。補正方式としては、被試験エンコーダと基準エンコーダから出力されるＡ、Ｂ相パルスをそれぞれ別のカウンタで位置データに変換し、演算回路を使用することで同期し記憶領域に取り込み、取得したデータから補正情報を生成し、演算回路を介して被試験エンコーダに提供している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１９４６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エンコーダの高精度化が進むことで、補正装置の精度の向上への要求も増すこととなる。上記従来技術によるＨ／Ｗ構造では、基準エンコーダとの被試験モータとの連結に手動カップリングを用いていることや、基準エンコーダと被試験エンコーダの両エンコーダが水平に取り付けられているため、モータ取り付け時にヒューマンエラーが発生しやすく、両エンコーダ間の同心度悪化による補正精度悪化の問題があった。また、手動取り付けのため生産性が向上しないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、モータ取り付け時のヒューマンエラーや、エンコーダ間の同心度悪化による補正精度の悪化を抑えるとともに、生産性の向上を図ることができるエンコーダ補正装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被試験モータの位置検出を行う被試験エンコーダを補正するエンコーダ補正装置であって、基準エンコーダと、基準エンコーダに取り付けられて、被試験モータのモータシャフトと基準エンコーダの中心軸とを連結させる連結部と、基準エンコーダの中心軸に垂直な面に沿って基準エンコーダを自由に移動可能に支持する支持部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、基準エンコーダが自身の中心軸に垂直な面に沿って基準エンコーダを自由に移動可能に支持されるので、被試験モータのモータシャフトと基準エンコーダの中心軸とを連結させる際に自動調芯される。そのため、被試験エンコーダと基準エンコーダの結合時による同心度精度の向上を図ることができ、モータ取り付け時のヒューマンエラーや、エンコーダ間の同心度悪化による補正精度の悪化を抑えるとともに、生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかるエンコーダ補正装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１にかかるエンコーダ補正装置の概略構成を示す側面図である。
【図３】図３は、図２に示すＡ−Ａ線に沿った矢視断面図であって、モータシャフトのチャック部分の概略構成を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１の変形例にかかるエンコーダ補正装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２にかかるエンコーダ補正装置の概略構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２にかかるエンコーダ補正装置の概略構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態にかかるエンコーダ補正装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるエンコーダ補正装置の概略構成を示すブロック図である。エンコーダ補正装置は、被試験エンコーダ１と被試験エンコーダ１よりも高精度なエンコーダ（以下：基準エンコーダ４）を結合し、両者の位置データを同時サンプリングし、位置データの誤差を測定し、補正値を作成する。
【００１２】
図１に示すように、被試験モータ２と内部に信号処理部を内蔵した基準エンコーダ４を連結した状態で、駆動装置９を用いて被試験モータ２を駆動する。その際、内部に信号処理部を内蔵した被試験エンコーダ１の位置データ（カウンタ値）と、基準エンコーダ４の位置データ（カウンタ値）を、信号処理回路１０で同期してサンプリングする。
【００１３】
信号処理回路１０は、シリアル通信でデータを取得し、装置内のＳＲＡＭ領域１０ａでバッファリングする機能があり、バッファリングしたデータをＰＣ１１へ送る機能を有する（サンプリング間隔の変更が可能）。ＰＣ１１では、得られたデータをもとに演算処理を行い、信号処理回路１０を介して被試験エンコーダ１を補正する。
【００１４】
図２は、本発明の実施の形態１にかかるエンコーダ補正装置の概略構成を示す側面図である。図３は、図２に示すＡ−Ａ線に沿った矢視断面図であって、モータシャフトのチャック部分の概略構成を示す図である。
【００１５】
Ｈ／Ｗ構造については、図２、３に示すように、被試験モータ２をアルミプレート８に設置し、被試験モータ２と基準エンコーダ４を、エアシリンダ５と三つ爪チャック７を用いることでカップリングする。三つ爪チャック７は、被試験モータ２のモータシャフト６と基準エンコーダ４の中心軸を周囲から囲んで保持する。このように、エアシリンダ５と三つ爪チャック７とで、被試験モータ２のモータシャフト６と基準エンコーダ４の中心軸とを連結させる連結部が構成される。連結部は基準エンコーダ４に取り付けられる。
【００１６】
この構造では、被試験モータ２を駆動することで、被試験エンコーダ１と基準エンコーダ４の位置データを同時サンプリングするため、基準側のモータが不要となり、結果として被試験エンコーダ１と基準エンコーダ４間の距離を縮めることができ、傾きによる機械誤差を小さくできる。
【００１７】
また、被試験モータ２と基準エンコーダ４とのカップリングは、エアの入切により自動で行われる。基準エンコーダ４を固定せずにフローティングさせておき、ＸＹリニアガイド（支持部）３で三つ爪チャック７等の連結部を支持することで、基準エンコーダ４は、連結部を介して自身の中心軸と垂直な面に沿って自由に移動可能に支持されることとなる。
【００１８】
これにより、三つ爪チャック７で被試験モータ２のモータシャフト６と基準エンコーダ４の中心軸とをカップリングすれば、中心軸がモータシャフト６と同心するように基準エンコーダ４が移動することで、モータシャフト６と基準エンコーダ４の中心軸とが自動調芯される。この構造により、被試験エンコーダ１と基準エンコーダ４の同心度精度向上、カップリング部交換作業の省略によるヒューマンエラーの低減、生産性向上を図ることが可能となる。
【００１９】
また、エンコーダ補正装置に基準側の駆動モータを設けずに、基準エンコーダ４のみで被試験モータ２の駆動による同時サンプリングを行っているため、駆動モータによる機械誤差を無くすことや、被試験エンコーダ１と基準エンコーダ４間の傾きによる誤差を小さくすることが可能となり、補正精度の向上を図ることができる。
【００２０】
図４は、実施の形態１の変形例にかかるエンコーダ補正装置の概略構成を示すブロック図である。上記実施の形態１では、各エンコーダ１，４が信号処理部を内蔵しているため、Ａ、Ｂ相パルスの処理を自身で行い、位置データ（カウンタ値）を外部に出力する前提の構成となっている。
【００２１】
本変形例では、Ａ，Ｂ相パルスを出力する各エンコーダ１，４を用いた構成となっている。より具体的には、被試験エンコーダ１、基準エンコーダ４よりそれぞれ出力されるＡ、Ｂ相パルスを、カウンタ１３を用いて位置データ（カウンタ値）に変換し、信号処理回路１０にシリアル通信で取り込む。その他の補正手順、Ｈ／Ｗ構造は上記実施の形態１と同様である。
【００２２】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２にかかるエンコーダ補正装置の概略構成を示すブロック図である。図６は、本発明の実施の形態２にかかるエンコーダ補正装置の概略構成を示す側面図である。
【００２３】
上記実施の形態１では、信号処理回路１０は、駆動装置９が取得した位置データと同期して被試験エンコーダ１の位置データ（カウンタ値）をサンプリングしている。一方、本実施の形態２では、図５に示すように、駆動用エンコーダ１２を使用し、基準エンコーダ４を駆動装置９と切り離すことが可能である。
【００２４】
この場合、信号処理回路１０によって被試験エンコーダ１と基準エンコーダ４の位置データ（カウンタ値）を同期しサンプリングすることが可能になるため、駆動用エンコーダ１２と駆動装置９間の取り込み同期に影響されず、サンプリング周期を可変させることが容易となる。また、信号処理回路１０のサンプリング周期を向上させると、処理速度の向上が可能となる。
【００２５】
Ｈ／Ｗ構造については、図６に示すように、基準エンコーダ４をエアシリンダ５と駆動用エンコーダ１２の間に取り付ける。その他の構造は図２に示す上記実施の形態１の構造と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上のように、本発明にかかるエンコーダ補正装置は、モータに用いられるエンコーダの補正に有用である。
【符号の説明】
【００２７】
１ 被試験エンコーダ
２ 被試験モータ
３ ＸＹリニアガイド（支持部）
４ 基準エンコーダ
５ エアシリンダ（連結部）
６ モータシャフト
７ 三つ爪チャック（連結部）
８ アルミプレート
９ 駆動装置
１０ 信号処理回路
１０ａ ＳＲＡＭ領域
１２ 駆動用エンコーダ
１３ カウンタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験モータの位置検出を行う被試験エンコーダを補正するエンコーダ補正装置であって、
基準エンコーダと、
前記基準エンコーダに取り付けられて、前記被試験モータのモータシャフトと前記基準エンコーダの中心軸とを連結させる連結部と、
前記基準エンコーダの中心軸に垂直な面に沿って前記基準エンコーダを自由に移動可能に支持する支持部と、を備えることを特徴とするエンコーダ補正装置。
【請求項２】
前記支持部は、ＸＹリニアガイドであることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ補正装置。
【請求項３】
前記ＸＹリニアガイドは、前記連結部を支持することを特徴とする請求項２に記載のエンコーダ補正装置。
【請求項４】
前記連結部は、前記被試験モータのモータシャフトと前記基準エンコーダの中心軸を周囲から囲んで保持するチャックであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のエンコーダ補正装置。
【請求項５】
前記基準エンコーダから出力されるＡ，Ｂ相パルスをカウンタ値に変換するカウンタをさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のエンコーダ補正装置。
【請求項６】
前記被試験モータを駆動させる駆動装置と、
前記基準エンコーダに取り付けられて前記駆動装置に位置データを出力する駆動用エンコーダと、をさらに備える請求項１〜５のいずれか１つに記載のエンコーダ補正装置。
【請求項１】
被試験モータの位置検出を行う被試験エンコーダを補正するエンコーダ補正装置であって、
基準エンコーダと、
前記基準エンコーダに取り付けられて、前記被試験モータのモータシャフトと前記基準エンコーダの中心軸とを連結させる連結部と、
前記基準エンコーダの中心軸に垂直な面に沿って前記基準エンコーダを自由に移動可能に支持する支持部と、を備えることを特徴とするエンコーダ補正装置。
【請求項２】
前記支持部は、ＸＹリニアガイドであることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ補正装置。
【請求項３】
前記ＸＹリニアガイドは、前記連結部を支持することを特徴とする請求項２に記載のエンコーダ補正装置。
【請求項４】
前記連結部は、前記被試験モータのモータシャフトと前記基準エンコーダの中心軸を周囲から囲んで保持するチャックであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のエンコーダ補正装置。
【請求項５】
前記基準エンコーダから出力されるＡ，Ｂ相パルスをカウンタ値に変換するカウンタをさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のエンコーダ補正装置。
【請求項６】
前記被試験モータを駆動させる駆動装置と、
前記基準エンコーダに取り付けられて前記駆動装置に位置データを出力する駆動用エンコーダと、をさらに備える請求項１〜５のいずれか１つに記載のエンコーダ補正装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−３０５３（Ｐ２０１３−３０５３Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３６６５５（Ｐ２０１１−１３６６５５）
【出願日】平成２３年６月２０日（２０１１．６．２０）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２０日（２０１１．６．２０）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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