CN104884904A - 电磁感应式位置检测器的检测位置补正方法 - Google Patents

电磁感应式位置检测器的检测位置补正方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施以下等步骤：第1步骤，将电磁感应式位置检测器(22)与主位置检测器(23)安装于移动体(21)；第2步骤，对移动体进行定位,以使电磁感应式位置检测器的检测位置成为0位置；第3步骤，将主位置检测器的检测位置重设为0位置；第4步骤，使移动体移动，运算电磁感应式位置检测器的检测位置与主位置检测器的检测位置之差，即检测位置误差，并在每个恒定间隔位置获取该检测位置误差与电磁感应式位置检测器的检测位置；第5步骤，对该获取数据进行FFT分析；及第6步骤，从FFT分析结果抽取与误差变动的固有周期对应的误差，并将这些误差存储于存储机构；且对该存储数据进行逆FFT分析，来补正电磁感应式位置检测器的检测位置。

Description

电磁感应式位置检测器的检测位置补正方法
技术领域
本发明涉及一种作为直线式标尺或旋转式标尺的电磁感应式位置检测器的检测位置补正方法。
背景技术
作为电磁感应式位置检测器的感应同步器方式的标尺应用于机床、汽车、机器人等各种机械中的位置检测。感应同步器方式的标尺有直线式标尺和旋转式标尺。
直线式标尺设置于如机床的XY平台等进行直线移动的移动体中，检测该移动体的直线位置(移动距离)。
旋转式标尺设置于如机床的旋转平台等进行旋转的移动体(旋转体)中，检测该移动体(旋转体)的旋转位置(旋转角度)。
直线式标尺与旋转式标尺的检测原理相同，通过以彼此平行相对的方式配置的线圈图案的电磁感应来检测位置。基于图8说明该检测原理。
电磁感应式位置检测器(直线式标尺或旋转式标尺)具有检测部、及位置检测控制器。
如图8(a)及图8(b)所示，电磁感应式位置检测器(直线式标尺或旋转式标尺)的检测部10具有一次侧部件(滑块或定子)1、及二次侧部件(标尺或转子)2。另外，虽然在图8(a)及图8(b)中，为了便于说明而直线性图示出一次侧部件1、及二次侧部件2，但在旋转式标尺的情况下，实际上作为一次侧部件1的定子与作为二次侧部件的转子均为圆形。
一次侧部件(滑块或定子)1具有第1一次侧线圈(在滑块中为第1滑块线圈，在定子中为第1定子线圈)3、及第2一次侧线圈(在滑块中为第2滑块线圈，在定子中为第2定子线圈)4。
二次侧部件(标尺或转子)2具有二次侧线圈(在标尺中为标尺线圈，在转子中为转子线圈)5。
线圈3、4、5为多个コ字形的区段连结而折回成Z字形的形状(梳形图案)，且在第1及第2滑块线圈或标尺线圈的情况下，整体为直线状，在第1及第2定子线圈的情况下，整体为圆弧状，在转子线圈的情况下，整体为圆环状。
直线式标尺的情况下，滑块安装于如机床的XY平台等进行直线移动的移动体中，并与该移动体一起进行直线移动，另一方面，标尺固定于机床等中的固定部。旋转式标尺的情况下，转子安装于如机床的旋转平台等进行旋转的移动体(旋转体)中，并与该移动体(旋转体)一起旋转，另一方面，定子固定于机床等中的固定部。
如图8(a)所示，一次侧部件(滑块或定子)1与二次侧部件(标尺或转子)2以第1及第2一次侧线圈(第1及第2滑块线圈或第1及第2定子线圈)3、4与二次侧线圈(标尺线圈或转子线圈)5在保持规定间隙g的状态下彼此平行相对的方式配置。并且，如图8(a)及图8(b)所示，第1一次侧线圈(第1滑块线圈或第1定子线圈)3与第2一次侧线圈(第2滑块线圈或第2定子线圈)4错开1/4间距。
这种结构的电磁感应式位置检测器(直线式标尺或旋转式标尺)中，若激磁电流(交流电流)流经第1一次侧线圈(第1滑块线圈或第1定子线圈)3与第2一次侧线圈(第2滑块线圈或第2定子线圈)4，则随着一次侧部件1(滑块的情况)或二次侧部件2(转子的情况)与移动体一起移动(滑块为直线移动，转子为旋转)，根据第1及第2一次侧线圈(第1及第2滑块线圈或第1及第2定子线圈)3、4与二次侧线圈(标尺线圈或转子线圈)5的相对位置关系的变化，如图8(c)所示，第1及第2一次侧线圈(第1及第2滑块线圈或第1及第2定子线圈)3、4与二次侧线圈(标尺线圈或转子线圈)5的电磁藕合度周期性变化。因此，在二次侧线圈(标尺线圈或转子线圈)5中产生周期性变化的感应电压。
具体而言，电磁感应式位置检测器(直线式标尺或旋转式标尺)的位置检测控制器中，在第1一次侧线圈(第1滑块线圈或第1定子线圈)3中流动如下述(1)式的第1激磁电流Ia，在第2一次侧线圈(第2滑块线圈或第2定子线圈)4中流动如下述(2)式的第2激磁电流Ib。
Ia＝-Icos(kα)sin(ωt)     (1)
Ib＝Isin(kα)sin(ωt)      (2)
其中，I：激磁电流的大小
k：2π/p
p：线圈间距
ω：激磁电流(交流电流)的角频率
t：时间
α：激振位置
另外，线圈间距p在直线式标尺中为长度(mm)，在旋转式标尺中为角度(度)。
第1激磁电流Ia与第2激磁电流Ib流动的结果，通过第1及第2一次侧线圈(第1及第2滑块线圈或第1及第2定子线圈)3、4与二次侧线圈(标尺线圈或转子线圈)5之间的电磁感应作用，在二次侧线圈(标尺线圈或转子线圈)5中产生如下述(3)式的感应电压V。
V＝KIsin(k(X-α))sin(ωt)    (3)
其中，K：依存于间隙g与激磁电流的角频率ω的传递系数
X：检测位置(移动体的移动位置)
因此，对(3)式的感应电压V采样的峰值振幅Vp为下述(4)式。
Vp＝KIsin(k(X-α))    (4)
因此，位置检测控制器从二次侧线圈(标尺线圈或转子线圈)5的感应电压V采样峰值振幅Vp，计算该峰值振幅Vp成为0的激振位置α(即，X＝α的激振位置α)的值，将该激振位置α作为移动体的检测位置X输出，且基于该激振位置α，调整第1激磁电流Ia及第2激磁电流Ib。即，通过以X＝α的方式使激振位置α追随移动体的位置X，控制成感应电压Vp＝0，从而检测并输出移动体的位置X。
并且，作为这种电磁感应式位置检测器(直线式标尺或旋转式标尺)，虽然省略详细说明，但已知有能够作为检测位置X检测绝对位置的位置检测器。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开2007-064771号公报。
发明的概要
发明要解决的技术课题
然而，因事实上电磁感应式位置检测器(直线式标尺或旋转式标尺)存在制造误差或安装误差，所以上述(4)式不成立，检测位置X存在误差。一般作为检测位置X中所包含的误差而显著表现的为线圈间距周期的误差(根据线圈间距p的周期而周期性变动的误差)，将此称为内插误差。
例如，若将线圈间距p设为2mm(直线式标尺的情况)或2度(旋转式标尺的情况)，则产生以2mm或2度的周期变动的内插误差。
并且，为了避免该以2mm或2度的周期变动的内插误差变得过大，有时将第1及第1一次侧线圈(第1及第2滑块线圈或第1及第2定子线圈)3、4的线圈间距不设为2mm或2度，而设为比2mm或2度稍微小的值。例如，将第1及第1一次侧线圈(第1及第2滑块线圈或第1及第2定子线圈)3、4的1个区段的尺寸s设为2/3mm(直线式标尺的情况)或15/16度(旋转式标尺的情况)。
此时，不仅产生以2mm或2度的周期变动的内插误差，还因二次侧线圈(标尺线圈或转子线圈)的线圈间距p为2mm或2度而产生以其1/N(N为正整数)的周期变动的内插误差(例如，以其1/2即1mm或1度的周期变动的内插误差、以其1/4即0.5mm或0.5度的周期变动的内插误差等)。
并且，还因第1及第1一次侧线圈(第1及第2滑块线圈或第1及第2定子线圈)3、4的区段尺寸s为2/3mm或15/16度而产生以2/3mm或15/16度的周期变动的内插误差。
并且，还因第1一次侧线圈(第1滑块线圈或第1定子线圈)3与第2一次侧线圈(第2滑块线圈或第2定子线圈)4的间隔d而产生以线圈间隔d的周期或其1/N的周期变动的误差。
例如，若将线圈间隔d设为1.5mm(直线式标尺的情况)或7.5度(旋转式标尺的情况)，则还产生以1.5mm或7.5度的周期变动的误差、或以其1/2,即0.75mm或3.75度的周期变动的误差等。
安装电磁感应式位置检测器(直线式标尺或旋转式标尺)而产生的误差，即使为同一电磁感应式位置检测器，根据其安装状态各不相同。
相对于此，以如上所述的0.5mm或0.5度、2/3mm或15/16度、1mm或1度、2mm或2度、0.75mm或3.75度、1.5mm或7.5度等以固有周期变动的误差为电磁感应式位置检测器(直线式标尺或旋转式标尺)的固有误差(固有周期误差)，与安装状态等无关。
因此，若能够补正该固有周期误差，则能够提高电磁感应式位置检测器自身的位置检测精确度。
因此，本发明为鉴于上述情况而完成，其课题在于提供一种能够补正电磁感应式位置检测器固有误差并提高该电磁感应式位置检测器自身的位置检测精确度的电磁感应式位置检测器的检测位置补正方法。
用于解决技术课题的手段
解决上述课题的第1发明的电磁感应式位置检测器的检测位置补正方法的特征在于具有：
第1步骤，将检测绝对位置的电磁感应式位置检测器、及具有比该电磁感应式位置检测器高的位置检测精确度的主位置检测器安装于移动体；
第2步骤，通过移动体控制器使所述移动体移动并定位,以使所述电磁感应式位置检测器的检测位置成为0位置；
第3步骤，将所述主位置检测器的检测位置重设为0位置；
第4步骤，通过所述移动体控制器使所述移动体移动，运算所述电磁感应式位置检测器的检测位置与所述主位置检测器的检测位置之差,即检测位置误差，并在每个恒定间隔位置获取该检测位置误差与所述电磁感应式位置检测器的检测位置；
第5步骤，对该获取的所述检测位置误差与所述电磁感应式位置检测器的检测位置的数据进行FFT分析；
第6步骤，从所述FFT分析结果抽取与所述电磁感应式位置检测器的误差变动的固有周期对应的误差，并将所述固有周期及与所述固有周期对应的误差数据存储于存储机构；
第7步骤，从所述存储机构读入所述固有周期及与所述固有周期对应的误差数据；
第8步骤，通过对从所述存储机构中读入的所述固有周期及与所述固有周期对应的误差数据进行逆FFT分析，来求出与所述电磁感应式位置检测器的检测位置对应的误差补正量；及
第9步骤，基于所述误差补正量来补正所述电磁感应式位置检测器的检测位置。
并且，第2发明的电磁感应式位置检测器的检测位置补正方法的特征在于具有：
第1步骤，将检测绝对位置的电磁感应式位置检测器，安装于移动体；
第2步骤，通过移动体控制器使所述移动体移动并定位，以使所述电磁感应式位置检测器的检测位置成为0位置；
第3步骤，将移动***置计算机构中用于位置计算的移动时间重设为0；
第4步骤，通过所述移动体控制器使所述移动体以恒定速度移动，运算所述电磁感应式位置检测器的检测位置、与所述移动***置计算机构中通过对所述移动体的所述恒定速度与所述移动体的移动时间进行乘法运算来算出所述移动体的位置之差，即检测位置误差，并在每个恒定间隔位置获取该检测位置误差与所述电磁感应式位置检测器的检测位置；
第5步骤，对该获取的所述检测位置误差与所述电磁感应式位置检测器的检测位置数据进行FFT分析；
第6步骤，从所述FFT分析结果抽取与所述电磁感应式位置检测器的误差变动的固有周期对应的误差，并将所述固有周期及与所述固有周期对应的误差数据存储于存储机构；
第7步骤，从所述存储机构读入所述固有周期及与所述固有周期对应的误差数据；
第8步骤，通过对从所述存储机构中读入的所述固有周期及与所述固有周期对应的误差数据进行逆FFT分析，来求出与所述电磁感应式位置检测器的检测位置对应的误差补正量；及
第9步骤，基于所述误差补正量来补正所述电磁感应式位置检测器的检测位置。
发明效果
根据第1发明的电磁感应式位置检测器的检测位置补正方法，由于以具有上述第1步骤～第9步骤作为特征，来补正电磁感应式位置检测器固有的误差，因此不会因补正而对电磁感应式位置检测器自身的位置检测精确度造成不良影响，并能够提高电磁感应式位置检测器自身的位置检测精确度。
并且，不仅能够补正线圈间距周期的误差，还能够补正其1/N周期的误差、区段尺寸周期的误差、线圈间隔周期的误差、及其1/N周期的误差。
并且，由于从FFT分析结果抽取与电磁感应式位置检测器的误差变动的固有周期对应的误差，并将所述固有周期及与所述固有周期对应的误差数据存储于存储机构，因此与存储全部所获取的检测位置误差及电磁感应式位置检测器的检测位置数据的情况相比，能够减少存储机构的存储容量。
同样，在第2发明的电磁感应式位置检测器的检测位置补正方法中，也以具有上述第1步骤～第9步骤作为特征，来补正电磁感应式位置检测器固有误差，因此不会因补正而对电磁感应式位置检测器自身的位置检测精确度造成不良影响，并能够提高电磁感应式位置检测器自身的位置检测精确度。
并且，不仅能够补正线圈间距周期的误差，还能够补正其1/N周期的误差、区段尺寸周期的误差、线圈间隔周期的误差、及其1/N周期的误差。
并且，由于从FFT分析结果抽取与电磁感应式位置检测器的误差变动的固有周期对应的误差，并将所述固有周期及与所述固有周期对应的误差数据存储于存储机构，因此与存储全部所获取的检测位置误差及电磁感应式位置检测器的检测位置数据的情况相比，能够减少存储机构的存储容量。
并且，由于没有必要使用主位置检测器，因此能够减少补正作业的工时及成本。
附图说明
图1是有关本发明的实施方式例1的电磁感应式位置检测器的检测位置补正方法的框图。
图2是有关本发明的实施方式例1的电磁感应式位置检测器的检测位置补正方法的框图。
图3是表示补正前的检测位置数据(检测角度与误差的关系)的图表。
图4是表示对补正前的检测位置数据(检测角度与误差的关系)进行FFT分析所得的结果的图表。
图5是表示补正后的检测位置数据(检测角度与误差的关系)的图表。
图6是表示对补正后的检测位置数据(检测角度与误差的关系)进行FFT分析所得的结果的图表。
图7是有关本发明的实施方式例2的电磁感应式位置检测器的检测位置补正方法的框图。
图8(a)是表示电磁感应式位置检测器(直线式标尺或旋转式标尺)的一次侧部件(滑块或定子)与二次侧部件(标尺或转子)以彼此平行相对的方式配置的状态的立体图，(b)是并列表示所述一次侧部件(滑块或定子)与所述二次侧部件(标尺或转子)的图，(c)是表示所述一侧部件(滑块或定子)与所述二次侧部件(标尺或转子)的电磁藕合度的图。
具体实施方式
以下，基于图式对本发明的实施方式例进行详细说明。
<实施方式例1>
基于图1～图6，对本发明的实施方式例1所涉及的电磁感应式位置检测器的检测位置补正方法进行说明。
首先，对将误差补正用数据(电磁感应式位置检测器的误差变动的固有周期、及与该固有周期对应的误差数据)存储于ROM(存储机构)为止的步骤进行说明。
如图1所示，在第1步骤中，将补正对象的电磁感应式位置检测器22、与主位置检测器23安装于移动体21。
详细而言，移动体21为如机床的XY平台等进行直线移动的移动体、或如机床的旋转平台等进行旋转的移动体(旋转体)。
电磁感应式位置检测器22为直线式标尺或旋转式标尺，与基于图8说明的以往的电磁感应式位置检测器相同，能够作为检测位置X检测绝对位置。
电磁感应式位置检测器(直线式标尺或旋转式标尺)22具有检测部22A、及位置检测控制器22B。在移动体21安装检测部22A。检测部22A与基于图8说明的检测部10相同，具有一次侧部件(滑块或定子)与二次侧部件(标尺或转子)。
因此，在电磁感应式位置检测器22为直线式标尺时，将滑块(活动部)安装于进行直线移动的移动体21。在电磁感应式位置检测器22为旋转式标尺时，将转子(活动部)安装于作为旋转体的移动体21。
位置检测控制器22B具有位置检测部22a、误差运算部22b、开关部22c、采样数据获取部22d、FFT(Fast Fourier Transform：高速傅立叶变换)分析部22e、固有周期误差成分抽取部22f、及ROM22g(存储机构)。
电磁感应式位置检测器22为直线式标尺时，作为主位置检测器23，使用能够检测移动体21的直线位置(移动距离)的位置检测器。电磁感应式位置检测器22为旋转式标尺时，作为主位置检测器23，使用能够检测移动体(旋转体)21的旋转位置(旋转角度)的位置检测器。
主位置检测器23使用位置检测精确度比电磁感应式位置检测器22高的位置检测器(例如，与电磁感应式位置检测器22相比，位置检测误差的大小为1/10以下的位置检测器)。作为这种高精确度的主位置检测器23，例如能够使用光学式位置检测器等。另外，在移动体21安装有主位置检测器23的活动部。
在接下来的第2步骤中，通过移动体控制器24使移动体21移动并定位，以使电磁感应式位置检测器(直线式标尺或旋转式标尺)22的检测位置成为0位置(原点：在直线式标尺中为0mm，在旋转式标尺中为0度)。
详细而言，位置检测控制器22B的位置检测部22a基于由检测部(标尺或转子)22A输出的感应电压，检测移动体21的绝对位置(在直线式标尺中为移动距离，在旋转式标尺中为旋转角度)，并输出该检测位置(检测距离或检测角度)。并且，通过由移动体控制器24进行移动指令，使移动体21移动并定位，以使该检测位置(检测距离或检测角度)成为0位置(0mm或0度)。
在接下来的第3步骤中，将主位置检测器23的检测位置(检测距离或检测角度)重设为0位置(0mm或0度)。
详细而言，位置检测部22a在由该位置检测部22a获取的检测位置(检测距离或检测角度)成为0位置(0mm或0度)时，对主位置检测器23输出0重设信号r1。并且，主位置检测器23基于0重设信号r1，将该主位置检测器23中的检测位置(检测距离或检测角度)重设为0位置(0mm或0度)。
在接下来的第4步骤中，通过移动体控制器24使移动体21移动，运算电磁感应式位置检测器22的检测位置(检测距离或检测角度)与主位置检测器23的检测位置(检测距离或检测角度)之差，即检测位置误差(检测距离误差或检测角度误差)，并在每个恒定间隔位置获取(采样)该检测位置误差与电磁感应式位置检测器22的检测位置。
详细而言，移动体控制器24在以电磁感应式位置检测器22的检测位置成为0位置的方式对移动体21进行定位后，使移动体21以恒定速度移动以获取误差数据。当电磁感应式位置检测器22为直线式标尺，且当移动体21为进行直线移动的移动体时，使移动体21移动相当于电磁感应式位置检测器22的一定长度的量(即，标尺的全长的量)。当电磁感应式位置检测器22为旋转式标尺，且当移动体21为旋转体时，使移动体21旋转360度(即，转子旋转1周)。
并且，此时误差运算部22b运算由电磁感应式位置检测器22(位置检测部22a)输出的检测位置(检测距离或检测角度)、与主位置检测器23的检测位置(检测距离或检测角度)之差，即检测位置误差(检测距离误差或检测角度误差)。
并且，位置检测部22a在每个恒定间隔位置(例如，在直线式标尺中每0.1mm，在旋转式标尺中每0.1度)将检测位置(检测距离或检测角度)输出至开关部22c及采样数据获取部22d。
开关部22c每当由位置检测部22a在每个恒定间隔位置(每0.1mm或每0.1度)输入检测位置(检测距离或检测角度)时，对采样数据获取部22d输出由误差运算部22b运算出的检测位置误差。
采样数据获取部22d经由开关部22c，从误差运算部22b在每个恒定间隔位置(每0.1mm或每0.1度)获取(采样)检测位置误差(检测距离误差或检测角度误差)，且从位置检测部22a在每个恒定间隔位置(每0.1mm或每0.1度)获取(采样)电磁感应式位置检测器22的检测位置(检测距离或检测角度)。
在该采样数据获取部22d中获取的检测位置(检测距离或检测角度)与检测位置误差(检测距离误差或检测角度误差)的关系例示于图3。图3中例示出电磁感应式位置检测器22为旋转式标尺时的检测角度(度)与检测角度误差(秒)的关系，并示出检测角度误差周期性变动的情况。虽然省略图示，但电磁感应式位置检测器22为直线式标尺时的检测距离(mm)与检测距离误差(秒)的关系也与此相同。
在接下来的第5步骤中，FFT分析部22e对从采样数据获取部22d中获取的检测位置误差与检测位置数据进行FFT分析。
该FFT分析结果例示于图4中。图4中例示出电磁感应式位置检测器22为旋转式标尺时的角度(度)与误差振幅(秒)的关系。虽然省略图示，但电磁感应式位置检测器22为直线式标尺时的距离(mm)与误差振幅(mm)的关系也与此相同。
在接下来的第6步骤中，从FFT分析结果抽取与电磁感应式位置检测器(直线式标尺或旋转式标尺)22的误差变动的固有周期对应的误差(固有周期误差)，并将所述固有周期及与所述固有周期对应的误差数据(补正数据)存储于存储机构。
详细而言，固有周期误差成分抽取部22f从以FFT分析部22e进行的如图4所例示的FFT分析结果，抽取与电磁感应式位置检测器(直线式标尺或旋转式标尺)22的误差变动的固有周期对应的误差(固有周期误差)。
在此，电磁感应式位置检测器(直线式标尺或旋转式标尺)22中的二次侧线圈(标尺线圈或转子线圈)的线圈间距p设定为2mm或2度，电磁感应式位置检测器(直线式标尺或旋转式标尺)22中的一次侧线圈(第1及第2滑块线圈或第1及第2定子线圈)的区段尺寸s设定为2/3mm或15/16度，线圈间隔d设定为1.5mm或7.5度。
因此，如上所述，电磁感应式位置检测器(直线式标尺或旋转式标尺)22的误差变动的固有周期为0.5mm或0.5度、2/3mm或15/16度、1mm或1度、2mm或2度、0.75mm或3.75度、1.5mm或7.5度等。
因此，固有周期误差成分抽取部22f从FFT分析结果抽取与误差变动的固有周期0.5mm或0.5度、2/3mm或15/16度、1mm或1度、2mm或2度、0.75mm或3.75度、1.5mm或7.5度对应的误差(固有周期误差)。
在图4所示的在旋转式标尺的情况的例中，抽取与固有周期的0.5度对应的误差Ea、与固有周期的15/16度对应的误差Eb、与固有周期的1度对应的误差Ec、与固有周期的2度对应的误差Ed、与固有周期的3.75度对应的误差Ee、与固有周期的7.5度对应的误差Ef。虽然省略图示，但直线式标尺的情况也与此相同。
虽然在线圈间距p为2mm或2度时，还产生其1/8(0.25mm或0.25度)等固有周期的误差，但因1/8以下的固有周期的误差较小，因此在此忽略不计。
另外，在此抽取的固有周期误差更具体而言是sin成分的振幅的大小、及cos成分的振幅的大小。
并且，将固有周期0.5mm或0.5度、2/3mm或15/16度、1mm或1度、2mm或2度、0.75mm或3.75度、1.5mm或7.5度、及与这些固有周期对应的误差数据(补正数据)存储于设置在电磁感应式位置检测器22的检测部(在直线式标尺中为滑块或标尺，在旋转式标尺中为定子或转子)22A的ROM22h(存储机构)。
另外，这些补正数据并不限于存储于检测部22A的ROM22h，还可存储于位置检测控制器22B的ROM22g(存储机构)。然而，使补正数据存储于位置检测控制器22B的ROM22g时，在更换检测部22A时还需要更换位置检测控制器22B。相对于此，使补正数据存储于检测部22A的ROM22h时，由于仅更换检测部22A即可，因此成本及作业性等方面较为有利。
如上所述的第1步骤～第6步骤的步骤，例如在电磁感应式位置检测器的制造工厂内，在电磁感应式位置检测器22出货前实施。并且，出货检测部22A的ROM22h或位置检测控制器22B的ROM22g中存储有补正数据的电磁感应式位置检测器22。
其次，对补正电磁感应式位置检测器的检测位置为止的步骤进行说明。
如图2所示，在使用检测部22A的ROM22h或位置检测控制器22B的ROM22g中存储有补正数据的电磁感应式位置检测器22，对移动体31进行位置检测时，将该电磁感应式位置检测器22安装于该移动体31。
移动体31为如机床的XY平台等进行直线移动的移动体、或如机床的旋转平台等进行旋转的移动体(旋转体)。
在移动体31安装检测部22A。在电磁感应式位置检测器22为直线式标尺时，将滑块(活动部)安装于进行直线移动的移动体31。在电磁感应式位置检测器22为旋转式标尺时，将转子(活动部)安装于作为旋转体的移动体31。
另外，本实施方式例1中，将利用电磁感应式位置检测器22的移动体31或移动体控制器32、与用于获取电磁感应式位置检测器22的补正数据的移动体21或移动体控制器24设为不同，但并不限于此，这些还可以相同。
如图2所示，位置检测控制器22B还具有电源接通判定部22j、数据读入部22i、逆FFT分析部22k、补正表22m、及补正运算部22n。
并且，在第7步骤中，从存储机构(ROM22h或ROM22g)读入误差变动的固有周期、及与这些固有周期对应的误差数据(补正数据)。
详细而言，电源接通判定部22j进行位置检测控制器22B的电源(省略图示)的接通判定。
若由电源接通判定部22j判定电源为接通，则数据读入部22i从检测部22A的ROM22h或位置检测控制器22B的ROM22g读入固有周期0.5mm或0.5度、2/3mm或15/16度、1mm或1度、2mm或2度、0.75mm或3.75度、1.5mm或7.5度、及与这些固有周期对应的误差数据(补正数据)。
在接下来的第8步骤中，通过对从存储机构(ROM22h或ROM22g)读入的误差变动的固有周期、及与该等固有周期对应的误差数据(补正数据)进行逆FFT分析，来求出与电磁感应式位置检测器22的检测位置(绝对检测位置)对应的误差补正量。
详细而言，逆FFT分析部22k基于数据读入部22i中从检测部22A的ROM22h或位置检测控制器22B的ROM22g读入的固有周期0.5mm或0.5度、2/3mm或15/16度、1mm或1度、2mm或2度、0.75mm或3.75度、1.5mm或7.5度、及与这些固有周期对应的误差数据(补正数据)，进行逆FFT分析。
其结果，得到与上述第5步骤中进行FFT分析前(图3)相同的检测位置(距离或角度)与检测误差(检测距离误差或检测角度误差)的关系。
并且，逆FFT分析部22k基于逆FFT分析结果，计算将电磁感应式位置检测器(直线式标尺或旋转式标尺)22的0位置(在直线式标尺中为0mm，在旋转式标尺中为0度)作为基准的误差补正量。即，求出与电磁感应式位置检测器(直线式标尺或旋转式标尺)22的绝对检测位置(绝对检测距离或绝对检测角度)对应的误差补正量(检测距离误差的补正量或检测角度误差的补正量)。
在补正表22m中，将由逆FFT分析部22k所求出的误差补正量(检测距离的误差补正量或检测角度的误差补正量)与检测位置(检测距离或检测角度)对应地进行存储。
在接下来的第9步骤中，基于所述误差补正量来补正电磁感应式位置检测器22的检测位置。
详细而言，在移动体31停止时、或通过移动体控制器32使移动体31移动(直线移动或旋转)时，电磁感应式位置检测器(直线式标尺或旋转式标尺)22对移动体31的位置(距离或角度)进行检测。
即，位置检测控制器22B的位置检测部22a基于由检测部(标尺或转子)22A输出的感应电压，检测移动体31的绝对位置(在直线式标尺中为移动距离，在旋转式标尺中为旋转角度)并输出该检测位置(检测距离或检测角度)X(m)。
补正运算部22n从存储于补正表22m的误差补正量(检测距离的误差补正量或检测角度的误差补正量)的数据，选择与由位置检测部22a输出的检测位置(检测距离或检测角度)X(m)对应的误差补正量(检测距离的误差补正量或检测角度的误差补正量)E(m)，并基于该误差补正量E(m)，如下述(11)式的方式补正该检测位置X(m)，输出该补正后的检测位置X'(m)。
X'(m)＝X(m)+E(m)    (11)
图5中例示出补正后的检测位置(检测角度)X'(m)的误差，图6中例示出对补正后的检测位置(检测角度)X'(m)的误差进行FFT分析所得的结果。如图5所示，补正后的检测位置(检测角度)X'(m)的误差与补正前(图3)相比变得非常小，且如图6所示，几乎未产生固有周期0.5度、15/16度、1度、2度、3.75度、7.5度的误差。
如上所述，根据本实施方式例1所涉及的电磁感应式位置检测器的检测位置补正方法，由于以具有上述第1步骤～第9步骤作为特征，来补正电磁感应式位置检测器22固有的误差，因此不会因补正而对电磁感应式位置检测器22自身的位置检测精确度造成不良影响，并能够提高电磁感应式位置检测器22自身的位置检测精确度。
并且，不仅能够补正线圈间距周期的误差，还能够补正其1/N周期的误差、区段尺寸周期的误差、线圈间隔周期的误差、及其1/N周期的误差。
并且，由于从FFT分析结果抽取与电磁感应式位置检测器22的误差变动的固有周期对应的误差，并将所述固有周期及与所述固有周期对应的误差数据存储于存储机构(ROM22h或ROM22g)，因此与存储全部所获取的检测位置误差与电磁感应式位置检测器的检测位置的数据的情况相比，能够减少存储机构(ROM22h或ROM22g)的存储容量。
<实施方式例2>
基于图7，对本发明的实施方式例2的电磁感应式位置检测器的检测位置补正方法进行说明。
上述实施方式例1中使用了主位置检测器，但在本实施方式例2中不使用主位置检测器而根据移动体的移动速度(恒定速度)与移动时间算出移动体的位置。
首先，对将误差补正用数据(电磁感应式位置检测器的误差变动的固有周期、及与该固有周期对应的误差数据)存储于ROM(存储机构)为止的步骤进行说明。
如图7所示，在第1步骤中，将补正对象的电磁感应式位置检测器42安装于移动体41。
详细而言，移动体41为如机床的XY平台等进行直线移动的移动体、或如机床的旋转平台等进行旋转的移动体(旋转体)。
电磁感应式位置检测器42为直线式标尺或旋转式标尺，与基于图8说明的以往的电磁感应式位置检测器相同，能够作为检测位置X检测绝对位置。
电磁感应式位置检测器(直线式标尺或旋转式标尺)42具有检测部42A、及位置检测控制器42B。在移动体41安装检测部42A。检测部42A为与基于图8说明的检测部10相同的检测部，具有一次侧部件(滑块或定子)及二次侧部件(标尺或转子)。因此，在电磁感应式位置检测器42为直线式标尺时，将滑块(活动部)安装于进行直线移动的移动体41。在电磁感应式位置检测器42为旋转式标尺时，将转子(活动部)安装于作为旋转体的移动体41。
位置检测控制器42B具有位置检测部42a、误差运算部42b、移动***置计算部42c(移动***置计算机构)、开关部42d、采样数据获取部42e、FFT分析部42f、固有周期误差成分抽取部42g、及ROM42h(存储机构)。
在接下来的第2步骤中，通过移动体控制器43使移动体41移动并定位，以使电磁感应式位置检测器(直线式标尺或旋转式标尺)22的检测位置成为0位置(原点：在直线式标尺中为0mm，在旋转式标尺中为0度)。
详细而言，位置检测控制器42B的位置检测部42a基于由检测部(标尺或转子)42A输出的感应电压，检测移动体41的绝对位置(在直线式标尺中为移动距离，在旋转式标尺中为旋转角度)，并输出该检测位置(检测距离或检测角度)。并且，通过由移动体控制器43进行移动指令，使移动体41移动并定位，以使该检测位置(检测距离或检测角度)成为0位置(0mm或0度)。
在接下来的第3步骤中，将移动***置计算部43c(移动***置计算机构)中用于位置计算的移动时间T重设为0。
详细而言，位置检测部42a在由该位置检测部42a获取的检测位置(检测距离或检测角度)成为0位置(0mm或0度)时，对移动***置计算部43c输出0重设信号r2。并且，移动***置计算部43c基于0重设信号r2，将该移动***置计算部43c中用于计算移动体41的位置(距离或角度)的移动时间T重设为0。即，将移动体41的开始时间重设为0。
在接下来的第4步骤中，通过移动体控制器43使移动体41以恒定速度S(移动体41为进行直线移动的移动体时为恒定的直线移动速度，移动体41为旋转体时为恒定的旋转速度)移动，运算电磁感应式位置检测器42的检测位置(检测距离或检测角度)、与移动***置计算部43c中通过对移动体41的恒定速度S与移动体41的移动时间T进行乘法运算来算出移动体41的位置(距离或角度)之差，即检测位置误差(检测距离误差或检测角度误差)，并在每个恒定间隔位置获取(采样)该检测位置误差与电磁感应式位置检测器42的检测位置。
详细而言，移动体控制器43在以电磁感应式位置检测器42的检测位置成为0位置的方式对移动体41定位后，使移动体41以恒定速度S移动以获取误差数据。当电磁感应式位置检测器42为直线式标尺，且移动体41为进行直线移动的移动体时，使移动体41移动相当于电磁感应式位置检测器42的一定长度的量(即，标尺的全长的量)。当电磁感应式位置检测器42为旋转式标尺，且移动体41为旋转体时，使移动体41旋转360度(即，转子旋转1周)。
并且，此时移动***置计算部42c通过对移动体41的恒定速度S与移动体41的移动时间T(重设为0之后的时间)(S×T)进行乘法运算来算出移动体41的位置(距离或角度)。
误差运算部42b运算由电磁感应式位置检测器42(位置检测部42a)输出的检测位置(检测距离或检测角度)、与由移动***置计算部42c算出的移动体41的位置(距离或角度)之差，即检测位置误差(检测距离误差或检测角度误差)。
并且，位置检测部42a在每个恒定间隔位置(例如，在直线式标尺中为每0.1mm，在旋转式标尺中为每0.1度)将检测位置(检测距离或检测角度)输出至开关部42d及采样数据获取部42e。
开关部42d每当由位置检测部42a在每个恒定间隔位置(每0.1mm或每0.1度)输入检测位置(检测距离或检测角度)时，对采样数据获取部42e输出由误差运算部42b运算出的检测位置误差。
采样数据获取部42e经由开关部42d，从误差运算部42b在每个恒定间隔位置(每0.1mm或每0.1度)获取(采样)检测位置误差(检测距离误差或检测角度误差)，且从位置检测部42a在每个恒定间隔位置(每0.1mm或每0.1度)获取(采样)电磁感应式位置检测器42的检测位置(检测距离或检测角度)。由该采样数据获取部42e所获取的检测位置(检测距离或检测角度)与检测位置误差(检测距离误差或检测角度误差)的关系与上述实施方式例1的情况(图3)相同。
在接下来的第5步骤中，FFT分析部42f对从采样数据获取部42e中获取的检测位置误差与检测位置的数据进行FFT分析。该FFT分析结果也与上述实施方式例1的情况(图4)相同。
在接下来的第6步骤中，从FFT分析结果抽取与电磁感应式位置检测器(直线式标尺或旋转式标尺)22的误差变动的固有周期对应的误差(固有周期误差)，并将所述固有周期及与所述固有周期对应的误差数据(补正数据)存储于存储机构。
详细而言，固有周期误差成分抽取部42g从由FFT分析部42f进行的FFT分析结果，抽取与电磁感应式位置检测器(直线式标尺或旋转式标尺)42的误差变动的固有周期对应的误差(固有周期误差)。
在此，电磁感应式位置检测器(直线式标尺或旋转式标尺)42中的二次侧线圈(标尺线圈或转子线圈)的线圈间距p设定为2mm或2度，电磁感应式位置检测器(直线式标尺或旋转式标尺)22中的一次侧线圈(第1及第2滑块线圈或第1及第2定子线圈)的区段尺寸s设定为2/3mm或15/16度，线圈间隔d设定为1.5mm或7.5度。
因此，如上所述，电磁感应式位置检测器(直线式标尺或旋转式标尺)42的误差变动的固有周期为0.5mm或0.5度、2/3mm或15/16度、1mm或1度、2mm或2度、0.75mm或3.75度、1.5mm或7.5度等。
因此，固有周期误差成分抽取部42g从FFT分析结果抽取与误差变动的固有周期0.5mm或0.5度、2/3mm或15/16度、1mm或1度、2mm或2度、0.75mm或3.75度、1.5mm或7.5度对应的误差(固有周期误差)。
虽然在线圈间距p为2mm或2度时，还产生其1/8(0.25mm或0.25度)等周期的误差，但因1/8以下的周期的误差较小，因此在此忽略不计。
另外，在此抽取的固有周期误差更具体而言是sin成分的振幅的大小、及cos成分的振幅的大小。
并且，将固有周期0.5mm或0.5度、2/3mm或15/16度、1mm或1度、2mm或2度、0.75mm或3.75度、1.5mm或7.5度、及与该等固有周期对应的误差数据(补正数据)存储于设置在电磁感应式位置检测器42的检测部(在直线式标尺中为滑块或标尺，在旋转式标尺中为定子或转子)42A的ROM42i(存储机构)。
另外，这些补正数据并不限于存储于检测部42A的ROM42i，还可存储于位置检测控制器42B的ROM42h(存储机构)。然而，如先前所述，使补正数据存储于检测部42A的ROM42i时，由于仅更换检测部42A即可，因此在成本及作业性等方面较为有利。
如上所述的第1步骤～第6步骤的步骤例如在电磁感应式位置检测器的制造工厂内，在电磁感应式位置检测器42出货前实施。并且，出货检测部42A的ROM42i或位置检测控制器42B的ROM42h中存储有补正数据的电磁感应式位置检测器42。
其次，实施补正电磁感应式位置检测器42的检测位置X(m)为止的步骤，但由于该步骤与上述实施方式例1中的第7步骤～第9步骤相同，因此在此省略说明。
另外，本实施方式例2中，也将利用电磁感应式位置检测器42的移动体及位置检测控制器、与用于获取电磁感应式位置检测器42的补正数据的移动体41及移动体控制器43设为不同，但并不限于此，这些还可以相同。
如上所述，根据本实施方式例2所涉及的电磁感应式位置检测器的检测位置补正方法，由于以具有上述第1步骤～第9步骤(第7步骤～第9步骤与上述实施方式例1相同)作为特征，来补正电磁感应式位置检测器42固有的误差，因此不会因补正而对电磁感应式位置检测器42自身的位置检测精确度造成不良影响，并能够提高电磁感应式位置检测器42自身的位置检测精确度。
并且，不仅能够补正线圈间距周期的误差，还能够补正其1/N周期的误差、区段尺寸周期的误差、线圈间隔周期的误差、及其1/N周期的误差。
并且，由于从FFT分析结果抽取与电磁感应式位置检测器42的误差变动的固有周期对应的误差，并将所述固有周期及与所述固有周期对应的误差数据存储于存储机构(ROM42i或ROM42h)，因此与存储全部所获取的检测位置误差与电磁感应式位置检测器的检测位置的数据的情况相比，能够减少存储机构(ROM42i或ROM42h)的存储容量。
并且，因不必使用主位置检测器，因此能够减少补正作业的工时及成本。
产业上的可利用性
本发明涉及电磁感应式位置检测器的检测位置补正方法，与电磁感应式位置检测器的安装状态等无关，应用于提高电磁感应式位置检测器自身的位置检测精确度的情况下较为有用。
符号说明
21-移动体，22-电磁感应式位置检测器，22A-检测部，22B-位置检测控制器，22a-位置检测部，22b-误差运算部，22c-开关部，22d-采样数据获取部，22e-FFT分析部，22f-固有周期误差成分抽取部，22g、22h-ROM，22i-数据读入部，22j-电源接通判定部，22k-逆FFT分析部，22m-补正表，22n-补正运算部，23-主位置检测器，24-移动体控制器，31-移动体，32-移动体控制器，41-移动体，42-电磁感应式位置检测器，42A-检测部，42B-位置检测控制器，42a-位置检测部，42b-误差运算部，42c-移动***置计算部，42d-开关部，42e-采样数据获取部，42f-FFT分析部，42g-固有周期误差成分抽取部，42h、42i-ROM，43-移动体控制器。

Claims (2)

1.一种电磁感应式位置检测器的检测位置补正方法，其特征在于具有：
第1步骤，将检测绝对位置的电磁感应式位置检测器、及具有比该电磁感应式位置检测器高的位置检测精确度的主位置检测器安装于移动体；
第2步骤，通过移动体控制器使所述移动体移动并定位,以使所述电磁感应式位置检测器的检测位置成为0位置；
第3步骤，将所述主位置检测器的检测位置重设为0位置；
第4步骤，通过所述移动体控制器使所述移动体移动，运算所述电磁感应式位置检测器的检测位置与所述主位置检测器的检测位置之差，即检测位置误差，并在每个恒定间隔位置获取该检测位置误差与所述电磁感应式位置检测器的检测位置；
第5步骤，对该获取的所述检测位置误差与所述电磁感应式位置检测器的检测位置数据进行FFT分析；
第6步骤，从所述FFT分析结果抽取与所述电磁感应式位置检测器的误差变动的固有周期对应的误差，并将所述固有周期及与所述固有周期对应的误差数据存储于存储机构；
第7步骤，从所述存储机构读入所述固有周期及与所述固有周期对应的误差数据；
第8步骤，通过对从所述存储机构中读入的所述固有周期及与所述固有周期对应的误差数据进行逆FFT分析，来求出与所述电磁感应式位置检测器的检测位置对应的误差补正量；及
第9步骤，基于所述误差补正量来补正所述电磁感应式位置检测器的检测位置。
2.一种电磁感应式位置检测器的检测位置补正方法，其特征在于具有：
第1步骤，将检测绝对位置的电磁感应式位置检测器，安装于移动体；
第2步骤，通过移动体控制器使所述移动体移动并定位，以使所述电磁感应式位置检测器的检测位置成为0位置；
第3步骤，将移动***置计算机构中用于位置计算的移动时间重设为0；
第4步骤，通过所述移动体控制器使所述移动体以恒定速度移动，运算所述电磁感应式位置检测器的检测位置、与所述移动***置计算机构中通过对所述移动体的所述恒定速度与所述移动体的移动时间进行乘法运算来算出所述移动体的位置之差，即检测位置误差，并在每个恒定间隔位置获取该检测位置误差与所述电磁感应式位置检测器的检测位置；
第5步骤，对该获取的所述检测位置误差与所述电磁感应式位置检测器的检测位置数据进行FFT分析；
第6步骤，从所述FFT分析结果抽取与所述电磁感应式位置检测器的误差变动的固有周期对应的误差，并将所述固有周期及与所述固有周期对应的误差数据存储于存储机构；
第7步骤，从所述存储机构读入所述固有周期及与所述固有周期对应的误差数据；
第8步骤，通过对从所述存储机构中读入的所述固有周期及与所述固有周期对应的误差数据进行逆FFT分析，来求出与所述电磁感应式位置检测器的检测位置对应的误差补正量；及
第9步骤，基于所述误差补正量来补正所述电磁感应式位置检测器的检测位置。
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