JP3335850B2 - モータ回転角度測定方法およびモータ回転角度測定装置 - Google Patents
モータ回転角度測定方法およびモータ回転角度測定装置Info
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Description
における静止角度誤差やステップ角度誤差を求めるため
にステップモータのステップ毎の回転角度を測定するモ
ータ回転角度測定方法およびモータ回転角度測定装置に
関するものである。
定対象のステップモータで回転検出器を回転駆動するこ
とにより、ステップモータのステップ毎の回転角度に応
じた回転角度対応信号を回転検出器から出力させ、回転
角度対応信号からステップモータのステップ毎の回転角
度を測定するようにしていた。
法を実施するモータ回転角度測定装置の概略図を示す。
このモータ回転角度測定装置は、図11に示すように、
基台101にエンコーダまたはポテンショメータ等の回
転角度検出器102を固定し、回転検出器102の回転
軸にカップリング103を介して測定対象のステップモ
ータ104の回転軸を結合し、駆動回路105によって
ステップモータ104を1ステップずつ少なくとも1回
転させ、ステップモータ104の回転に連動して回転検
出器102を従動回転させ、回転検出器102から出力
されるパルス電圧あるいは回転角度対応電圧等の角度対
応信号を測定回路106が取り込み、測定回路106が
1ステップ毎のパルス発生数あるいは電圧変化を検出
し、その値からステップモータ104のステップ毎の回
転角度を測定し、理論値との比較により静止角度誤差や
ステップ角度誤差を求めるようになっている。なお、静
止角度誤差とは、ステップモータの各ステップ毎の静止
位置における回転角度の理論値との誤差をいい、ステッ
プ角度誤差とは、各ステップ毎の回転角度変化と1ステ
ップ分の回転角度との誤差をいう。
ような従来例では、測定対象のステップモータ104と
回転検出器102とを結合してステップモータ104に
よって回転検出器102を回転駆動することが必要であ
る。そのため、測定の際に、ステップモータ104の回
転軸を回転検出器102の回転軸に対して精度よく位置
決めしてカップリング103で結合することが必要であ
り、ステップモータ104の回転角度測定の自動化が困
難であった。
で小トルクのものが多く出回っているが、このような小
形のものでは、一般的に用いられている回転検出器10
2を駆動しきれず、実質的に小形のステップモータ10
4については従来の方法では、回転角度を測定すること
は困難であった。また、測定対象のステップモータ10
4を回転検出器102とを結合するために、ステップモ
ータ104の回転軸と回転検出器102の回転軸を精度
良く合わせることが必要であり、この点においてもステ
ップモータ104の回転角度測定の自動化が困難であっ
た。
のステップモータの回転軸を回転検出手段と非接触でス
テップモータの回転角度を測定することができ、回転角
度測定の自動化が容易なモータ回転角度測定方法および
モータ回転角度測定装置を提供することである。この発
明の他の目的は、測定の際にステップモータの位置決め
を高精度に行わなくても回転角度を精度良く測定するこ
とができて、回転角度測定の自動化が容易なモータ回転
角度測定方法およびモータ回転角度測定装置を提供する
ことである。
小形のステップモータでも回転角度を測定することが可
能なモータ回転角度測定方法およびモータ回転角度測定
装置を提供することである。
転角度測定方法は、測定対象のステップモータの回転軸
の近傍に第1のマーカーを固定するとともにステップモ
ータの回転軸から所定距離離れた位置に第2のマーカー
を固定し、第1および第2のマーカーをステップモータ
の回転軸に連動して回転させ、第1および第2のマーカ
ーの回転範囲を含む領域を撮像して画像処理することに
より、第1および第2のマーカーの座標を求め、第1お
よび第2のマーカーの座標から第1および第2のマーカ
ーの回転による円軌跡の歪み量を検出するとともに、ス
テップモータの回転軸の所定ステップ毎の第1および第
2のマーカーの座標を各々求め、求めた第1および第2
のマーカーの座標を円軌跡の歪み量に基づいて補正し、
補正後の第1および第2のマーカーの座標に基づく三角
関数演算によりステップモータの所定ステップ毎の回転
角度を求めることを特徴とする。
軸に連動して第1および第2のマーカーを回転させ、第
1および第2のマーカーを撮像して画像処理することに
より第1および第2のマーカーの座標を求め、この第1
および第2のマーカーの座標を円軌跡の歪み量に基づい
て補正し、補正後の第1および第2のマーカーの座標か
ら三角関数演算によってステップモータの所定ステップ
毎の回転角度を求めるので、測定対象のステップモータ
の回転軸を回転検出手段と非接触でステップモータの所
定ステップ毎の回転角度を測定することができ、また測
定の際にステップモータの位置決めを高精度に行わなく
ても回転角度を精度良く測定することができて、回転角
度測定の自動化が容易であり、しかも小トルクの小形の
ステップモータでも回転角度を測定することが可能であ
る。
は、請求項1記載のモータ回転角度測定方法において、
第1および第2のマーカーの回転範囲が360度であ
る。この方法によれば、ステップモータの360度回転
範囲で所定ステップ毎の回転角度を測定することができ
る。請求項3記載のモータ回転角度測定方法は、請求項
2記載のモータ回転角度測定方法において、第1および
第2のマーカーの回転による円軌跡の歪み量の検出は、
第1および第2のマーカーの360度の回転範囲を直角
座標平面に対応させたときに、第1および第2のマーカ
ーが正側水平軸上,負側水平軸上,正側垂直軸上および
負側垂直軸上にそれぞれ位置するときの第1および第2
のマーカーの間隔をそれぞれ測定し、第1および第2の
マーカーが正側水平軸上に位置するときの第1および第
2のマーカーの間隔と第1および第2のマーカーが正側
垂直軸上に位置するときの第1および第2のマーカーの
間隔との比を求め、第1および第2のマーカーが負側水
平軸上に位置するときの第1および第2のマーカーの間
隔と第1および第2のマーカーが正側垂直軸上に位置す
るときの第1および第2のマーカーの間隔との比を求
め、第1および第2のマーカーが負側水平軸上に位置す
るときの第1および第2のマーカーの間隔と第1および
第2のマーカーが負側垂直軸上に位置するときの第1お
よび第2のマーカーの間隔との比を求め、第1および第
2のマーカーが正側水平軸上に位置するときの第1およ
び第2のマーカーの間隔と第1および第2のマーカーが
負側垂直軸上に位置するときの第1および第2のマーカ
ーの間隔との比を求めることにより行い、第1および第
2のマーカーの座標の円軌跡の歪み量に基づく補正は、
第1および第2のマーカーが正側水平軸上に位置すると
きの第1および第2のマーカーの間隔と第1および第2
のマーカーが正側垂直軸上に位置するときの第1および
第2のマーカーの間隔との比をもとに直角座標平面の正
側水平軸から正側垂直軸までの角度範囲における第1お
よび第2のマーカーの水平座標および垂直座標の何れか
一方を補正し、第1および第2のマーカーが負側水平軸
上に位置するときの第1および第2のマーカーの間隔と
第1および第2のマーカーが正側垂直軸上に位置すると
きの第1および第2のマーカーの間隔との比をもとに直
角座標平面の正側垂直軸から負側水平軸までの角度範囲
における第1および第2のマーカーの水平座標および垂
直座標の何れか一方を補正し、第1および第2のマーカ
ーが負側水平軸上に位置するときの第1および第2のマ
ーカーの間隔と第1および第2のマーカーが負側垂直軸
上に位置するときの第1および第2のマーカーの間隔と
の比をもとに直角座標平面の負側水平軸から負側垂直軸
までの角度範囲における第1および第2のマーカーの水
平座標および垂直座標の何れか一方を補正し、第1およ
び第2のマーカーが正側水平軸上に位置するときの第1
および第2のマーカーの間隔と第1および第2のマーカ
ーが負側垂直軸上に位置するときの第1および第2のマ
ーカーの間隔との比をもとに直角座標平面の負側垂直軸
から正側水平軸までの角度範囲における第1および第2
のマーカーの水平座標および垂直座標の何れか一方を補
正することにより行うことを特徴とする。
く第1および第2のマーカーの座標の補正を、水平軸上
および垂直軸上の第1および第2のマーカーの間隔の比
に基づいて第1および第2のマーカーの水平座標および
垂直座標の何れか一方を補正することにより行うので、
円軌跡の歪み量に基づく第1および第2のマーカーの座
標の補正を簡単な演算で行うことができる。
は、請求項1,2または3記載のモータ回転角度測定方
法において、第1および第2のマーカーの座標に基づく
三角関数演算により求めたステップモータの回転角度と
ステップモータの理論回転角度とからステップモータの
静止角度誤差およびステップ角度誤差を求めることを特
徴とする。
角度誤差およびステップ角度誤差を求めることができる
ので、ステップモータの性能の評価を行うことができ
る。請求項5記載のモータ回転角度測定方法は、請求項
1記載のモータ回転角度測定方法において、第1および
第2のマーカーの回転範囲が90度である。この方法に
よれば、ステップモータの90度回転域で所定ステップ
毎の回転角度を測定することができる。この際、撮像領
域は360度回転範囲の測定の場合に比べて1/4であ
るので、回転範囲を拡大して撮像することができ、回転
角度の測定範囲は狭くなるが、分解能を高めることがで
きる。
は、請求項5記載のモータ回転角度測定方法において、
第1および第2のマーカーの回転による円軌跡の歪み量
の検出は、第1および第2のマーカーの90度の回転範
囲を直角座標平面の正側水平軸および正側垂直軸間の角
度範囲に対応させたときに、第1および第2のマーカー
が正側水平軸上および正側垂直軸上にそれぞれ位置する
ときの第1および第2のマーカーの間隔をそれぞれ測定
し、第1および第2のマーカーが正側水平軸上に位置す
るときの第1および第2のマーカーの間隔と第1および
第2のマーカーが正側垂直軸上に位置するときの第1お
よび第2のマーカーの間隔との比を求めることにより行
い、第1および第2のマーカーの座標の円軌跡の歪み量
に基づく補正は、第1および第2のマーカーが正側水平
軸上に位置するときの第1および第2のマーカーの間隔
と第1および第2のマーカーが正側垂直軸上に位置する
ときの第1および第2のマーカーの間隔との比をもとに
直角座標平面の正側水平軸から正側垂直軸までの角度範
囲における第1および第2のマーカーの水平座標および
垂直座標の何れか一方を補正することにより行うことを
特徴とする。
く第1および第2のマーカーの座標の補正を、水平軸上
および垂直軸上の第1および第2のマーカーの間隔の比
に基づいて第1および第2のマーカーの水平座標および
垂直座標の何れか一方を補正することにより行うので、
円軌跡の歪み量に基づく第1および第2のマーカーの座
標の補正を簡単な演算で行うことができる。
は、請求項5または6記載のモータ回転角度測定方法に
おいて、第1および第2のマーカーの座標に基づく三角
関数演算により求めたステップモータの回転角度とステ
ップモータの理論回転角度とからステップモータの静止
角度誤差およびステップ角度誤差を求めることを特徴と
する。
角度誤差およびステップ角度誤差を求めることができる
ので、ステップモータの性能の評価を行うことができ
る。請求項8記載のモータ回転角度測定装置は、測定対
象のステップモータの回転軸に固定され、ステップモー
タの回転軸の近傍に第1のマーカーを配置するとともに
ステップモータの回転軸から所定距離離れた位置に第2
のマーカーを配置したマーカー付着部材と、第1および
第2のマーカーの回転範囲を含む領域を撮像するカメラ
と、カメラから出力される映像信号を画像処理して、第
1および第2のマーカーの座標を各々求める画像処理手
段と、画像処理手段から出力される第1および第2のマ
ーカーの座標から第1および第2のマーカーの回転によ
る円軌跡の歪み量を検出し、画像処理手段から出力され
るステップモータの回転軸の所定ステップ毎の第1およ
び第2のマーカーの座標を円軌跡の歪み量に基づいて補
正し、補正後の第1および第2のマーカーの座標に基づ
く三角関数演算によりステップモータの所定ステップ毎
の回転角度を求める演算手段とを備えている。
軸に連動して第1および第2のマーカーを回転させ、第
1および第2のマーカーを撮像して画像処理することに
より第1および第2のマーカーの座標を求め、この第1
および第2のマーカーの座標を円軌跡の歪み量に基づい
て補正し、補正後の第1および第2のマーカーの座標か
ら三角関数演算によってステップモータの所定ステップ
毎の回転角度を求めるので、測定対象のステップモータ
の回転軸を回転検出手段と非接触でステップモータの所
定ステップ毎の回転角度を測定することができ、また測
定の際にステップモータの位置決めを高精度に行わなく
ても回転角度を精度良く測定することができて、回転角
度測定の自動化が容易であり、しかも小トルクの小形の
ステップモータでも回転角度を測定することが可能であ
る。
は、請求項8記載のモータ回転角度測定装置において、
第1および第2のマーカーの回転範囲が360度であ
る。この構成によれば、ステップモータの360度回転
範囲で所定ステップ毎の回転角度を測定することができ
る。請求項10記載のモータ回転角度測定装置は、請求
項9記載のモータ回転角度測定装置において、演算手段
は、第1および第2のマーカーの360度の回転範囲を
直角座標平面に対応させたときに、画像処理手段から出
力される第1および第2のマーカーが正側水平軸上,負
側水平軸上,正側垂直軸上および負側垂直軸上にそれぞ
れ位置するときの第1および第2のマーカーの座標に基
づいて、第1および第2のマーカーが正側水平軸上,負
側水平軸上,正側垂直軸上および負側垂直軸上にそれぞ
れ位置するときの第1および第2のマーカーの間隔をそ
れぞれ測定する機能と、第1および第2のマーカーが正
側水平軸上に位置するときの第1および第2のマーカー
の間隔と第1および第2のマーカーが正側垂直軸上に位
置するときの第1および第2のマーカーの間隔との比を
求める機能と、第1および第2のマーカーが負側水平軸
上に位置するときの第1および第2のマーカーの間隔と
第1および第2のマーカーが正側垂直軸上に位置すると
きの第1および第2のマーカーの間隔との比を求める機
能と、第1および第2のマーカーが負側水平軸上に位置
するときの第1および第2のマーカーの間隔と第1およ
び第2のマーカーが負側垂直軸上に位置するときの第1
および第2のマーカーの間隔との比を求める機能と、第
1および第2のマーカーが正側水平軸上に位置するとき
の第1および第2のマーカーの間隔と第1および第2の
マーカーが負側垂直軸上に位置するときの第1および第
2のマーカーの間隔との比を求める機能とにより、第1
および第2のマーカーの回転による円軌跡の歪み量を検
出し、第1および第2のマーカーが正側水平軸上に位置
するときの第1および第2のマーカーの間隔と第1およ
び第2のマーカーが正側垂直軸上に位置するときの第1
および第2のマーカーの間隔との比をもとに直角座標平
面の正側水平軸から正側垂直軸までの角度範囲における
第1および第2のマーカーの水平座標および垂直座標の
何れか一方を補正する機能と、第1および第2のマーカ
ーが負側水平軸上に位置するときの第1および第2のマ
ーカーの間隔と第1および第2のマーカーが正側垂直軸
上に位置するときの第1および第2のマーカーの間隔と
の比をもとに直角座標平面の正側垂直軸から負側水平軸
までの角度範囲における第1および第2のマーカーの水
平座標および垂直座標の何れか一方を補正する機能と、
第1および第2のマーカーが負側水平軸上に位置すると
きの第1および第2のマーカーの間隔と第1および第2
のマーカーが負側垂直軸上に位置するときの第1および
第2のマーカーの間隔との比をもとに直角座標平面の負
側水平軸から負側垂直軸までの角度範囲における第1お
よび第2のマーカーの水平座標および垂直座標の何れか
一方を補正する機能と、第1および第2のマーカーが正
側水平軸上に位置するときの第1および第2のマーカー
の間隔と第1および第2のマーカーが負側垂直軸上に位
置するときの第1および第2のマーカーの間隔との比を
もとに直角座標平面の負側垂直軸から正側水平軸までの
角度範囲における第1および第2のマーカーの水平座標
および垂直座標の何れか一方を補正する機能とにより、
第1および第2のマーカーの座標を円軌跡の歪み量に基
づいて補正するようにしたことを特徴とする。
く第1および第2のマーカーの座標の補正を、水平軸上
および垂直軸上の第1および第2のマーカーの間隔の比
に基づいて第1および第2のマーカーの水平座標および
垂直座標の何れか一方を補正することにより行うので、
円軌跡の歪み量に基づく第1および第2のマーカーの座
標の補正を簡単な演算で行うことができる。
は、請求項8,9または10記載のモータ回転角度測定
装置において、第1および第2のマーカーの座標に基づ
く三角関数演算により求めたステップモータの回転角度
とステップモータの理論回転角度とからステップモータ
の静止角度誤差およびステップ角度誤差を求める機能を
さらに有する。
角度誤差およびステップ角度誤差を求めることができる
ので、ステップモータの性能の評価を行うことができ
る。請求項12記載のモータ回転角度測定装置は、請求
項8記載のモータ回転角度測定装置において、第1およ
び第2のマーカーの回転範囲が90度である。この構成
によれば、ステップモータの90度回転域で所定ステッ
プ毎の回転角度を測定することができる。この際、撮像
領域は360度回転範囲の測定の場合に比べて1/4で
あるので、回転範囲を拡大して撮像することができ、回
転角度の測定範囲は狭くなるが、分解能を高めることが
できる。
は、請求項12記載のモータ回転角度測定装置におい
て、演算手段は、第1および第2のマーカーの90度の
回転範囲を直角座標平面の正側水平軸および正側垂直軸
間の角度範囲に対応させたときに、画像処理手段から出
力される第1および第2のマーカーが正側水平軸上およ
び正側垂直軸上にそれぞれ位置するときの第1および第
2のマーカーの座標に基づいて、第1および第2のマー
カーが正側水平軸上および正側垂直軸上にそれぞれ位置
するときの第1および第2のマーカーの間隔をそれぞれ
測定する機能と、第1および第2のマーカーが正側水平
軸上に位置するときの第1および第2のマーカーの間隔
と第1および第2のマーカーが正側垂直軸上に位置する
ときの第1および第2のマーカーの間隔との比を求める
機能とにより、第1および第2のマーカーの回転による
円軌跡の歪み量を検出し、第1および第2のマーカーが
正側水平軸上に位置するときの第1および第2のマーカ
ーの間隔と第1および第2のマーカーが正側垂直軸上に
位置するときの第1および第2のマーカーの間隔との比
をもとに直角座標平面の正側水平軸から正側垂直軸まで
の角度範囲における第1および第2のマーカーの水平座
標および垂直座標の何れか一方を補正する機能により、
第1および第2のマーカーの座標を円軌跡の歪み量に基
づいて補正するようにしたことを特徴とするようにした
ことを特徴とする。
く第1および第2のマーカーの座標の補正を、水平軸上
および垂直軸上の第1および第2のマーカーの間隔の比
に基づいて第1および第2のマーカーの水平座標および
垂直座標の何れか一方を補正することにより行うので、
円軌跡の歪み量に基づく第1および第2のマーカーの座
標の補正を簡単な演算で行うことができる。
は、請求項12または13記載のモータ回転角度測定装
置において、第1および第2のマーカーの座標に基づく
三角関数演算により求めたステップモータの回転角度と
ステップモータの理論回転角度とからステップモータの
静止角度誤差およびステップ角度誤差を求める機能をさ
らに有する。
角度誤差およびステップ角度誤差を求めることができる
ので、ステップモータの性能の評価を行うことができ
る。
面を参照しながら説明する。図1にこの発明の実施の形
態におけるモータ回転角度測定装置のブロック図を示
す。図1において、1は測定対象のステップモータであ
る。2はステップモータ1の回転軸1aに固定され、ス
テップモータ1の回転軸1aの近傍に第1のマーカー3
を配置するとともにステップモータ1の回転軸1aから
所定距離離れた位置に第2のマーカー4を配置した例え
ば針状体からなるマーカー付着部材である。5は第1お
よび第2のマーカー3,4の回転範囲(360度または
90度(例えば正側水平軸から正側垂直軸までの範囲で
あるが、どの90度範囲でもよい))を含む矩形領域を
撮像するCCDカメラである。6は第1および第2のマ
ーカー3,4の回転範囲を照明するリングライトガイド
(ファイバ照明)である。7はCCDカメラ5から出力
される映像(ビデオ)信号を画像処理して、第1および
第2のマーカー3,4の座標を各々求める画像処理装置
(画像処理手段に対応する)である。8は画像処理装置
7から出力される第1および第2のマーカー3,4の座
標から第1および第2のマーカー3,4の回転による円
軌跡の歪み量を検出し、画像処理装置7から出力される
ステップモータ1の回転軸1aの所定ステップ、例えば
1ステップ毎の第1および第2のマーカー3,4の座標
を円軌跡の歪み量に基づいて補正し、補正後の第1およ
び第2のマーカー3,4の座標に基づく三角関数演算
(逆正接演算)によりステップモータ1の所定ステップ
毎の回転角度を求める演算手段としての計測処理用パソ
コンである。
モータ1の回転制御機能も備えており、計測処理用パソ
コン8からの指令によってステップモータ1を動作させ
て、第1および第2のマーカー3,4の円軌跡の歪み量
を検出したり、さらにその補正用データを作成したり、
ステップモータ1の回転角度を所定ステップ毎に計測し
たり、ステップモータ1の静止回転角度やステップ角度
の理論値と測定値とを比較することにより静止角度誤差
やステップ角度誤差の演算を行う等の機能を有する。
電される駆動回路10により行われ、駆動回路10へ計
測処理用パソコン8から制御指令(パルス)が与えられ
ることにより、ステップモータ1が1ステップずつ回転
することになる。なお、11は画像処理装置7と計測処
理用パソコン8とを接続するGPIBボード、12は計
測処理用パソコン8と駆動回路10とを接続するパラレ
ルインターフェースボードである。なお、マーカー付着
部材2は針状体であったが、中央に第1のマーカーを設
け、周縁に第2のマーカーを設け円板であってもよい。
系の構造の概略図を示す。図2において、12はベー
ス、13は光学ベンチ、14は光学ベンチ13に0度〜
90度の範囲(矢印の方向)で回転可能な可動台であ
る。15,16は光学ベンチ13に取り付けられて光学
ベンチ13に対してX軸方向に可動のベンチキャリア、
17は可動台14に取り付けられて可動台14(図示の
角度で)に対してX軸方向に可動のベンチキャリアであ
る。18,19はベンチキャリア15,16にそれぞれ
取り付けられてベンチキャリア15,16に対してZ軸
方向に可動のラックピニオンスタンドであり、各々CC
Dカメラ5とリングライトガイド6とを固定している。
20はベンチキャリア17に取り付けられてベンチキャ
リア17に対してYZ軸に可動のベンチキャリア、21
はベンチキャリア20に固定されたモータ用ベンチであ
り、測定対象のステップモータ1が固定されている。
ー3,4を撮影したときのCCDカメラ5の画面イメー
ジを示す。図3は標準モード(360度)の場合で、図
4はハーフモード(90度)の場合を示している。な
お、図1では、第1のマーカー3は記号M1 で示し、第
2のマーカー4は記号M2 で示している。θは回転角度
である。以上のような構成を有するモータ回転角度測定
装置は、以下のようにしてステップモータ1の回転角度
を検出することになる。すなわち、測定対象のステップ
モータ1の回転軸1aの近傍に第1のマーカー3を固定
するとともにステップモータ1の回転軸1aから所定距
離離れた位置に第2のマーカー4を固定し、第1および
第2のマーカー3,4をステップモータ1の回転軸1a
に連動して回転させる。この状態で、第1および第2の
マーカー3,4の回転範囲を含む領域を撮像して画像処
理することにより、第1および第2のマーカー3,4の
座標を求め、第1および第2のマーカー3,4の座標か
ら第1および第2のマーカー3,4の回転による円軌跡
の歪み量を検出するとともに、ステップモータ1の回転
軸1aの所定ステップ毎の第1および第2のマーカー
3,4の座標を各々求め、求めた第1および第2のマー
カー3,4の座標を円軌跡の歪み量に基づいて補正し、
補正後の第1および第2のマーカー3,4の座標に基づ
く三角関数演算(アークタンジェント演算)によりステ
ップモータ1の所定ステップ毎の回転角度を求めること
になる。さらに、得られた回転角度を基に、ステップモ
ータ1の静止回転角度やステップ角度の理論値と測定値
とを比較することにより静止角度誤差やステップ角度誤
差の演算を行う。
プモータ1の回転軸1aに連動して第1および第2のマ
ーカー3,4を回転させ、第1および第2のマーカー
3,4を撮像して画像処理することにより第1および第
2のマーカー3,4の座標を求め、この第1および第2
のマーカー3,4の座標を円軌跡の歪み量に基づいて補
正し、補正後の第1および第2のマーカー3,4の座標
から三角関数演算によってステップモータ1の所定ステ
ップ毎の回転角度を求めるので、測定対象のステップモ
ータ1に回転軸を回転検出手段と非接触でステップモー
タ1の所定ステップ毎の回転角度を測定することがで
き、また測定の際にステップモータ1等の位置決めを高
精度に行わなくても回転角度を精度良く測定することが
できて、回転角度測定の自動化が容易であり、しかも小
トルクの小形のステップモータ1でも回転角度を測定す
ることが可能である。さらに、静止角度誤差やステップ
角度誤差からステップモータ1の評価を行うことが可能
となる。
の回転軸1aがCCDカメラ5に対して傾斜しているこ
とによる、撮影映像における第1および第2のマーカー
3,4の円軌道の歪み量(真円から例えば楕円への変
化)を検出し、この円軌道の歪みによる第1および第2
のマーカー3,4の座標の誤差を補正して、回転角度を
計算しているが、これは、ステップモータ1あるいは第
1および第2のマーカー3,4の取り付け精度が低いこ
とに起因する測定誤差を排除し、測定の際にステップモ
ータ1等の位置決めを高精度に行わなくても回転角度を
精度良く測定するためである。以下、この円軌道の歪み
量の検出方法および歪み量に基づく第1および第2のマ
ーカー3,4の座標の補正方法とそれらの手段について
説明する。
円軌道の歪み量の検出は、例えば以下のような手順で行
われる。つまり、第1および第2のマーカー3,4の3
60度の回転範囲を直角座標平面に対応させたときに、
第1および第2のマーカー3,4が正側水平軸上,負側
水平軸上,正側垂直軸上および負側垂直軸上にそれぞれ
位置するときの第1および第2のマーカー3,4の間隔
をそれぞれ測定し、第1および第2のマーカー3,4が
正側水平軸上に位置するときの第1および第2のマーカ
ー3,4の間隔と第1および第2のマーカー3,4が正
側垂直軸上に位置するときの第1および第2のマーカー
3,4の間隔との比を求め、第1および第2のマーカー
3,4が負側水平軸上に位置するときの第1および第2
のマーカー3,4の間隔と第1および第2のマーカー
3,4が正側垂直軸上に位置するときの第1および第2
のマーカー3,4の間隔との比を求め、第1および第2
のマーカー3,4が負側水平軸上に位置するときの第1
および第2のマーカー3,4の間隔と第1および第2の
マーカー3,4が負側垂直軸上に位置するときの第1お
よび第2のマーカー3,4の間隔との比を求め、第1お
よび第2のマーカー3,4が正側水平軸上に位置すると
きの第1および第2のマーカー3,4の間隔と第1およ
び第2のマーカー3,4が負側垂直軸上に位置するとき
の第1および第2のマーカー3,4の間隔との比を求め
ることにより行う。
の座標の円軌跡の歪み量に基づく補正は、例えば以下の
ようにして行われる。つまり、第1および第2のマーカ
ー3,4が正側水平軸上に位置するときの第1および第
2のマーカー3,4の間隔と第1および第2のマーカー
3,4が正側垂直軸上に位置するときの第1および第2
のマーカー3,4の間隔との比をもとに直角座標平面の
正側水平軸から正側垂直軸までの角度範囲における第1
および第2のマーカー3,4の水平座標および垂直座標
の何れか一方を補正し、第1および第2のマーカー3,
4が負側水平軸上に位置するときの第1および第2のマ
ーカー3,4の間隔と第1および第2のマーカー3,4
が正側垂直軸上に位置するときの第1および第2のマー
カー3,4の間隔との比をもとに直角座標平面の正側垂
直軸から負側水平軸までの角度範囲における第1および
第2のマーカー3,4の水平座標および垂直座標の何れ
か一方を補正し、第1および第2のマーカー3,4が負
側水平軸上に位置するときの第1および第2のマーカー
3,4の間隔と第1および第2のマーカー3,4が負側
垂直軸上に位置するときの第1および第2のマーカー
3,4の間隔との比をもとに直角座標平面の負側水平軸
から負側垂直軸までの角度範囲における第1および第2
のマーカー3,4の水平座標および垂直座標の何れか一
方を補正し、第1および第2のマーカー3,4が正側水
平軸上に位置するときの第1および第2のマーカー3,
4の間隔と第1および第2のマーカー3,4が負側垂直
軸上に位置するときの第1および第2のマーカー3,4
の間隔との比をもとに直角座標平面の負側垂直軸から正
側水平軸までの角度範囲における第1および第2のマー
カー3,4の水平座標および垂直座標の何れか一方を補
正することにより行う。
転範囲が360度である場合について説明したが、例え
ば回転範囲が正側水平軸から正側垂直軸までの90度の
場合には、第1および第2のマーカー3,4の間隔との
比としては、第1および第2のマーカー3,4が正側水
平軸上に位置するときの第1および第2のマーカー3,
4の間隔と第1および第2のマーカー3,4が正側垂直
軸上に位置するときの比を求めるだけでよく、座標の補
正についても、第1および第2のマーカー3,4が正側
水平軸上に位置するときの第1および第2のマーカー
3,4の間隔と第1および第2のマーカー3,4が正側
垂直軸上に位置するときの第1および第2のマーカー
3,4の間隔との比をもとに直角座標平面の正側水平軸
から正側垂直軸までの角度範囲における第1および第2
のマーカー3,4の水平座標および垂直座標の何れか一
方を補正するだけでよい。以上のような円軌跡の歪み量
の検出および座標の補正は、計測処理用パソコン8のソ
フトウエアによって実現される。このソフトウエアにつ
いては後述する。
く第1および第2のマーカー3,4の座標の補正を、水
平軸上および垂直軸上の第1および第2のマーカー3,
4の間隔の比に基づいて第1および第2のマーカー3,
4の水平座標および垂直座標の何れか一方を補正するこ
とにより行うので、円軌跡の歪み量に基づく第1および
第2のマーカー3,4の座標の補正を簡単な演算で行う
ことができる。
軌跡の歪み量の検出および座標の補正について詳細に説
明する。このモータ回転角度測定装置において、第1お
よび第2のマーカー3,4の座標からステップモータ1
の回転角度を誤差なく検出するには、いくつかの補正を
行うことが必要である。第1に、カメラパラメータによ
る補正があるが、この補正については一般的なCCDカ
メラによる画像処理におけるカメラパラメータによる補
正と同じであるので、説明は省略する。第2に、撮影対
象物の実際の寸法の縦横寸法比とCCDカメラ5の撮像
した画像の縦横寸法比とを合わせるための補正である。
この補正は、例えばCCDカメラ5に対して正確に位置
決め例えば一定長さの線分の長さを、例えば線分を2
2.5度間隔で回転させてそれぞれ測定し、各角度にお
ける線分の画像上の検出長さと実際の長さの比をもとに
座標の補正を行うことであり、そのために、上記の各角
度における比の値に基づいて補間を行って校正テーブル
を作成し、座標の測定データを角度に換算した後校正テ
ーブルを用いて補正する。以上のような補正によって、
CCDカメラ5自体の特性による第1および第2のマー
カー3,4の円軌道の歪みの発生が回避されることにな
る。
角度測定装置における円軌跡の歪み量の検出および座標
の補正を行った上で、各回転角度の測定を行う。以下、
この点について詳しく説明する。図5にCCDカメラ5
で撮影する矩形領域(第1および第2のマーカーM1 ,
M2 を両端に有する針Pを含む)を概略的に示している
が、この図5において、画像処理装置7で読み出した中
心側の第1のマーカーM1 の座標を(x1 ,y1)と
し、円周側の第2のマーカーM2 の座標を(x2 ,
y2 )と定義する。
形領域(座標軸を含む)を示しているが、この図6にお
いて、直角座標面上の各エリアを以下のように定める。 エリア0:0°〜90° エリア1:90°〜180° エリア3:180°〜270° エリア4:270°〜0° つぎに、針Pの長さを測定する手順について図7を参照
しながら説明する。
により、針Pを基準位置である0°の位置)へ移動させ
る。そして、0°の位置でのマーカーM1 ,M2 の座標
(x 1 ,y1 ),(x2 ,y2 )を画像処理装置7より
計測処理用パソコン8に入力する。そして、座標
(x1 ,y1 ),(x2 ,y2 )の値から、次式にに従
って角度θの計算を行い、計算結果が0°に対して±5
°以内(±1〜5°の範囲)にあることを確認し、もし
なければ針Pの位置を再度調整する。
にあることを確認した後、マーカーM1 ,M2 間の距離
len0を次式に従って計算する。 len0=√{(x2 −x1 )2 +(y2 −y1 )2 } つぎに、計算結果である距離len0をテーブルに登録す
る。つまり、メモリにセットする。
°,180°,270°の位置のそれぞれ移動させてマ
ーカーM1 ,M2 間の距離len1,len2,len3を計算して
テーブルに登録する。つぎに、ステップモータ1の1ス
テップ毎の回転角度を測定する手順について図を参照し
ながら説明する。
のときの針PのマーカーM1 ,M2の座標を入力する。
このときの座標(x1 ,y1 ),(x2 ,y2 )をとす
る。このときの座標が図6のエリア0〜3のどれに属す
るかを以下のような条件により判断する。 エリア0:x2 −x1 >0 & y2 −y1 >0 エリア1:x2 −x1 <0 & y2 −y1 >0 エリア2:x2 −x1 <0 & y2 −y1 <0 エリア3:x2 −x1 >0 & y2 −y1 <0 つぎに、各エリア0〜3に対応した補正比率ratio を距
離len0〜len3のデータに基づいて、以下の数式によって
計算する。
に含めておき、エリア0〜エリア3の補正比率ratio を
テーブルに格納しておいてもよい。
座標について、補正比率ratio に従って以下の数式に従
って補正する。なお、x2 座標を補正する場合には、当
然補正比率が上記の逆数になる。また、座標(x1 ,y
1 )については、ほとんど(0,0)であるので、補正
の必要はない。 y2 ′=y2 +(ratio −1)×(y2 −y1 ) そして、このy2 ′を補正後の座標データとする。
2 ′)とから、次式に従って回転角度、つまり水平軸に
対してなす角度を計算する。 θ= tan-1{(y2 ′−y1 )/(x2 −x1 )} つぎに、角度精度を計算する。具体的には、測定角度デ
ータθと理論角度との誤差(静止角度誤差、ステップ角
度誤差等)を求める。
を1ステップずつ全周(360度)にわたって行う。な
お、測定は、ステップモータ1を正回転させたときに行
うだけでなく、正逆の両回転方向について測定を行うこ
ともある。図9および図10は1回転について100ス
テップを有するステップモータについてのステップ角度
の測定結果を示すもので、図9は補正を行わないときの
測定結果であり、図10は補正を行ったときの測定結果
を示す。これらの図では、横軸にステップをとり、縦軸
にステップ角度の誤差をとっている。図9で、マーカー
の円軌跡の歪みによる正弦波状の大きなうねりが現れて
いて、ステップ角度誤差がうねりに埋もれているが、図
10では、図9のようなうねりが解消されており、補正
による効果が確認できた。
によれば、ステップモータの回転軸に連動して第1およ
び第2のマーカーを回転させ、第1および第2のマーカ
ーを撮像して画像処理することにより第1および第2の
マーカーの座標を求め、この第1および第2のマーカー
の座標を円軌跡の歪み量に基づいて補正し、補正後の第
1および第2のマーカーの座標から三角関数演算によっ
てステップモータの所定ステップ毎の回転角度を求める
ので、測定対象のステップモータの回転軸を回転検出手
段と非接触でステップモータの所定ステップ毎の回転角
度を測定することができ、また測定の際にステップモー
タの位置決めを高精度に行わなくても回転角度を精度良
く測定することができて、回転角度測定の自動化が容易
であり、しかも小トルクの小形のステップモータでも回
転角度を測定することが可能である。
よれば、ステップモータの360度回転範囲で所定ステ
ップ毎の回転角度を測定することができる。請求項3記
載のモータ回転角度測定方法によれば、円軌跡の歪み量
に基づく第1および第2のマーカーの座標の補正を、水
平軸上および垂直軸上の第1および第2のマーカーの間
隔の比に基づいて第1および第2のマーカーの水平座標
および垂直座標の何れか一方を補正することにより行う
ので、円軌跡の歪み量に基づく第1および第2のマーカ
ーの座標の補正を簡単な演算で行うことができる。
よれば、ステップモータの静止角度誤差およびステップ
角度誤差を求めることができるので、ステップモータの
性能の評価を行うことができる。請求項5記載のモータ
回転角度測定方法によれば、ステップモータの90度回
転域で所定ステップ毎の回転角度を測定することがで
き、この際、撮像領域は360度回転範囲の測定の場合
に比べて1/4であるので、回転範囲を拡大して撮像す
ることができ、回転角度の測定範囲は狭くなるが、分解
能を高めることができる。
よれば、円軌跡の歪み量に基づく第1および第2のマー
カーの座標の補正を、水平軸上および垂直軸上の第1お
よび第2のマーカーの間隔の比に基づいて第1および第
2のマーカーの水平座標および垂直座標の何れか一方を
補正することにより行うので、円軌跡の歪み量に基づく
第1および第2のマーカーの座標の補正を簡単な演算で
行うことができる。
よれば、ステップモータの静止角度誤差およびステップ
角度誤差を求めることができるので、ステップモータの
性能の評価を行うことができる。請求項8記載のモータ
回転角度測定装置によれば、ステップモータの回転軸に
連動して第1および第2のマーカーを回転させ、第1お
よび第2のマーカーを撮像して画像処理することにより
第1および第2のマーカーの座標を求め、この第1およ
び第2のマーカーの座標を円軌跡の歪み量に基づいて補
正し、補正後の第1および第2のマーカーの座標から三
角関数演算によってステップモータの所定ステップ毎の
回転角度を求めるので、測定対象のステップモータの回
転軸を回転検出手段と非接触でステップモータの所定ス
テップ毎の回転角度を測定することができ、また測定の
際にステップモータの位置決めを高精度に行わなくても
回転角度を精度良く測定することができて、回転角度測
定の自動化が容易であり、しかも小トルクの小形のステ
ップモータでも回転角度を測定することが可能である。
よれば、ステップモータの360度回転範囲で所定ステ
ップ毎の回転角度を測定することができる。請求項10
記載のモータ回転角度測定装置によれば、円軌跡の歪み
量に基づく第1および第2のマーカーの座標の補正を、
水平軸上および垂直軸上の第1および第2のマーカーの
間隔の比に基づいて第1および第2のマーカーの水平座
標および垂直座標の何れか一方を補正することにより行
うので、円軌跡の歪み量に基づく第1および第2のマー
カーの座標の補正を簡単な演算で行うことができる。
によれば、ステップモータの静止角度誤差およびステッ
プ角度誤差を求めることができるので、ステップモータ
の性能の評価を行うことができる。請求項12記載のモ
ータ回転角度測定装置によれば、ステップモータの90
度回転域で所定ステップ毎の回転角度を測定することが
でき、撮像領域は360度回転範囲の測定の場合に比べ
て1/4であるので、回転範囲を拡大して撮像すること
ができ、回転角度の測定範囲は狭くなるが、分解能を高
めることができる。
によれば、円軌跡の歪み量に基づく第1および第2のマ
ーカーの座標の補正を、水平軸上および垂直軸上の第1
および第2のマーカーの間隔の比に基づいて第1および
第2のマーカーの水平座標および垂直座標の何れか一方
を補正することにより行うので、円軌跡の歪み量に基づ
く第1および第2のマーカーの座標の補正を簡単な演算
で行うことができる。
によれば、ステップモータの静止角度誤差およびステッ
プ角度誤差を求めることができるので、ステップモータ
の性能の評価を行うことができる。
測定装置の構成を示す概略ブロック図である。
略図である。
画面イメージを示す概略図である。
面イメージを示す概略図である。
めの動作を示すフローチャートである。
る。
ある。
である。
概略図である。
Claims (14)
- 【請求項1】 測定対象のステップモータの回転軸の近
傍に第1のマーカーを固定するとともに前記ステップモ
ータの回転軸から所定距離離れた位置に第2のマーカー
を固定し、前記第1および第2のマーカーを前記ステッ
プモータの回転軸に連動して回転させ、前記第1および
第2のマーカーの回転範囲を含む領域を撮像して画像処
理することにより、前記第1および第2のマーカーの座
標を求め、前記第1および第2のマーカーの座標から前
記第1および第2のマーカーの回転による円軌跡の歪み
量を検出するとともに、前記ステップモータの回転軸の
所定ステップ毎の前記第1および第2のマーカーの座標
を各々求め、求めた前記第1および第2のマーカーの座
標を円軌跡の歪み量に基づいて補正し、補正後の前記第
1および第2のマーカーの座標に基づく三角関数演算に
より前記ステップモータの所定ステップ毎の回転角度を
求めることを特徴とするモータ回転角度測定方法。 - 【請求項2】 第1および第2のマーカーの回転範囲が
360度である請求項1記載のモータ回転角度測定方
法。 - 【請求項3】 第1および第2のマーカーの回転による
円軌跡の歪み量の検出は、前記第1および第2のマーカ
ーの360度の回転範囲を直角座標平面に対応させたと
きに、前記第1および第2のマーカーが正側水平軸上,
負側水平軸上,正側垂直軸上および負側垂直軸上にそれ
ぞれ位置するときの前記第1および第2のマーカーの間
隔をそれぞれ測定し、前記第1および第2のマーカーが
正側水平軸上に位置するときの前記第1および第2のマ
ーカーの間隔と前記第1および第2のマーカーが正側垂
直軸上に位置するときの前記第1および第2のマーカー
の間隔との比を求め、前記第1および第2のマーカーが
負側水平軸上に位置するときの前記第1および第2のマ
ーカーの間隔と前記第1および第2のマーカーが正側垂
直軸上に位置するときの前記第1および第2のマーカー
の間隔との比を求め、前記第1および第2のマーカーが
負側水平軸上に位置するときの前記第1および第2のマ
ーカーの間隔と前記第1および第2のマーカーが負側垂
直軸上に位置するときの前記第1および第2のマーカー
の間隔との比を求め、前記第1および第2のマーカーが
正側水平軸上に位置するときの前記第1および第2のマ
ーカーの間隔と前記第1および第2のマーカーが負側垂
直軸上に位置するときの前記第1および第2のマーカー
の間隔との比を求めることにより行い、 前記第1および第2のマーカーの座標の円軌跡の歪み量
に基づく補正は、前記第1および第2のマーカーが正側
水平軸上に位置するときの前記第1および第2のマーカ
ーの間隔と前記第1および第2のマーカーが正側垂直軸
上に位置するときの前記第1および第2のマーカーの間
隔との比をもとに前記直角座標平面の正側水平軸から正
側垂直軸までの角度範囲における第1および第2のマー
カーの水平座標および垂直座標の何れか一方を補正し、
前記第1および第2のマーカーが負側水平軸上に位置す
るときの前記第1および第2のマーカーの間隔と前記第
1および第2のマーカーが正側垂直軸上に位置するとき
の前記第1および第2のマーカーの間隔との比をもとに
前記直角座標平面の正側垂直軸から負側水平軸までの角
度範囲における第1および第2のマーカーの水平座標お
よび垂直座標の何れか一方を補正し、前記第1および第
2のマーカーが負側水平軸上に位置するときの前記第1
および第2のマーカーの間隔と前記第1および第2のマ
ーカーが負側垂直軸上に位置するときの前記第1および
第2のマーカーの間隔との比をもとに前記直角座標平面
の負側水平軸から負側垂直軸までの角度範囲における第
1および第2のマーカーの水平座標および垂直座標の何
れか一方を補正し、前記第1および第2のマーカーが正
側水平軸上に位置するときの前記第1および第2のマー
カーの間隔と前記第1および第2のマーカーが負側垂直
軸上に位置するときの前記第1および第2のマーカーの
間隔との比をもとに前記直角座標平面の負側垂直軸から
正側水平軸までの角度範囲における第1および第2のマ
ーカーの水平座標および垂直座標の何れか一方を補正す
ることにより行うことを特徴とする請求項2記載のモー
タ回転角度測定方法。 - 【請求項4】 第1および第2のマーカーの座標に基づ
く三角関数演算により求めたステップモータの回転角度
と前記ステップモータの理論回転角度とから前記ステッ
プモータの静止角度誤差およびステップ角度誤差を求め
ることを特徴とする請求項1,2または3記載のモータ
回転角度測定方法。 - 【請求項5】 第1および第2のマーカーの回転範囲が
90度である請求項1記載のモータ回転角度測定方法。 - 【請求項6】 第1および第2のマーカーの回転による
円軌跡の歪み量の検出は、前記第1および第2のマーカ
ーの90度の回転範囲を直角座標平面の正側水平軸およ
び正側垂直軸間の角度範囲に対応させたときに、前記第
1および第2のマーカーが正側水平軸上および正側垂直
軸上にそれぞれ位置するときの前記第1および第2のマ
ーカーの間隔をそれぞれ測定し、前記第1および第2の
マーカーが正側水平軸上に位置するときの前記第1およ
び第2のマーカーの間隔と前記第1および第2のマーカ
ーが正側垂直軸上に位置するときの前記第1および第2
のマーカーの間隔との比を求めることにより行い、 前記第1および第2のマーカーの座標の円軌跡の歪み量
に基づく補正は、前記第1および第2のマーカーが正側
水平軸上に位置するときの前記第1および第2のマーカ
ーの間隔と前記第1および第2のマーカーが正側垂直軸
上に位置するときの前記第1および第2のマーカーの間
隔との比をもとに前記直角座標平面の正側水平軸から正
側垂直軸までの角度範囲における第1および第2のマー
カーの水平座標および垂直座標の何れか一方を補正する
ことにより行うことを特徴とする請求項5記載のモータ
回転角度測定方法。 - 【請求項7】 第1および第2のマーカーの座標に基づ
く三角関数演算により求めたステップモータの回転角度
と前記ステップモータの理論回転角度とから前記ステッ
プモータの静止角度誤差およびステップ角度誤差を求め
ることを特徴とする請求項5または6記載のモータ回転
角度測定方法。 - 【請求項8】 測定対象のステップモータの回転軸に固
定され、前記ステップモータの回転軸の近傍に第1のマ
ーカーを配置するとともに前記ステップモータの回転軸
から所定距離離れた位置に第2のマーカーを配置したマ
ーカー付着部材と、 前記第1および第2のマーカーの回転範囲を含む領域を
撮像するカメラと、 前記カメラから出力される映像信号を画像処理して、前
記第1および第2のマーカーの座標を各々求める画像処
理手段と、 前記画像処理手段から出力される前記第1および第2の
マーカーの座標から前記第1および第2のマーカーの回
転による円軌跡の歪み量を検出し、前記画像処理手段か
ら出力される前記ステップモータの回転軸の所定ステッ
プ毎の前記第1および第2のマーカーの座標を前記円軌
跡の歪み量に基づいて補正し、補正後の前記第1および
第2のマーカーの座標に基づく三角関数演算により前記
ステップモータの所定ステップ毎の回転角度を求める演
算手段とを備えたモータ回転角度測定装置。 - 【請求項9】 第1および第2のマーカーの回転範囲が
360度である請求項8記載のモータ回転角度測定装
置。 - 【請求項10】 演算手段は、第1および第2のマーカ
ーの360度の回転範囲を直角座標平面に対応させたと
きに、画像処理手段から出力される前記第1および第2
のマーカーが正側水平軸上,負側水平軸上,正側垂直軸
上および負側垂直軸上にそれぞれ位置するときの前記第
1および第2のマーカーの座標に基づいて、前記第1お
よび第2のマーカーが正側水平軸上,負側水平軸上,正
側垂直軸上および負側垂直軸上にそれぞれ位置するとき
の前記第1および第2のマーカーの間隔をそれぞれ測定
する機能と、前記第1および第2のマーカーが正側水平
軸上に位置するときの前記第1および第2のマーカーの
間隔と前記第1および第2のマーカーが正側垂直軸上に
位置するときの前記第1および第2のマーカーの間隔と
の比を求める機能と、前記第1および第2のマーカーが
負側水平軸上に位置するときの前記第1および第2のマ
ーカーの間隔と前記第1および第2のマーカーが正側垂
直軸上に位置するときの前記第1および第2のマーカー
の間隔との比を求める機能と、前記第1および第2のマ
ーカーが負側水平軸上に位置するときの前記第1および
第2のマーカーの間隔と前記第1および第2のマーカー
が負側垂直軸上に位置するときの前記第1および第2の
マーカーの間隔との比を求める機能と、前記第1および
第2のマーカーが正側水平軸上に位置するときの前記第
1および第2のマーカーの間隔と前記第1および第2の
マーカーが負側垂直軸上に位置するときの前記第1およ
び第2のマーカーの間隔との比を求める機能とにより、
前記第1および第2のマーカーの回転による円軌跡の歪
み量を検出し、 前記第1および第2のマーカーが正側水平軸上に位置す
るときの前記第1および第2のマーカーの間隔と前記第
1および第2のマーカーが正側垂直軸上に位置するとき
の前記第1および第2のマーカーの間隔との比をもとに
前記直角座標平面の正側水平軸から正側垂直軸までの角
度範囲における第1および第2のマーカーの水平座標お
よび垂直座標の何れか一方を補正する機能と、前記第1
および第2のマーカーが負側水平軸上に位置するときの
前記第1および第2のマーカーの間隔と前記第1および
第2のマーカーが正側垂直軸上に位置するときの前記第
1および第2のマーカーの間隔との比をもとに前記直角
座標平面の正側垂直軸から負側水平軸までの角度範囲に
おける第1および第2のマーカーの水平座標および垂直
座標の何れか一方を補正する機能と、前記第1および第
2のマーカーが負側水平軸上に位置するときの前記第1
および第2のマーカーの間隔と前記第1および第2のマ
ーカーが負側垂直軸上に位置するときの前記第1および
第2のマーカーの間隔との比をもとに前記直角座標平面
の負側水平軸から負側垂直軸までの角度範囲における第
1および第2のマーカーの水平座標および垂直座標の何
れか一方を補正する機能と、前記第1および第2のマー
カーが正側水平軸上に位置するときの前記第1および第
2のマーカーの間隔と前記第1および第2のマーカーが
負側垂直軸上に位置するときの前記第1および第2のマ
ーカーの間隔との比をもとに前記直角座標平面の負側垂
直軸から正側水平軸までの角度範囲における第1および
第2のマーカーの水平座標および垂直座標の何れか一方
を補正する機能とにより、前記第1および第2のマーカ
ーの座標を前記円軌跡の歪み量に基づいて補正するよう
にしたことを特徴とする請求項9記載のモータ回転角度
測定装置。 - 【請求項11】 第1および第2のマーカーの座標に基
づく三角関数演算により求めたステップモータの回転角
度と前記ステップモータの理論回転角度とから前記ステ
ップモータの静止角度誤差およびステップ角度誤差を求
める機能をさらに有する請求項8,9または10記載の
モータ回転角度測定装置。 - 【請求項12】 第1および第2のマーカーの回転範囲
が90度である請求項8記載のモータ回転角度測定装
置。 - 【請求項13】 演算手段は、第1および第2のマーカ
ーの90度の回転範囲を直角座標平面の正側水平軸およ
び正側垂直軸間の角度範囲に対応させたときに、画像処
理手段から出力される前記第1および第2のマーカーが
正側水平軸上および正側垂直軸上にそれぞれ位置すると
きの前記第1および第2のマーカーの座標に基づいて、
前記第1および第2のマーカーが正側水平軸上および正
側垂直軸上にそれぞれ位置するときの前記第1および第
2のマーカーの間隔をそれぞれ測定する機能と、前記第
1および第2のマーカーが正側水平軸上に位置するとき
の前記第1および第2のマーカーの間隔と前記第1およ
び第2のマーカーが正側垂直軸上に位置するときの前記
第1および第2のマーカーの間隔との比を求める機能と
により、前記第1および第2のマーカーの回転による円
軌跡の歪み量を検出し、 前記第1および第2のマーカーが正側水平軸上に位置す
るときの前記第1および第2のマーカーの間隔と前記第
1および第2のマーカーが正側垂直軸上に位置するとき
の前記第1および第2のマーカーの間隔との比をもとに
前記直角座標平面の正側水平軸から正側垂直軸までの角
度範囲における第1および第2のマーカーの水平座標お
よび垂直座標の何れか一方を補正する機能により、前記
第1および第2のマーカーの座標を前記円軌跡の歪み量
に基づいて補正するようにしたことを特徴とする請求項
12記載のモータ回転角度測定装置。 - 【請求項14】 第1および第2のマーカーの座標に基
づく三角関数演算により求めたステップモータの回転角
度と前記ステップモータの理論回転角度とから前記ステ
ップモータの静止角度誤差およびステップ角度誤差を求
める機能をさらに有する請求項12または13記載のモ
ータ回転角度測定装置。
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---|---|---|---|
JP23432296A JP3335850B2 (ja) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | モータ回転角度測定方法およびモータ回転角度測定装置 |
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