JPH04361116A - エンコーダ精度測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンコーダ精度測定方
法に関し、特に、二個のエンコーダを同一回転軸を介し
て２π／ｎラジアンずらせて結合させた場合に生じる偏
心に伴う誤差を除去し、絶対誤差の精度を向上させるた
めの新規な改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、用いられていたこの種のエンコー
ダ精度測定方法としては、１個の被測定用のエンコーダ
に対し、複数個のセンサを用いて精度測定を行う方法が
過去に行われているが、最近、発表された方法で、電気
通信大学において一対のエンコーダを同一回転軸で結合
し、各エンコーダの相対角度を２π／ｎラジアンずつ異
ならせて相対誤差を測定し、各相対誤差を合計すること
によって絶対誤差を求める方法が開発されている。

【０００３】すなわち、前述の方法は、図２に示される
ように、第１エンコーダ１と第２エンコーダ２とを同一
回転軸３で結合し（実際には、各エンコーダ１，２の回
転軸をカップリングで一体状に結合している）、各エン
コーダ１，２の相対角度を２π／ｎラジアン（ｎは任意
の分割数）ずつずらせた状態に構成されている。さらに
、各エンコーダ１，２には、０°位置にセンサ４，５が
配設され、角度信号を得るように構成されている。

【０００４】前述の構成において、各エンコーダ１，２
の絶対角度誤差を、第１エンコーダ１の絶対角度誤差・
・・δ１（θ）、第２エンコーダ２の絶対角度誤差・・
・δ２（θ）とする。δφ（θ）を次のように定義する
。 　　　　δφ（θ）＝δ１（θ）−δ２（θ＋φ）　　
　　　　　・・・・・・（１）式これは、第１エンコー
ダ１に対して第２エンコーダ２を相対角度φだけずらせ
た場合の相対誤差である。

【０００５】ここで、エンコーダの１周をｎ分割してφ
とすると、 ここで和をとると、（２）式となる。

【数１】 故に、（３）式となり、

【数２】 Δを（４）式のように定義する。

【数３】 ここで、前記Δが０又は非常に微小である場合には、前
述の（３）式は

【数４】 （５）式となる。

【０００６】次に、前記Δがどのようになるかを調べる
。δ２（θ）は、第２エンコーダ２の誤差であるため、
フーリエ展開することができ、

【数５】 （６）式となる。ここで、θはθ＋２ｍπ／ｎであるた
め、

【数６】 （７）式となり、この（７）式におけるａ０＋ｂ０は基
準点の取り方によるものであり、無視することができる
。

【０００７】従って、前述の（４）式および（７）式よ
り、前記Δは（８）式となり、

【数７】 （８）式におけるｋ＝Ｌｎの項は（９）式となり、

【数
８】 ｋ≠Ｌｎの項は（１０）式となる

【数９】

【０００８】よって、前記Δが

【数１０】 （１１）式となるため、この（１１）式から、Δにはｎ
×整数の次数の項しか含まれていないことが判明し、こ
のことから、ｎを十分大きくする又は適当なｎを選ぶこ
とにより、Δを非常に小さくすることができる。

【０００９】また、前述の（３）式、（１１）式から、
δ１（θ）を

【数１１】 （１２）式、（１３）式として

【数１２】 求めることができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来のエンコーダ精度
測定方法は、以上のように構成されていたため、次のよ
うな課題が存在していた。すなわち、同一回転軸上の各
エンコーダ間の相対角度をずらせて測定するため、この
相対角度を変えた場合に生じる偏心が問題となり、この
偏心によって相対誤差が違ってくることになっていた。

【００１１】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、二個のエンコーダを同一回
転軸を介して結合させた場合の、回転軸の偏心に伴う誤
差を除去し、絶対誤差の精度を向上させるようにしたエ
ンコーダ精度測定方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によるエンコーダ
精度測定方法は、第１エンコーダと第２エンコーダを同
一回転軸にて回転させ、各エンコーダの相対角度を２π
／ｎラジアンずつ異ならせ、相対誤差を測定し、これら
の相対誤差を合計することによって絶対誤差を求めるよ
うにした方法において、前記第２エンコーダの０°と１
８０°位置に設けた一対のセンサからの出力信号を用い
ることにより、前記相対角度をずらせた時に生ずる偏心
による誤差を除去する方法である。

【００１３】

【作用】本発明によるエンコーダ精度測定方法において
は、第２エンコーダの１８０°位置にもセンサを配置し
ているため、偏心は、誤差に１次成分として次式のよう
に表される。 δｍ／ｒ　ｓｉｎ（θ＋φｍ） 但し、δｍは偏心量、ｒは半径、φｍは位相差である。 さらに、第２エンコーダの０°と１８０°の各センサに
より、偏心による誤差が逆に出るため、各センサからの
出力の和をとることにより、偏心による誤差を除去し、
高精度の絶対誤差を得ることができる。

【００１４】

【実施例】以下、図面と共に本発明によるエンコーダ精
度測定方法の好適な実施例について詳細に説明する。な
お、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して
説明する。

【００１５】図１において符号１で示されるものは、第
１エンコーダであり、この第１エンコーダ１と第２エン
コーダ２とは、同一回転軸３で結合し（実際には、各エ
ンコーダ１，２の回転軸をカップリングで一体状に結合
している）、各エンコーダ１，２の相対角度を２π／ｎ
ラジアン（ｎは任意の分割数）ずつずらせた状態に構成
されている。

【００１６】また、前記各エンコーダ１，２には、０°
位置に第１，第２センサ４，５が配設されると共に、第
２エンコーダ２の１８０°位置にも第３センサ６が配設
されている。なお、前述の図１で示すエンコーダはその
概略を示しており、各センサにより回転円板の符号を検
出する周知の構成である。

【００１７】前述の構成において、各エンコーダ１，２
の絶対角度誤差を、第１エンコーダ１の絶対角度誤差・
・・δ１（θ）、第２エンコーダ２の絶対角度誤差・・
・δ２（θ）とする。δφ（θ）を次のように定義する
。 　　　　δφ（θ）＝δ１（θ）−δ２（θ＋φ）　　
　　　　　・・・・・・（１）式これは、第１エンコー
ダ１に対して第２エンコーダ２を相対角度φだけずらせ
た場合の相対誤差である。

【００１８】ここで、エンコーダの１周をｎ分割してφ
とすると、 ここで和をとると、（２）式となる。故に、（３）式と
なり、Δを（４）式のように定義する。ここで、前記Δ
が０又は非常に微小である場合には、前述の（３）式は
（５）式となる。

【００１９】次に、前記Δがどのようになるかを調べる
。δ２（θ）は、第２エンコーダ２の誤差であるため、
フーリエ展開することができ、（６）式となる。ここで
、θはθ＋２ｍπ／ｎであるため、（７）式となり、こ
の（７）式におけるａ０＋ｂ０は基準点の取り方による
ものであり、無視することができる。

【００２０】従って、前述の（４）式および（７）式よ
り、前記Δは（８）式となり、（８）式におけるｋ＝Ｌ
ｎの項は（９）式となり、ｋ≠Ｌｎの項は（１０）式と
なる。

【００２１】よって、前記Δが（１１）式となるため、
この（１１）式から、Δにはｎ×整数の次数の項しか含
まれていないことが判明し、このことから、ｎを十分大
きくする又は適当なｎを選ぶことにより、Δを非常に小
さくすることができる。

【００２２】また、前述の（３）式、（１１）式から、
δ１（θ）を（１２）式、（１３）式として求めること
ができる。

【００２３】前述までは従来例と同一であるが、第２エ
ンコーダ２の第３センサ６を１８０°位置に配置するこ
とで各エンコーダ１，２の相対角度をずらせた時に生じ
る偏心の影響を除去することができ、偏心は誤差に１次
成分として次式のように表される。 δｍ／ｒ　ｓｉｎ（θ＋φｍ）　　　　　　・・・・・
・・（１４）式但し、δｍは偏心量、φｍは位相差、ｒ
は半径である。

【００２４】ここで、前記ｍについて和をとると、

【数
１３】 （１４）式となり、第１エンコーダ１の第１センサ４と
第２エンコーダ２の第２，第３センサ５，６間の相対誤
差は、

【数１４】 （１５）式となり、それぞれについて和をとると、

【数
１５】 （１６）式となる。

【００２５】次に、全体の和をとると、

【数１６】 （１７）式となり、従って、

【数１７】 （１８）式となる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によるエンコーダ精度測定方法は
、以上のように構成されているため、次のような効果を
得ることができる。すなわち、一対のエンコーダのうち
、第２エンコーダの０°と１８０°位置にセンサを設け
たことにより、各エンコーダの相対角度を変えた時に生
じる偏心の影響を除去することができ、高精度な絶対誤
差を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるエンコーダ精度測定方法を示すた
めの構成図である。

【図２】従来のエンコーダ精度測定方法を示すための構
成図である。

【符号の説明】

１　　　　第１エンコーダ ２　　　　第２エンコーダ ３　　　　回転軸 ５　　　　第２センサ ６　　　　第３センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　第１エンコーダ（１）と第２エンコー
   ダ（２）を同一回転軸（３）にて回転させ、前記各エン
   コーダ（１，２）の相対角度を２π／ｎラジアンずつず
   らせた状態で相対誤差を測定し、これらの測定誤差を合
   計することによって絶対誤差を求めるようにしたエンコ
   ーダ精度測定方法において、前記第２エンコーダ（２）
   の０°と１８０°位置に設けた一対のセンサ（５，６）
   からの出力信号を用いることにより、前記相対角度をず
   らせた時に生ずる偏心による誤差を除去することを特徴
   とするエンコーダ精度測定方法。