JPH0469079A - モータ速度検出装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、モータ速度検出装置、更に詳細にはエンコー
ダからのパルス信号に基ずきモータの速度を検出するモ
ータ速度検出装置に関する。

［従来の技術］ 従来、位置制御あるいは速度制御を行なう場合モータの
速度を正確に測定しモータの速度を速度指令値に制御す
るようにしている。そのためにモータ速度制御装置が利
用されている。このようなモータ速度制御装置では、モ
ータと同軸に取り付けられたエンコーダから得られるモ
ータ速度信号とモータの速度指令信号で表される目標値
との偏差に従ってモータの速度が制御されるので、制御
精度を上げるためには、正確にモータの速度を検出しな
ければならない。従来速度の検出方法には一定時間内に
得られるエンコーダパルスの数をカウントするパルスカ
ウント法と、エンコーダパルスの周期を測定する周期カ
ウント法が知られている。

パルスカウント法は、一定時間内にエンコーダパルスが
いくつ来るかを計数するもので、第５図（Ａ）のＰ２に
示したようにモータの回転ＦＩＲが大きくなるにしたが
ってカウント値Ｎが増加するので、第５図（Ｂ）のＱｌ
に示したように速度精度（１／Ｎ）は、回転数Ｒが大き
いほどよくなる。

一方、周期カウント法では、エンコーダパルスの周期を
カウントするの右で、第５図（Ａ）の。

Ｐｌで示したようにモータの回転数Ｒが小さく、従って
周期が大きいときに大きなカウント値Ｎが得られるので
、第５図（Ｂ）の０２に示したようにモータの回転数Ｒ
が小さいときに測定精度が良好になる。

［発明が解決しようとする課題］ 従って、モータが低速回転しているときは周期カウント
法を用いたほうが精度がよくなるので、モータが所定の
回転数以下のときは周期カウント法が使用される。しか
し、市販のエンコーダの位相精度は、製造時の許容誤差
、エンコーダの取り付は精度、エンコーダからの信号を
処理する電気回路の処理系の誤差により、必ずしもエン
コーダ周期はモータの一回転に渡って一定でなくばらつ
きが存在する。すなわち、第６図に図示したようにエン
コーダパルスのＢ相は、パルス周期をＴとしてＡ相に対
して常に所定の位相差ｔ＝　（１／４）Ｔとなっている
わけではなく、１例として上述した誤差により約プラス
マイナス（１／８）Ｔの誤差を生し、それによりエンコ
ーダー回転に渡ってそのパルス周期は、約−１０％から
１０％の誤差を発生し、速度検出誤差となって現れる。

従って、本発明は、このような問題を解消するためにな
されたもので、エンコーダパルスの周期を測定して測定
されるモータ速度をエンコーダの周期のばらつきに関係
なく精度よく検出することが可能なモータ速度検出装置
を提出することをその課題とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記課題を解決するために、エンコータから
のパルス信号に基ずきモータの速度を検出するモータ速
度検出装置に巧いて、エンコーダからのパルス信号の周
期を測定する手段と、エンコーダからの各パルス信号の
周期の真の周期に対するばらつきを補正する補正値を格
納したメモリとを備え、エンコーダからのパルス信号の
周期を測定するとき各パルス毎に前記メモリから読み出
される補正値でそのパルス周期を補正し、その補正され
たパルス周期に基づきモータ速度を検出する構成を採用
した。

［作用］ このような構成では、エンコーダからのパルス信号の周
期を測定する手段が設けられ、この手段により周期信号
からモータ速度が検出される０通常エンコーダは、製造
時の許容誤差、取り付は誤差、あるいは信号処理系の誤
差等によりパルス周期は各信号に対して一定でなくばら
つきを有している。従って、本発明では、エンコーダか
らの各パルス信号の周期の真の周期に対するばらつきを
補正する補正値を予めメモリに格納しておくようにする
。エンコーダからのパルス信号の周期を測定するときは
、各パルス毎に前記メモリから読み出される補正値でそ
のパルス周期を補正し、その補正されたパルス周期に基
づきモータ速度を検出する。従って、測定されるエンコ
ーダパルスの各周期は、そのばらつきが補正されており
、正確な周期測定、すなわち正確な速度７Ｉｌ＋＋定か
可能になる。

好ましい実施例によれば、エンコーダからのパルス数を
計数するカウンタが設けられる。このカウント値が所定
値より小さいときは、前記補正されたパルス周期に従っ
てモータ速度を検出しくすなわち周期カウント法を用い
る）、また所定値より大きいときは、そのカウント値に
従ってモータ速度を検出する（すなわちパルスカウント
法を用いる）。

［実施例］ 次に添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図には本発明実施例によるモータ速度検出装置の基
本構成がブロック図として図示されており、同図におい
て符号１で示すものは制御対象であるモータである。こ
のモータｌの速度がモータと同軸に取り付けられたエン
コーダ２により泪１定される。エンコーダ２からのパル
ス信号（φＡ、ψＢ）は、モータのそのときの位置を示
す実際値信号としてＵ／Ｄ　（アップタウン）カウンタ
３に入力される。このＵ／Ｄカウンタ３には不図示の装
置から位置の目標値としての指令パルス（ＣＷ、ＣＣＷ
）が入力され、Ｕ／Ｄカウンタ３は、この指令パルスと
エンコーダパルス信号の偏差に従って速度指令生成部４
を介し速度の指令値を比較段５に出力する。この比較段
には、後述するように速度の測定値が入力される。速度
の指令値とその測定値の偏差は、補償回路６により比例
（Ｐ）、積分（１）補償された後、Ｄ／Ａコンバータ７
によりアナログ信号に変換された後、増幅器８により増
幅されてモータ１に人力され、モータｌを指令速度に制
御するとともにＵ／Ｄカウンタ３に入力される指令パル
スに対応した位置に制御する。

エンコーダ２からのパルス信号は、さらにモタの速度を
測定するために、タイマーｌＯに人力される。このタイ
マー１０は、エンコーダパルス信号のφＡあるいはψＢ
の信号の周期を所定の周波数のパルスで計数する。この
計数値は、モータ１の速度に対応し、速度検出部１１に
入力されて、速度値に変換される。

エンコーダ２からのパルス信号は、Ｌｌ／Ｄカウンタ２
０にも入力される。エンコーダパルス信号は、エンコー
ダの一回転を識別するために一回転毎にφ２信号を発生
し、このφ２によりＵ／Ｄカウンタ２０がクリアされて
エンコーダパルスを計数する。この計数値は、エンコー
ダパルス検出部２１に入力され、エンコーダパルスがφ
２から何番目のパルスであるかを検出する。エンコーダ
パルス検出部２１は、ＲＯＭ２２に接続される。

ＲＯＭ２２には、第２図に図示したようにエンコダパル
スが何番目のパルスかに従ってその周期の補正値がパル
ス番号に対応する番地に格納されており、エンコーダパ
ルス検出部２１に検出されたパルス番号にしたがってそ
の補正値を速度検出部１１に出力し、パルス周期測定に
よる速度測定時にパルス周期のばらつきによる速度誤差
を補償する。

このＲＯＭ２２に格納される補正値は、以下のようにし
て求められる。まず第３図に図示したように、測定対象
となるエンコーダ２をそれより高分解能の基準エンコー
ダ３１が取り付けられた軸３０に取り付ける。エンコー
ダ２の回転原点において第４図の中段に図示したように
φＺ倍信号発生するので、このψ２信号に同期してエン
コーダ２からのパルス信号に番号を付ける（第４図上段
を参照）　次にエンコーダパルスの周期ＴＯ１Ｔ１．Ｔ
２、Ｔ３、Ｔ４、・・−を各番号毎に基準エンコーダ３
１からの基準パルスを用いて測定する。次に各番号のパ
ルス周期のカウント値ＴＯ。

Ｔ１．Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、・・・の平均値を求め、その
平均値との比βを各パルス毎に求める。真の周期をＴ゛
、測定周期をＴとすると、Ｔ＝Ｔ’　＊β、従ってＴ’
　＝Ｔ／βとなるので、各パルス番号に対してｌ／βの
値を予め計算しておき、それを各パルス番号に対応した
ＲＯＭ２２のアドレスに格納するようにする。このよう
にして格納されたＲＯＭ２２が第２図に図示されている
。

なお、上記４〜６並びに１１．２１の各装置はＣＰＵ内
の機能で実現することができる。

次にこのように構成された装置の動作を説明する。

エンコーダ２からのパルス信号（φＡ）がタイマーＩＯ
に入力され、その周期が例えばクロックｆＯでカウント
される。またエンコーダ２からのパルス信号（φＡ、φ
Ｂ）がＵ／Ｄカウンタ２０に入力され、そのパルス数を
４てい倍でアップダウンカウントする。タイマー１０で
計数された周期カウント値と、Ｕ／Ｄカウンタ２０で計
数されたカウント値を速度検出部１１に入力する。

また、エンコーダパルス検出部２１において、エンコー
ダパルス信号からそのパルスがφ２がら何番目のパルス
であるかを特定する。この場合、検出部ではカウント数
を１／４にしておく。検出されたパルス番号に対応して
格納された１／βの値をＲＯＭ２２から読みだし、その
値を速度検出部１１に人力しそのパルス周期の誤差を補
償する６速度検出部１１では、周期カウント値からそれ
に対応してパルス数Ｎ丁に変換する。この変換は、サン
プリング周期をＳＴ、ｔＯを周期計測クロックｆＯの周
期、ｔｎをタイマーＩＯで得られる周期カウント値、β
を上述したエンコーダパルス周期の補正値とすると、 ＮＴ＝　（ＳＴ／１ｅｌ）　　・　（１／ｌｎ　・Ｉ／
β）となる。

このパルス数ＮＴは、エンコーダパルスの周期のばらつ
きを補償しており、正確な速度値であるが、上述したよ
うに周期カウント法は、モータが低速回転時にその精度
が得られるので、速度検出部１１においてＵ／Ｄカウン
タ２０から得られるパルスカウント値Ｎｎを所定の値Ｎ
Ｏと比較し、ＮｎがＮＯより大きいときには、モータが
高速回転しているとしてパルスカウント法に従ってデー
タ、すなわちＮｎを速度データ値とし、またＮｎがＮＯ
より小さいときには、周期カウント法に従ったデータ、
すなわちＮＴを速度データ値とする。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば、エンコーダから
のパルス信号の周期を測定す・る手段と、エンコーダか
らの各パルス信号の周期の真の周期に対するばらつきを
補正する補正値を格納したメモリとを備え、エンコーダ
からのパルス信号の周期を測定するとき各パルス毎に前
記メモリから読み出される補正値でそのパルス周期を補
正し、その補正されたパルス周期に基づきモータ速度を
検出するようにしているので、測定されるエンコーダパ
ルスの各周期は、そのばらつきが補正されており、正確
な周期測定、すなわち正確な速度測定が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置の構成を示したブロック図、第２
図は、メモリに格納される周期の補正データを示した説
明図、第３図は、周期ばらつきの補正データを得るため
の装置の斜視図、第４図は、周期ばらつきの補正データ
を得る方法を説明した説明図、第５図（Ａ）、（Ｂ）は
、従来の速度検出方法の原理を説明した説明図、第６図
は、エンコーダパルスの周期のばらつきを説明する説明
図である。 １−・・モータ　　　　　　２・−エンコーダ３．２０
−・−Ｕ／Ｄカウンタ １０−・・タイマー　　　　１１・・・速度検出部２２
・・・ＲＯＭ 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）エンコーダからのパルス信号に基ずきモータの速度
   を検出するモータ速度検出装置において、 エンコーダからのパルス信号の周期を測定する手段と、 エンコーダからの各パルス信号の周期の真の周期に対す
   るばらつきを補正する補正値を格納したメモリとを備え
   、 エンコーダからのパルス信号の周期を測定するとき各パ
   ルス毎に前記メモリから読み出される補正値でそのパル
   ス周期を補正し、その補正されたパルス周期に基づきモ
   ータ速度を検出することを特徴とするモータ速度検出装
   置。