TW201632837A

TW201632837A - 修正表製作裝置、編碼器及修正表製作方法

Info

Publication number: TW201632837A
Application number: TW104140208A
Authority: TW
Inventors: Hirokatsu Okumura
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 2014-12-02
Filing date: 2015-12-01
Publication date: 2016-09-16
Also published as: CN105651324A; JP6595755B2; KR102502508B1; KR20160066509A; JP2016109436A; CN105651324B

Abstract

本發明提供一種製作提高編碼器2之旋轉角度位置之檢測精度之修正表的修正表製作裝置。本發明之修正表製作裝置1係製作對根據檢測元件之信號檢測旋轉角度位置之編碼器2之誤差予以修正之修正表的裝置。旋轉一周誤差算出部110藉由高精度誤差檢測裝置3算出每旋轉一周之由成為被測定對象之編碼器2檢測出之旋轉角度位置之誤差。固有誤差成分算出部120藉由對算出之每旋轉一周之誤差進行傅立葉轉換而算出固有誤差成分。修正表製作部130僅對算出之固有誤差成分之主要誤差週期成分之值進行傅立葉逆轉換，製作以各旋轉角度位置處之誤差量作為修正值之修正表。修正表保存部140將所製作之修正表保存於編碼器2之記憶部。

Description

修正表製作裝置、編碼器及修正表製作方法

本發明係關於一種製作對根據檢測元件之信號檢測旋轉角度位置之編碼器之誤差予以修正之修正表的修正表製作裝置、成為修正表製作對象之編碼器及修正表製作方法。

自先前以來，存在一種能夠將馬達等之軸之旋轉角度位置作為旋轉角度位置資料進行檢測之被稱作磁式或光學式之編碼器(旋轉編碼器)之裝置。

又，於編碼器，存在能夠將旋轉角度位置轉換為增量信號等並使用被稱作A、B相之2根傳輸線進行發送者、或能夠發送絕對值之旋轉角度位置資料者等。

根據專利文獻1，記載有一種編碼器之補償值修正方法之技術，其係在基於與旋轉體之旋轉連動地變化之感測器元件之輸出信號檢測上述旋轉體之角度位置之編碼器中，於為了消除上述角度位置之檢測結果之誤差而將修正上述輸出信號之補償值最佳化時，進行在每次開始向上述編碼器供給電源時修正上述補償值之修正步驟，於該修正步驟中，進行第1修正步驟及第2修正步驟，該第1修正步驟係檢測上述輸出信號與理想狀態之偏離量，基於該偏離量修正上述補償值，該第2多正步驟係於該第1修正步驟之後，以較該第1修正步驟小之增益修正上述補償值。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2011-47824號公報

此處，專利文獻1之編碼器係於工廠出貨時以修正表之形式具備表示編碼器之旋轉角度位置之理想狀態之固定補償值(修正值)。該修正表係製品個別地製作並記憶。

然而，於製作該修正表時，即便藉由高精度誤差檢測裝置測定編碼器之旋轉角度位置，亦存在產生測定之隨機之誤差(測定誤差)之問題。因此，難以製作高精度之修正表。

本發明係鑒於此種狀況而完成者，其目的在於提供一種能夠製作高精度之修正表之修正表製作裝置。

本發明之修正表製作裝置之特徵在於：其係製作對根據檢測元件之信號檢測旋轉角度位置之編碼器之誤差予以修正的修正表者，且包括：旋轉一周誤差算出機構，其利用高精度誤差檢測裝置算出每旋轉一周之由上述編碼器檢測出之上述旋轉角度位置之誤差；固有誤差成分算出機構，其藉由對由該旋轉一周誤差算出機構算出之每旋轉一周之誤差進行傅立葉轉換而算出固有誤差成分；修正表製作機構，其僅對由該固有誤差成分算出機構算出之上述固有誤差成分之主要誤差週期成分之值進行傅立葉逆轉換，製作以各上述旋轉角度位置處之誤差量作為修正值之上述修正表；以及修正表保存機構，其將由該修正表製作機構製作之上述修正表保存於上述編碼器之記憶機構。

藉由以此方式構成，而利用固有誤差成分中之主要誤差週期成分製作修正表，從而能夠製作高精度之修正表。因此，能夠提供高精度地檢測旋轉角度位置之編碼器。又，藉由將修正表直接保存於編碼器，可提供能夠縮短調整時間之修正表製作裝置。

本發明之修正表製作裝置之特徵在於：上述編碼器中，上述檢測元件包含具有一對S極與N極之磁極被磁化之磁鐵之可動被檢測物、以及與上述磁鐵相對向之A相磁感應感測器及B相磁感應感測器，與上述可動被檢測物之位移對應地自上述A相磁感應感測器輸出正弦波狀之A相信號，與上述可動被檢測物之位移對應地自上述B相磁感應感測器輸出正弦波狀之B相信號，且上述A相信號與上述B相信號之相位差大致為π/2，上述編碼器包括旋轉角度位置算出機構，該旋轉角度位置算出機構根據上述A相信號與上述B相信號算出XY平面上之利薩如波形並對其進行解析，藉此檢測上述可動被檢測物之角度位置，上述旋轉角度位置算出機構係針對上述可動被檢測物每旋轉一周算出2個週期之上述利薩如波形。

藉由以此方式構成，能夠依照磁編碼器之特性製作高精度之修正表。又，由於能夠藉由一對磁化之簡單之檢測元件檢測旋轉角度位置，故而能夠簡化製造時之調整步驟。

本發明之修正表製作裝置之特徵在於：上述主要誤差週期成分係每旋轉一周為2的乘方之週期成分。

A相信號及B相信號係馬達每一周則有2個週期，故而藉由以此方式構成，而以2的乘方決定誤差修正量，藉此，能夠製作可修正大部分主要誤差週期成分之修正表。

本發明之修正表製作裝置之特徵在於：上述主要誤差週期成分係每旋轉一周至少為1週期成分、2週期成分、4週期成分及8週期成分。

藉由以此方式構成，能夠對包含每旋轉一周之高諧波成分中之自較低者至第3次高諧波成分之成分進行修正，而能夠進行充分之修正，從而能夠製作可進行精度良好之旋轉角度位置檢測之修正表。

本發明之編碼器之特徵在於：包括修正機構，該修正機構自藉由上述修正表製作裝置製作且保存於上述記憶機構之上述修正表讀出與使用狀態下之上述旋轉角度位置對應之上述修正值，藉由上述修正值修正誤差。

以此方式構成，預先使高精度之修正表記憶於記憶部，因此，無需進行除利用修正表進行之修正以外之處理等，便能夠迅速地進行誤差修正。

本發明之修正表製作裝置之特徵在於：在上述旋轉一周誤差算出機構中或在旋轉一周誤差算出機構之後，具有將旋轉複數周之誤差平均化之功能。

藉由以此方式構成，能夠減少測定誤差，製作確實地反映編碼器之主要誤差週期成分之誤差表。

本發明之修正表製作裝置之特徵在於：在上述固有誤差成分算出機構中或固有誤差成分算出機構之後，具有將旋轉複數周之各自之固有誤差成分平均化之功能。

本發明之修正表製作方法之特徵在於：其係藉由修正表製作裝置執行者，該修正表製作裝置製作對根據檢測元件之信號檢測旋轉角度位置之編碼器之誤差予以修正的修正表，該修正表製作方法係利用高精度誤差檢測裝置，算出每旋轉一周之由成為被測定對象之上述編碼器檢測出之上述旋轉角度位置之誤差，藉由對算出之每旋轉一周之誤差進行傅立葉轉換而測定固有誤差成分，僅對算出之上述固有誤差成分之主要誤差週期成分之值進行傅立葉逆轉換，製作將各上述旋轉角度位置處之誤差量作為修正值之上述修正表，並將所製作之上述修正表保存於上述編碼器之記憶機構。

藉由以此方式構成，利用主要誤差週期成分製作修正表，而能夠製作高精度之修正表。

根據本發明，藉由製作抽出了編碼器之固有誤差成分之修正表，而能夠提供一種製作測定誤差獲得抑制之高精度之修正表的修正表製作裝置。

1‧‧‧修正表製作裝置

2‧‧‧編碼器

3‧‧‧高精度誤差檢測裝置

4‧‧‧馬達

20‧‧‧信號處理部

21‧‧‧感測器晶片

22‧‧‧可動被檢測物

110‧‧‧旋轉一周誤差算出部

120‧‧‧固有誤差成分算出部

130‧‧‧修正表製作部

140‧‧‧修正表保存部

210‧‧‧旋轉角度位置算出部

220‧‧‧修正部

230‧‧‧記憶部

400‧‧‧修正表

A0‧‧‧A相信號

A1‧‧‧A相信號

A2‧‧‧A相信號

A4‧‧‧A相信號

A8‧‧‧A相信號

B0‧‧‧B相信號

B2‧‧‧B相信號

B4‧‧‧B相信號

B8‧‧‧B相信號

L‧‧‧旋轉中心軸線

N‧‧‧磁極

S‧‧‧磁極

S101‧‧‧步驟

S102‧‧‧步驟

S103‧‧‧步驟

S104‧‧‧步驟

X‧‧‧編碼器調整系統

θ‧‧‧角度位置

圖1A係本發明之實施形態之編碼器調整系統之系統構成圖。

圖1B係表示圖1所示之修正表製作裝置之控制構成之方塊圖。

圖1C係表示圖1所示之編碼器之控制構成之方塊圖。

圖2係表示本發明之實施形態之編碼器之硬體構成之概略的概念圖。

圖3(a)、(b)係表示本發明之實施形態之編碼器之旋轉角度位置之算出方式的概念圖。

圖4係本發明之實施形態之修正表製作處理之流程圖。

圖5(a)、(b)係本發明之實施形態之編碼器之固有誤差成分的概念圖。

圖6(a)、(b)係本發明之實施形態之編碼器之固有誤差成分的概念圖。

圖7A係表示本發明之實施形態中修正表製作處理之結果例之曲線圖。

圖7B係表示本發明之實施形態中修正表製作處理之結果例之曲線圖。

圖7C係表示本發明之實施形態中修正表製作處理之結果例之曲線圖。

<實施形態>

參照圖1A，對本發明之實施形態之編碼器調整系統X之構成進行說明。編碼器調整系統X係包含修正表製作裝置1、編碼器2、高精度誤差檢測裝置3及馬達4而構成。

修正表製作裝置1係製作對編碼器2之誤差予以修正之修正表400的裝置。

修正表製作裝置1構成為例如在製造編碼器2時或工廠出貨時、藉由維護而進行之調整時使用之製造裝置或調整裝置之一部分。具體而言，修正表製作裝置1係具備專用於PC(Personal Computer，個人電腦)之邏輯板之裝置等。修正表製作裝置1具備例如CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)等控制部、以及RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)、ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)、HDD(Hard Disk Drive，硬碟驅動器)或快閃記憶體等。

再者，於工廠出貨後或調整後等實際使用編碼器2時，卸除修正表製作裝置1。

編碼器2係能夠根據檢測元件之信號檢測旋轉角度位置之編碼器2。編碼器2始終檢測包含與馬達4同軸之軸等之旋轉體之角度作為旋轉角度位置資料。

該旋轉角度位置資料包含表示旋轉體旋轉之次數之多周資料、及表示包含可動被檢測物之旋轉體之旋轉角度之旋轉一周內資料。又，旋轉角度位置資料係成為旋轉多周資料與旋轉一周內資料連續而成之位元串之資料。其中，旋轉多周資料為數位元~數十位元之解像度，旋轉一周內資料為數位元~數百位元之解像度。

又，編碼器2根據來自修正表製作裝置1之指示，將旋轉角度位置資料輸出至修正表製作裝置1。又，編碼器2自修正表製作裝置1取得修正表400(圖1C)。

關於藉由編碼器2進行之旋轉角度檢測之方式之詳細情況，將於下文進行敍述。

高精度誤差檢測裝置3係用於誤差檢測用之高精度之旋轉角度檢測用之編碼器等。因此，高精度誤差檢測裝置3亦被稱作「主編碼器」等。高精度誤差檢測裝置3係以旋轉中心軸與旋轉中心軸線L一致之方式與編碼器2連結，能夠較編碼器2高精度地檢測與編碼器2相同之旋轉角度位置。然而，即便為高精度誤差檢測裝置3，亦存在特定範圍之角度誤差。

又，高精度誤差檢測裝置3例如根據來自修正表製作裝置1之控制信號取得旋轉角度位置資料，並將其輸出至修正表製作裝置1。

再者，於使用時，高精度誤差檢測裝置3亦被卸除。

馬達4基於來自編碼器2之旋轉角度位置資料進行控制，使旋轉體繞旋轉中心軸線L旋轉。

馬達4係具備轉子(rotor)、軸承(bearing)、定子(Stator)及托架(bracket)等且能夠進行高精度之旋轉控制之伺服馬達等。

參照圖1B及圖1C，對各部分之功能構成進行更加詳細之說明。

根據圖1B，修正表製作裝置1包括旋轉一周誤差算出部110(旋轉一周誤差算出機構)、固有誤差成分算出部120(固有誤差成分算出機構)、修正表製作部130(修正表製作機構)、及修正表保存部140(修正表保存機構)等。

旋轉一周誤差算出部110藉由高精度誤差檢測裝置3算出每旋轉一周之由編碼器2檢測之旋轉角度位置之誤差。具體而言，旋轉一周誤差算出部110使由編碼器2檢測之旋轉角度位置與由高精度誤差檢測裝置3檢測之旋轉角度位置對應，而算出每旋轉一周之差量(位置誤差)。

固有誤差成分算出部120藉由對由旋轉一周誤差算出部110算出之每旋轉一周之誤差進行傅立葉轉換而算出固有誤差成分。具體而言，固有誤差成分算出部120對每旋轉一周之誤差係藉由FFT(Fast Fourier Transform，快速傅立葉轉換)等離散傅立葉轉換(Discrete Fourier Transformation，DFT)方法算出頻率成分。固有誤差成分算出部120自算出之頻率成分中抽出特定之週期成分作為固有誤差成分。於本實施形態中，固有誤差成分算出部120藉由取得該頻率成分中之包含2⁰之2的乘方之週期成分，而抽出主要誤差週期成分。又，該主要誤差週期成分至少包含1週期成分、2週期成分、4週期成分及8週期成分。亦即，固有誤差成分算出部120取得2的乘方即2⁰、2¹、2²、2³之週期成分。具體而言，固有誤差成分算出部120取得傅立葉級數展開時之與旋轉一周之基本週期對應之項即1週期成分、為2次之項且軸每旋轉一周以2個週期變動之週期成分、為4次之項且軸每旋轉一周以4個週期變動之週期成分、以及為8次之項且軸每旋轉一周以8個週期變動之週期成分。藉由取得該等固有誤差成分，能夠抽出編碼器之主要誤差成分。關於源自各週期之固有誤差成分之誤差之詳細情況，將於下文進行敍述。

再者，固有誤差成分算出部120亦可於抽出主要誤差週期成分時，取得2⁴之成分即16週期成分作為主要誤差成分。又，固有誤差成分算出部120亦可取得18週期成分。

修正表製作部130僅對由固有誤差成分算出部120算出之固有誤差成分之主要誤差週期成分之值進行傅立葉逆轉換，製作以各旋轉角度位置處之誤差量作為修正值之修正表400(圖1C)。修正表製作部130例如僅取得2的乘方之週期成分作為主要誤差成分。具體而言，修正表製作部130僅對所取得之2的乘方之週期成分藉由IFFT(Inverse Fast Fourier Transform，快速傅立葉逆轉換)等進行離散傅立葉逆轉換(Inverse Discrete Fourier Transformation，IDFT)，並製作每旋轉一周之修正表400。此時，於抽出2⁰、2¹、2²、2³之週期成分之情形時，對其進行IFFT計算所得之每旋轉一周之數行資料成為修正表400。如此，藉由僅以主要誤差週期成分製作修正表400，能夠減小高精度誤差檢測裝置3之特定範圍之角度誤差之影響，從而能夠確實地反映編碼器2之固有誤差。

修正表保存部140將由修正表製作部130製作之修正表400保存於編碼器2之記憶部230。修正表製作裝置1藉由特定之控制信號使所製作之修正表400記憶於編碼器2之記憶部230。

根據圖1C，編碼器2包括旋轉角度位置算出部210(旋轉角度位置算出機構)、修正部220(修正機構)、及記憶部230(記憶機構)。

旋轉角度位置算出部210根據檢測元件之信號算出旋轉角度位置。旋轉角度位置算出部210於利用修正表製作裝置1製作修正表400時，不對該算出之旋轉角度位置進行修正，而向修正表製作裝置1發送。

關於本實施形態中之旋轉角度位置之算出方式，將於下文進行敍述。

修正部220於使用狀態下，自記憶於記憶部230之修正表400讀出與利用旋轉角度位置算出部210在使用狀態下檢測出之旋轉角度位置對應之修正值，並利用該修正值修正誤差。具體而言，修正部220將旋轉角度位置轉換為下述分割角度位置，並自修正表400取得與該分割角度位置對應之修正值。修正部220將該修正值對旋轉角度位置進行加減運算等而進行修正，並作為最終之旋轉角度位置算出。

於使用狀態下，該經修正之旋轉角度位置係發送至上位裝置(未圖示)等。此時，修正部220例如於相位分別偏移90度之信號之HL(H表示高位準信號，L表示低位準信號)之邊緣藉由A相、B相之兩根傳輸線等將旋轉角度位置作為增量信號發送。

記憶部230係下述信號處理部20(圖2)所包含之RAM、ROM或快閃記憶體等非暫時性之記憶媒體。於記憶部230中記憶所檢測出之旋轉角度位置資料、暫時資料及控制程式等。

記憶部230記憶有由修正表製作裝置1製作之修正表400。

如上所述，修正表400係僅對利用高精度誤差檢測裝置3檢測出之編碼器2之角度位置之固有誤差成分之主要誤差週期成分之值進行傅立葉逆轉換而製作之表。修正表400成為例如對每旋轉一周之高諧波之週期成分中之2⁰、2¹、2²、2³之週期成分、亦即包含自較低者至第3次高諧波成分之成分進行修正的表。具體而言，修正表400具備各旋轉角度位置處之誤差量作為修正值。於編碼器2中，藉由使用修正表400修正旋轉角度位置，能夠進行充分之修正，且能夠進行精度良好之位置檢測。

再者，該修正表400亦可不記憶關於與編碼器2之角度解析度對應之所有旋轉角度位置之修正值。於該情形時，修正表400記憶與以特定之分割數將旋轉一周分割所得之分割角度位置對應之修正值。具體而言，修正表400例如即便於編碼器2之角度解析度有20位元以上之情形時，亦記憶與8位元~16位元等分割角度位置對應之修正值。再者，於在使用狀態下讀出此種修正值之情形時，亦可進行線性內插或花鍵內插等而使用。

〔旋轉角度位置之算出方式〕

此處，利用圖2、圖3，對藉由本發明之實施形態之編碼器2算出旋轉角度位置之方式進行說明。

根據圖2，編碼器2包含檢測元件、及信號處理部20。其中，檢測元件包含具有一對S極與N極之磁極被磁化之磁鐵之可動被檢測物22、及與磁鐵相對向之感測器晶片21。

感測器晶片21係磁阻元件之感測器IC(integrated circuit，積體電路)等。

如圖2所示，感測器晶片21係配置於磁鐵之旋轉中心軸線L上，且在旋轉中心軸線L之方向上與磁鐵之磁化邊界部分相對向。因此，感測器晶片21之磁感應膜能以電阻值之飽和感度區域以上之磁場強度檢測旋轉磁場。

又，感測器晶片21於內部包含相對於磁鐵之相位相互具有90°(π/2)之相位差之A相磁感應感測器、及B相磁感應感測器。來自感測器晶片21之A相信號及B相信號分別被放大器(Amplifier)放大，而輸入至信號處理部20。

信號處理部20包含具備記錄媒體之微控制器、DSP(Digital Signal Processor，數位信號處理器)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，特殊應用積體電路)等。又，信號處理部20將由放大器放大後之A相信號及B相信號進行A/D(Analog to Digital，類比/數位)轉換。

又，信號處理部20基於A/D轉換後之信號檢測旋轉角度位置或旋轉速度等。因此，信號處理部20藉由執行記憶於記憶媒體之控制程式(未圖示)，而作為上述旋轉角度位置算出部210及修正部220發揮功能。

此處，利用圖3，對藉由旋轉角度位置算出部210根據A相信號及B相信號算出旋轉角度位置之方法進行說明。

根據圖3(a)，自A相磁感應感測器輸出與可動被檢測物22之位移對應之正弦波狀之A相信號(sin)，自B相磁感應感測器輸出正弦波狀之B相信號(cos)。又，A相信號與B相信號之相位差大致成為π/2(90°)。再者，於圖3(a)之曲線圖中，橫軸表示角度(°)，縱軸表示值。

根據圖3(b)，旋轉角度位置算出部210根據A相信號及B相信號算出將X軸設為B相信號、將Y軸設為A相信號之XY平面上之利薩如波形，並進行解析，藉此，檢測可動被檢測物22之角度位置θ。

根據圖3(a)及圖3(b)，旋轉角度位置算出部210係可動被檢測物22每旋轉一周則算出2個週期之利薩如波形。其原因在於：A相磁感應感測器及B相磁感應感測器分別僅檢測磁場之強度。因此，旋轉角度位置算出部210利用未圖示之霍爾元件等算出藉由A相信號(sin)、B相信號(cos)形成之利薩如波形位於哪一個區間。旋轉角度位置算出部210根據可動被檢測物22之角度位置θ與該區間算出最終之旋轉角度位置。該旋轉角度位置係絕對之值(絕對值)，且係以利用角度解析度R將一周分解所得之值為單位而表示之整數值。該角度解析度R之值於使用20位元之解析度之檢測元件之情形時為2^＾20=1048576。又，關於該整數值，亦可使用符號係1位元所含之2之補數。

〔修正表製作處理〕

其次，利用圖4~圖7C，對藉由本發明之實施形態之編碼器調整系統X進行之旋轉角度位置檢測處理進行說明。

於本實施形態之處理中，首先，根據自高精度誤差檢測裝置3與編碼器2取得之旋轉角度位置算出誤差。其次，藉由FFT自算出之誤差中抽出主要誤差成分。藉由僅對該抽出之主要誤差成分進行IFFT而製作修正表400。所製作之修正表400係保存於編碼器2。

本實施形態之旋轉角度位置檢測處理係主要由修正表製作裝置1之控制部(未圖示)與各部分協動並使用硬體資源執行記憶於記憶部(未圖示)之控制程式(未圖示)。又，於修正表製作裝置1之記憶部暫時記憶自編碼器2及高精度誤差檢測裝置3取得之旋轉角度位置資料、根據該等旋轉角度位置資料而算出之旋轉-周誤差表及修正表400等，用於處理。

以下，利用圖4之流程圖，按照每個步驟說明旋轉角度位置檢測處理之詳細情況。

(步驟S101)

首先，旋轉一周誤差算出部110進行旋轉一周誤差算出處理。

旋轉一周誤差算出部110進行使馬達4旋轉一周或者複數周之控制，且對編碼器2與高精度誤差檢測裝置3發送控制信號使其等發送旋轉角度位置。此時，旋轉一周誤差算出部110以串列通信等對編碼器2發送控制信號，使其變更為「調整模式」等動作模式。編碼器2於該「調整模式」下，不使用記憶於記憶部230之修正表400，不進行旋轉角度位置之修正便將旋轉角度位置發送至修正表製作裝置1。

旋轉一周誤差算出部110自編碼器2與高精度誤差檢測裝置3取得各自之旋轉角度位置。旋轉一周誤差算出部110算出高精度誤差檢測裝置3之旋轉角度位置與編碼器2之旋轉角度位置之差量作為誤差E。又，旋轉一周誤差算出部110將算出之各誤差E作為與各旋轉角度位置對應之旋轉一周誤差表並暫時地記憶。此時，旋轉一周誤差算出部110將旋轉一周誤差表記憶為與分割角度位置對應之標本點之集合。

(步驟S102)

其次，固有誤差成分算出部120進行固有誤差成分算出處理。

固有誤差成分算出部120對旋轉一周誤差表執行一維FFT，而算出各頻率成分作為固有誤差成分。又，固有誤差成分算出部120將算出之固有誤差成分中之1週期成分、2週期成分、4週期成分及8週期成分抽出作為主要誤差週期成分。因檢測元件之特性，進行解析之利薩如波形係馬達4每旋轉一周有2個週期，成為2的乘方，故而藉由僅抽出該等週期成分，能夠修正編碼器2之主要誤差。

利用圖5~圖6，對編碼器2之旋轉角度位置檢測中之固有誤差成分之詳細情況進行說明。

圖5(a)係1週期成分之概念圖。圖5(a)表示繪製有高精度誤差檢測裝置3之A相信號A0及有1週期成分之誤差之編碼器2之A相信號A1的曲線圖。1週期成分主要為安裝誤差、亦即與編碼器2之可動被檢測物22之旋轉中心軸線L之軸偏離相關之誤差。於圖5(a)之曲線圖中，橫軸表示角度(°)，縱軸表示值。若具體進行說明，則該誤差因磁鐵之公轉中心發生偏離而產生。由於磁鐵一面進行自轉一面進行公轉，故而若磁鐵靠近磁阻元件，則值較晚變化，若磁鐵遠離磁阻元件，則值較早變化。

圖5(b)係2週期成分之概念圖。圖5(b)表示繪製有高精度誤差檢測裝置3之A相信號A0、B相信號B0及有2週期成分之誤差之編碼器2之A相信號A2、B相信號B2的利薩如波形。該2週期成分之誤差主要表示與利薩如波形之中心軸、亦即A相信號與B相信號之波形之偏離相關之誤差。該2週期成分之誤差因經年變化或溫度變化、A相磁感應感測器及B相磁感應感測器之橋接之電阻之誤差等而產生。

圖6(a)係4週期成分之概念圖。圖6(a)表示繪製有與圖5(b)相同之A相信號A0、B相信號B0、及有4週期成分之誤差之編碼器2之A相信號A4、B相信號B4的利薩如波形。該4週期成分之誤差係以利薩如波形呈橢圓狀之方式表現之誤差。該4週期成分之誤差包括因感測器晶片21之形狀、磁鐵之形狀及磁通之關係而產生之誤差等。

圖6(b)係8週期成分之概念圖。圖6(b)表示繪製有與圖5(b)、圖6(a)相同之A相信號A0、B相信號B0、及有8週期成分之誤差之編碼器2之A相信號A8、B相信號B8的利薩如波形。該8週期成分之誤差係於利薩如波形中以連結π/2之頂點彼此之各1/4圓弧之中點成為內側之方式表現之誤差。該8週期成分之誤差係因磁阻元件之特性而產生之誤差，主要包含因磁阻元件之磁通產生之電阻值變化之飽和所影響之誤差。

圖7A表示實際針對試製品之磁式編碼器2算出週期成分所得之結果之例。於曲線圖中，橫軸表示週期成分，縱軸表示各週期成分之值(頻譜強度)。

可知1、2、4、8週期成分之頻譜強度較高，占支配地位。因此，藉由將各頻率成分中之1週期成分、2週期成分、4週期成分及8週期成分作為固有誤差成分，而能夠抽出編碼器2之主要誤差成分。

再者，在全誤差成分中亦存在1%~2%左右之16週期成分，還存在0.5%左右之18週期成分。關於除此以外之成分，認為係高精度誤差檢測裝置3與編碼器2之測定之隨機誤差(白雜訊)。該隨機誤差包含軸承等之滑動、熱雜音、電源雜訊等。

(步驟S103)

其次，修正表製作部130進行修正表製作處理。

修正表製作部130僅對算出之固有誤差成分中之所抽出之主要誤差週期成分之值進行傅立葉逆轉換。

具體而言，修正表製作部130僅使用所抽出之固有誤差成分即1週期成分、2週期成分、4週期成分及8週期成分之值執行一維IFFT。具體而言，修正表製作部130藉由IFFT算出與各旋轉角度位置中之以特定之分割數將旋轉一周分割而成之分割角度位置對應之值。修正表製作部130將該算出之值作為修正值而製作修正表400，並暫時記憶。

圖7B表示顯示由旋轉一周誤差算出部110算出之旋轉一周誤差表之曲線圖、及由修正表製作部130製作之修正表製作之例。於曲線圖中，橫軸表示分割角度位置，縱軸表示修正值。

圖7C係將圖7B之一部分放大後之圖。

如此，藉由修正表製作部130僅對主要誤差週期成分之值進行傅立葉逆轉換而製作之修正表400表示較旋轉一周誤差表更緩和之變化。亦即，可知減少了測定之隨機誤差，而良好地反映了固有誤差成分。若藉由此種緩和之修正表400修正編碼器2，則測定之精度提高。

(步驟S104)

其次，修正表保存部140進行修正表保存處理。

修正表保存部140對編碼器2發送特定之控制信號，例如，以變為「修正表400覆寫模式」之方式進行控制。編碼器2於該「修正表400覆寫模式」中，將自修正表製作裝置1發送之修正表400記憶於記憶部230。

修正表保存部140對變為「修正表400覆寫模式」後之編碼器2發送所製作之修正表400。藉此，修正表保存部140使修正表400記憶於編碼器2之記憶部230。

藉由以上步驟，結束本發明之實施形態之修正表製作處理。

〔本發明之實施形態之主要效果〕

藉由以上述方式構成，能夠獲得如下效果。

先前，於修正編碼器之旋轉角度位置之誤差時，測定各旋轉角度位置上之與高精度誤差檢測裝置之誤差，並將其值作為修正表記憶於編碼器。然而，該測定中包含計測誤差。

相對於此，本發明之實施形態之修正表製作裝置1的特徵在於：其係製作對根據檢測元件之信號檢測旋轉角度位置之編碼器2之誤差予以修正的修正表400者，且包括：旋轉一周誤差算出部110，其利用高精度誤差檢測裝置3算出每旋轉一周之由編碼器2檢測之旋轉角度位置之誤差；固有誤差成分算出部120，其藉由對由旋轉一周誤差算出部110算出之每旋轉一周之誤差進行傅立葉轉換而算出固有誤差成分；修正表製作部130，其僅對由固有誤差成分算出部120算出之固有誤差成分之主要誤差週期成分之值進行傅立葉逆轉換，製作以各旋轉角度位置處之誤差量作為修正值之修正表400；以及修正表保存部140，其將由修正表製作部130製作之修正表400保存於編碼器2之記憶部230。

藉由以此方式構成，而利用自固有誤差成分抽出之主要誤差週期成分算出誤差之修正量，從而能夠製作高精度之修正表400。亦即，藉由利用主要誤差週期成分製作修正表400，能夠抑制藉由高精度誤差檢測裝置3測定誤差時之計測誤差。因此，在具備該修正表400之編碼器2中，能夠精度良好地檢測旋轉角度位置。

又，本實施形態之修正表製作裝置1能夠直接使誤差之修正值之修正表400記憶於編碼器2之記憶部230。因此，能夠迅速地調整旋轉角度位置。此外，能夠削減誤差調整之勞力及時間，從而削減調整成本。

本發明之實施形態之修正表製作裝置1之特徵在於：作為修正表製作對象之編碼器2中，檢測元件包含具有一對S極與N極之磁極被磁化之磁鐵之可動被檢測物22、以及與磁鐵相對向之A相磁感應感測器及B相磁感應感測器，與可動被檢測物22之位移對應地自A相磁感應感測器輸出正弦波狀之A相信號，與可動被檢測物22之位移對應地自B相磁感應感測器輸出正弦波狀之B相信號，且A相信號與B相信號之相位差大致為π/2，編碼器2具備旋轉角度位置算出部210，該旋轉角度位置算出部210根據A相信號與B相信號算出XY平面上之利薩如波形，並對其進行解析，藉此檢測可動被檢測物22之角度位置，旋轉角度位置算出部210係可動被檢測物22每旋轉一周則算出2個週期之利薩如波形。

藉由以此方式構成，變得易於算出固有誤差成分之主要誤差週期成分，從而能夠製作高精度之修正表400。又，藉由使用編碼器2，從而製造步驟中之旋轉角度位置之調整變得容易，該編碼器2係利用具有一對磁化之簡單之磁鐵的檢測元件檢測旋轉角度位置。

本發明之實施形態之編碼器2之特徵在於：主要誤差週期成分係每旋轉一周為2的乘方之週期成分。

此處，利薩如波形係馬達4每旋轉一周有2個週期。由此，藉由以此方式構成，根據2的乘方之主要誤差成分算出修正量，能夠製作可修正編碼器2之幾乎全部固有誤差之修正表。

本發明之實施形態之修正表製作裝置1之特徵在於：主要誤差週期成分係每旋轉一周至少為1週期成分、2週期成分、4週期成分及8週期成分。

此處，1週期成分、2週期成分、4週期成分及8週期成分係所謂之2的乘方之2⁰、2¹、2²、2³之成分。亦即，藉由將每旋轉一周之高諧波成分中之包含自較低者至第3次高諧波成分之固有誤差成分用作主要誤差成分，能夠進行充分之修正，從而能夠製作良好地反映了固有誤差成分之修正表400。因此，能夠利用編碼器2進行精度良好之旋轉角度位置檢測。

本發明之實施形態之編碼器2之特徵在於：包括修正部220，該修正部220自藉由修正表製作裝置1製作且保存於記憶部230之修正表400讀出與使用狀態下之旋轉角度位置對應之修正值，並利用該修正值修正誤差。

藉由以此方式構成，由於預先使高精度之修正表400記憶於記憶部230，故而僅藉由讀出該修正表400進行誤差修正，便能夠迅速地進行高精度之旋轉角度位置之測定。此時，無需藉由修正表400以外之修正式等進行修正，能夠減輕信號處理部20之修正處理負擔，從而能夠迅速地檢測旋轉角度位置並輸出。又，由於使高精度之修正表400記憶於記憶部230，故而能夠減少因經年裂化等導致之旋轉角度位置檢測之調整頻度。

〔其他實施形態〕

再者，於上述實施形態中，記載為修正表製作裝置1取得高精度誤差檢測裝置3及編碼器2之旋轉角度位置而算出誤差。

然而，亦可為如下構成：高精度誤差檢測裝置3直接取得編碼器2之旋轉角度位置並算出誤差，僅將誤差發送至修正表製作裝置1，並由修正表製作裝置1之旋轉一周誤差算出部110取得該誤差。又，高精度誤差檢測裝置3本身亦可為具備修正表製作裝置1之功能之檢查裝置。

又，於上述實施形態中，對修正表製作裝置1在製作修正表400之後直接使其記憶於編碼器2之例進行了記載。

然而，亦可於藉由修正表製作裝置1製作修正表400之後，將其保存於快閃記憶卡等外部記憶媒體等，並使該外部記憶媒體等裝載於編碼器2。

藉由以此方式構成，能夠使編碼器調整系統之構成靈活，且能夠削減成本

又，於上述實施形態中，對修正表製作裝置1取得每旋轉一周之誤差並製作誤差表，然後製作修正表400之例進行了記載。

然而，亦可自高精度誤差檢測裝置3與編碼器2算出複數周之誤差，並以能夠將該等誤差平均化之方式，在旋轉一周誤差算出機構中或旋轉一周誤差算出機構後具有進行平均化之功能。或者，亦可自高精度誤差檢測裝置3與編碼器2算出複數周之誤差，且能夠在藉由固有誤差成分算出機構對該複數周之誤差算出複數周之固有誤差成分後，將各個固有誤差成分平均化，以此方式在固有誤差成分算出機構中或固有誤差成分算出機構之後具有進行平均化之功能。又，所製作之修正表400本身亦可亦進行平滑化等後處理。

藉此，能夠減少測定誤差，從而製作確實地反映了編碼器2之主要誤差週期成分之誤差表。

再者，上述實施形態之構成及動作係示例，毋庸置疑，可於不脫離本發明之主旨之範圍內適當進行變更而執行。