专利名称：位移感测方法和马达控制设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种位移感测方法以及马达(motor)控制设备，尤 其涉及一种校正被测量角度的位移感测方法以及校正被测量角度以提 高测量精确性的马达控制设备。
背景技术：
一种净皮称为加瓦i若(galvano)马达的^f氐输出电动马达,皮用于谪* 如激光钻孔机器、激光修整机器和激光修理机器的加工机器。所述加 瓦诺马达要求具有高精确性的角度传感器。因此，采用增量式编码器 (encoder)作为所述加瓦诺马达的角度传感器。
已知光学旋转编码器和线性编码器是增量式编码器。这样的编码 器通过使用彼此具有90。相位差的两个信号(正弦波信号和余弦波信 号)来感测诸如要被感测的目标的位移量和位移方向的位移信息。
许多传统的编码器校正输出信号的振幅、偏移(offset)和相位， 以提高测量精确性。
例如，日本专利公开No. 8-145719描述了基于关于编码器输出 信号的最大值和最小值以及关于两相输出信号的交点的信息，执行振 幅校正、偏移校正和相位校正。日本专利>^开No. 10-254549描述了 基于编码器输出信号的最大值的平均值和最小值的平均值，执行振幅
校正和偏移校正。
然而，传统的校正装置在编码器的输出信号为理想的正弦波信号 的前提下执行校正。但是，实际上，因为编码器的输出信号包括高次 谐波成分(higher harmonic component)或者非线性成分，所以它不 是理想的正弦波。因此，即使传统的校正装置校正编码器的输出信号， 编码器的输出信号也不是理想的正弦波信号。
为了提高要被感测目标的位移信息的感测分辨率，许多编码器从
正弦波信号和余弦波信号生成包括对应于分离(split)单位的相位差
的多个分离脉沖。这样的方法被称作电分离。编码器的输出信号不是 理想的正弦波信号的这一事实导致执行电分离时的误差。
加工编码器，以使刻度盘(scale)间距具有相等的间隔。然而， 实际上，它具有加工误差(process error )。
发明内容
本发明提供一种位移感测方法，其减少由编码器的输出信号中包 括的高次谐波成分或者非线性成分以及由刻度盘间距的加工误差导致 的测量误差，并且还提供一种减少测量误差的具有高精确性的马达控 制设备。
作为本发明一个方面的位移感测方法包括步骤在转矩命令上叠 加预定信号，以将驱动转矩供应到马达；测量在转矩命令上叠加预定 信号时的所述驱动转矩与由位移传感器测量的马达角度之间的振幅频 镨比率(amplitude spectrum ratio );生成用于4吏所述振幅频镨比率 恒定(even out)的校正数据；以及使用所述校正数据校正测量的马 达角度，以使由位移传感器测量的马达角度等于实际的马达角度。
作为本发明另一方面的马达控制设备包括测量马达的位移量的 位移传感器；供应驱动转矩到所述马达的驱动单元；生成预定信号并 且供应所述预定信号到所述驱动单元的信号生成器；校正数据生成器，
位移传感器测量的马达的位移量来生成校正数据；以及校正单元，其 使用由所述校正数据生成器生成的校正数据校正所测量的马达位移 量，以使由所述位移传感器测量的马达位移量等于实际的马达位移量。 所述驱动单元使用由所述校正单元校正过的位移量来控制所述马达。
从下面参考附图描述的实施例，本发明的其他方面将是明显的。
图1是实施例1中马达控制设备的控制方块图。
图2是显示实施例1中马达的旋转角度em和由编码器测量的角
度em'之间的关系的图。
图3是显示实施例i中马达的旋转角度em和测量误差em，- em
之间的关系的图。
图4是显示实施例1中马达的驱动转矩Tm的振幅频语的图。 图5是显示实施例1中马达的测量角度em，的角度响应em，p的 振幅频镨的图。
图6是显示实施例1中校正数据的图。
图7是显示实施例i中未校正的测量误差em'-e和校正过的测量 角度em"-e的图。
图8是显示实施例2中马达的旋转角度em和测量角度em，之间
关系的图。
图9是显示实施例2中马达的旋转角度0m和测量误差em， -em
之间关系的图。
图IO是显示实施例2中校正数据的图。
图ii是显示实施例2中未校正的测量误差em，- e和校正过的测
量角度0m"-e的图。
图12是显示实施例1中校正过程的流程图。
图13是显示激光加工机器的一个例子的示意性视图。
图14是显示马达控制设备的一个例子的示意性视图。
图15是显示旋转编码器的刻度盘的一个例子的平面视图。
图16是显示编码器输出的A相信号和B相信号的图。
具体实施例方式
下面将参考附图描迷本发明的示例性实施例。 作为加工机器的一个例子，将描述激光加工机器的配置。图13
显示激光加工机器100的示意性视图。激光加工机器100被用于诸如 切割板、在板中钻孔以及在金属之间烨接的各种目的。
本实施例的激光加工才几器100包括旋转马达101和102。旋转马 达101和102被提供用于分别旋转驱动镜103和104。旋转马达101 和102 4t转驱动镜103和104,以改变这些方向。
这样，使用旋转马达101和102改变镜103和104的方向可以改 变激光束L的方向。如后面所述，每个旋转马达IOI和102被提供有 用于测量马达的旋转位移量的编码器。精确地测量马达的旋转位移量 能够精确地控制激光束L的方向。
从激光振荡器105发射的激光束L经由镜103和104照射在激光 加工表面106上。诸如金属、玻璃和塑料的多种材料可被选作受到加 工的激光加工表面106。
如上所述，激光加工机器100能够通过旋转镜103和104来准确 地控制激光束L的方向。因此，能够准确地加工激光加工表面106。
然后，将描述用于激光加工机器100的马达控制设备的配置。图 14显示马达控制设备的示意性视图。图15显示编码器的刻度盘201 的示意性平面视图。
本实施例的马达控制设备200包括用于感测旋转马达IOI的旋转 位移量的光学编码器。所述编码器包括具有旋转狭缝(slit)圆盘和固 定狭缝圆盘的刻度盘201,以及具有发光元件(发光二极管)和光接 收元件(光电二极管)的传感器202。旋转狭缝圆盘随着旋转马达101 的旋转而旋转。另一方面，固定狭缝圆盘被固定。配置编码器以将旋 转狭缝圆盘和固定狭缝圆盘放在发光元件和光接收元件之间。
旋转狭缝圆盘和固定狭缝圆盘被提供有许多狭缝。通过旋转狹缝 圆盘的旋转而透过(transmit)或者切断发光元件的光。此外，因为 固定狭缝圆盘将编码器的输出信号转换成多个相，所以固定狭缝被分 成多个狭缝。因此，编码器被提供有多个发光元件和光接收元件。
如图15中所示，编码器的刻度盘201被提供有A相图案205和 B相图案206的狭缝。刻度盘201绕旋转轴204旋转。在旋转中，当 来自发光元件的光透过A相图案和B相图案的狭缝中的每一个时，两 个光接收元件中的每一个感测发光元件的光。因此，如图16所示，编
码器生成彼此相位差为90°的A相信号和B相信号。图16的A相信 号和B相信号是通过使用波形整形电路对正弦波形的编码器输出进行 波形整形而形成的方波信号。
马达控制器203控制旋转马达101的旋转驱动。马达控制器203 比较作为目标角度的马达旋转角度与作为测量角度的马达测量角度， 并执行反馈控制以使测量角度等于目标角度。因此，可以将镜103的 方向变成对应于目标角度的角度。
感测原理不限于光学方法，也可以采用诸如磁方法的其他原理。 (实施例1)
接下来，将描述本发明实施例1中的位移感测方法和马达控制设 备。图1是马达控制设备的控制器所执行的控制的方块图。
图l中的控制方块是其中使用旋转编码器作为用于测量马达的旋 转角度0m的角度传感器的定位控制系统。所述图显示其中关于转矩 命令的定位响应为lV的简单的马达模型，以及执行位置和速度反馈 的比例控制的定位控制系统。
参考数字1表示目标角度命令。目标角度命令1命令从马达17 输出的旋转角度em的目标角度。参考数字2表示第一加法器。第一 加法器2反馈从校正装置18(校正单元)输出的校正角度19，以将目 标角度命令1的目标角度和校正角度19相加。参考数字3表示第二加 法器。第二加法器3将第一加法器2的输出信号和从微分器12输出的 速度反馈信号相加。
参考数字4表示转矩命令。通过使目标角度命令1通过第一加法 器2和第二加法器3，而计算转矩命令4。参考数字5表示第三加法器。 第三加法器5将由信号生成装置13 (信号生成器)生成的正弦波信号 叠加在转矩命令4上。参考数字6表示驱动转矩。从第三加法器5输 出驱动转矩6，并将驱动转矩6供应到马达17。这样，第三加法器5 具有作为将驱动转矩6供应到马达17的驱动装置(驱动单元)的功能。
参考数字17表示马达。马达17被提供有积分器7和8，并且输 出马达17的旋转角度9 (em)。因为将其中转矩命令4的位置响应
为1/82的马达模型应用于本实施例，所以本实施例的马达17包括两个 积分器7和8。
作为马达17的位移量的旋转角度9 ( em )指示马达17的实际旋 转角度。换句话说，旋转角度9 (em)是马达17的实际位移量。这 样，它不同于编码器所测量的测量角度。
参考数字10表示编码器。编码器10是感测马达17的实际旋转 角度9 (em)的位移感测装置(位移传感器)。参考数字11表示测 量角度(em')。测量角度ll (em')是由作为位移感测装置的编码器 IO所测量的位移量(角度)。编码器10感测马达17的实际旋转角度 9 (em),以计算马达17的测量角度11 (em')。从编码器10输出 的正弦波信号包括高次谐波成分。还存在编码器10的刻度盘具有加工 误差的可能性。因此，严格地讲，由编码器10测量的马达17的测量 角度ll (em')不同于马达17的实际旋转角度9 (em)。换句话说， 在实际旋转角度9 (em)和由编码器10测量的马达17的测量角度11 (em，)之间存在误差。
参考数字12表示微分器。微分器12将由校正装置18校正的校 正角度19 (em")相对于时间求微分，以获得马达17的旋转速度。 将由微分器12获得的旋转速度输入到第二加法器3作为速度反馈信 号。
参考数字13表示信号生成装置(信号生成器)。本实施例的信 号生成装置13生成具有预定振幅和频率的正弦波信号，并且将所述正 弦波信号供应到作为驱动装置的第三加法器5。尽管本实施例的信号 生成装置13生成正弦波信号，替代地，它可以生成诸如高斯噪声或三 角波的另一信号，以供应到第三加法器5。
参考数字14表示第一傅里叶变换单元。第一傅里叶变换单元14 输入从第三加法器5输出的驱动转矩6，以执行驱动转矩6的傅里叶 变换。第一傅里叶变换单元14输出第一振幅频谱作为执行驱动转矩6 的傅里叶变换的结果。
参考数字15表示第二傅里叶变换单元。第二傅里叶变换单元15
输入基于编码器10的输出信号获得的马达17的测量角度11 ( em')， 以执行测量角度ll (em，)的傅里叶变换。第二傅里叶变换单元15输 出第二振幅频镨作为执行测量角度ll (em，)的傅里叶变换的结果。
参考数字16表示校正数据生成装置(校正数据生成器)。校正 数据生成装置16计算第一振幅频镨和第二振幅频镨的振幅频镨比率。 校正数据生成装置16基于振幅频镨比率而生成校正数据W[nl。换句 话说，校正数据生成装置16基于当预定正弦波信号被供应到第三加法 器5时的驱动转矩6和由编码器10测量的测量角度(em')来生成校 正数据。
参考数字18表示校正装置(校正单元)。校正装置18使用由校 正数据生成装置16生成的校正数据W[nl来校正由编码器10测量的马 达17的测量角度11 ( em')。校正装置18校正作为位移感测装置(位 移传感器)的编码器10的测量角度11 (em，)，以使得等于马达17 的实际旋转角度9 (em)。因此，由校正装置18校正过的校正角度 19具有极其接近马达17的实际旋转角度(em)的值。将校正角度19
反馈到第一加法器2和第二加法器3。
然后，将详细描述图1的控制方块中发生的测量角度误差和校正 所述误差的方法。
首先，将描述包括高次谐波成分的编码器信号导致的关于马达的 测量角度(em')的误差。本实施例使用旋转编码器作为旋转马达的 角度传感器。编码器具有作为马达的位移感测装置的功能。
在马达的每一旋转的140000个循环(cycles)中，编码器输出两 相正弦波信号中的每一个。当马达的旋转角度为em [rad时，用等式 l表示相位角度ee。等式1
6>e =140000x6^ (1) 用等式2和3分别表示输出理想正弦波的编码器的两相信号Asig 和Bsig。
等式2<formula>formula see original document page 11</formula>
(2)
等式3
<formula>formula see original document page 11</formula> (3)
在此实施例中，编码器信号被认为包括用等式4和5表示的3次 和5次的高次谐波。等式4
<formula>formula see original document page 11</formula>(4)
等式5
<formula>formula see original document page 11</formula>
在此实施例中，包括高次谐波的编码器信号被认为是理想的正弦 波信号，且在通过反正切方法(tan—1)执行电分离中发生的误差被考 虑。通过使用包括高次谐波的编码器信号的等式6计算编码器的相位 角度0e'。
等式6<formula>formula see original document page 11</formula>(6)
通过使用编码器的相位信号0e，的等式7表达马达的测量角度 em' [rad。
等式7
<formula>formula see original document page 11</formula>(7)
因为编码器为周期函数，所以可以认为编码器的相位角度0e是 —71 S 0e S 7T的范围。
图2显示马达的测量角度em，和马达的旋转角度em之间的关系。
在图2中，水平轴指示马达的旋转角度em，而垂直轴指示由电分离 计算的马达的测量角度em，。在测量误差理想地为零的情况下，图2 中所示图形是线性的。然而，因为实际测量角度包括误差，所以图2 中所示图形为扭曲线。
图3显示测量误差0m'-em和马达的旋转角度em之间的关系。 在图3中，水平轴指示马达的旋转角度0m，而垂直轴指示马达的旋 转角度9m和由电分离计算的马达的测量角度em，之间的测量误差 0m，- 0m。在测量误差理想地为零的情况下，垂直轴的测量误差em'-em不依赖于水平轴的旋转角度em而始终指示零。然而，因为实际测 量角度包括误差，所以图3中所示图形正弦地变化。
如上所述，由编码器输出的高次谐波成分导致测量误差发生在马 达的实际旋转角度e m和由编码器测量的测量角度0 m'之间。
然后，将参考图12中所示校正过程的流程图描述校正由编码器 测量的测量角度0m，的方法。用安装在马达上的编码器执行本实施例 的校正过程。
本实施例的马达控制设备具有用于校正编码器的测量角度的校 正模式和执行实际马达控制的控制模式。在移动到执行正常的马达控 制的控制模式之前，马达控制设备在校正模式中校正测量角度。
图1中所示的控制系统通过编码器测量马达的测量角度em'，以 执行马达的定位控制。在此实施例中，在等式8表示的360个点处计 算校正系数。
等式8
<formula>formula see original document page 12</formula>
首先，在等式8中，编码器测量满足em'
=-7r/140000 (n-O)的 位置(角度)(步骤S1)。然后，控制系统执行定位控制，以使马达 处于这个位置(步骤S2)。然后，在定位控制的情形中，控制系统将 信号生成装置13已生成的100 Hz的正弦波信号叠加在转矩命令4上 (步骤S3)。正弦波频率不限于100 Hz,而是也可以使用另一个频率。
基于所述结果，控制系统将从第三加法器5输出的驱动转矩6供 应到马达17，以测量驱动转矩6和测量角度em，的角度响应(步骤S4 )。 在这种情况下，用Tm
和测量角度0m，的角度响应 em'p[nl (步骤S4)。
如果n的值达到360，则控制系统执行马达的驱动转矩Tm和角 度响应0m'p中的每一个的傅里叶变换，以计算每个振幅频镨(步骤 S7)。图4显示马达的驱动转矩Tm的振幅频镨。图5显示角度响应 em'p的振幅频镨。图4和5中显示的振幅频傳的每一个仅仅代表正弦 波信号的叠加的100Hz频率的项(term)。
如果不存在编码器的测量误差，则马达17的测量角度9m'的角 度响应em'p关于驱动转矩Tm是恒定的。换句话说，角度响应的振 幅频镨关于驱动频镨的振幅频语(振幅频镨比率)是恒定的。
然而，实际上，发生编码器的测量误差。因此，如图4和5中所
示，当使用测量角度em，时振幅频镨比率不是恒定的。
因此，当发生测量误差时，控制系统生成校正数据W[n]，以使 振幅频谱比率恒定(步骤S8 )。当测量角度em'为em'[n^em'< 9m'[n+l
时，校正数据W[nl为加权数据，并且计算所述校正数据W[n，以满 足下述等式9和10。等式9
等式io
359 2;z"
x +1]-=(io)
等式9中的K是任意常数。DFT(em'p)是通过测量角度em，的角 度响应em'p的傅里叶变换计算的振幅频镨(100 Hz的项)。DFT(Tm) 是通过驱动转矩Tm的傅里叶变换计算的振幅频镨(100 Hz的项)。 图6显示校正数据W和测量角度0m，之间的关系。控制系统使用这样 的校正数据W执行校正，以使驱动转矩Tm和角度响应em，p的振幅 频镨比率恒定。也可以在测量驱动转矩Tm[n和角度响应(em'p[n])之
后，立即执行振幅频谱和振幅频语比率的测量(图12中的步骤S4)。 使用校正数据W[nl计算将测量角度em，校正到的校正角度em" (步骤S9)。当测量角度Gm，满足(27r/360)x(n-180)/140000 ^ 0m' < (2tt/360) x((n+l)-l80)/140000时，用等式11表示校正角度0m"。等式ll
6W'=尤C -1] x呵W) + ， x (6W[" +1]-呵"]) (11)
图7显示关于马达的旋转角度0的校正过的测量误差em"- em 和未校正的测量误差em，- em。在图7中，水平轴指示马达的旋转角
度em，而垂直轴指示测量误差。用虚线指示马达的旋转角度em和未
校正的测量角度0m'之间的测量误差em，- em，而用实线指示马达的 旋转角度0m和校正过的测量角度0m"之间的测量误差em"- 9m。
如图7中所示，未校正的测量误差em，-em大。然而，校正过的 测量误差em"- 0m极其小。换句话说，使用校正数据W计算的校正 角度9m"极其接近马达的实际旋转角度0m。
如上所述，本实施例的位移感测方法在马达的测量角度em'之中
要被校正的范围内的多个测量角度处顺序地执行振幅频谱的测量。然 后，执行测量角度0m'的校正，以使每个测量角度9m，的定位响应在 要被校正的范围中关于任意的驱动转矩是恒定的。
马达控制设备在校正模式中计算校正角度em'，之后，它移动到其 中马达控制设备执行正常马达控制的控制模式。在控制模式中，作为 马达控制设备的驱动装置的第三加法器5使用在校正模式中计算的校 正角度em"执行马达17的驱动控制。
如上所述，本实施例使用校正数据W来使振幅频镨比率恒定， 能够有效地减少关于包括高次谐波信号的编码器的输出信号的测量误 差。因此，本实施例能够提供一种减少编码器的输出信号中包括的高 次谐波成分引起的误差的位移感测方法。此外，因为马达控制设备校 正编码器的测量角度使得编码器的测量误差小，所以本实施例能够提 供具有高精确性的马达控制设备。实施例2
在本实施例中，编码器的刻度盘间距具有加工误差。与实施例l 相同，本实施例使用旋转编码器作为安装在旋转马达上的角度传感器。 如在实施例1的情形中，本实施例的编码器在马达的每一旋转的
140000个循环中输出两相正弦波信号中的每一个。马达的实际旋转角 度为0m [radl时，用与等式1相同的等式12表示相位角度6e。等式12
<formula>formula see original document page 15</formula> (12)
此外，用分别与等式2和3相同的等式13和14表示编码器的两 相正弦波信号Asig和Bsig。等式13
<formula>formula see original document page 15</formula> (13)
等式14
<formula>formula see original document page 15</formula> (14)
然而，如果刻度盘间距具有加工误差，则等式1的关系不被满足， 并且不能测量准确的位置。在本实施例中，将描述在如上所述刻度盘 间距具有加工误差的情况中校正马达的测量角度0m的校正过程。
首先，将描述具有刻度盘间距加工误差的编码器的输出信号提供 马达测量角度的误差。
关于马达的旋转角度0m，本实施例的刻度盘被认为满足等式15 和16。当马达的旋转角度的范围为(-7T/140000)xl.2senK0时，用等 式15表示编码器的相位角度9e，。等式15
<formula>formula see original document page 15</formula> ;
当马达旋转角度的范围为0 S 0m < (-7T/140000)x0.8时，用等式 16表示编码器的相位角度0e'。等式16<formula>formula see original document page 15</formula>
0.8
在这种情况下，本实施例的编码器具有满足等式15和16的关系 的加工误差。所述刻度盘被认为不具有不同于上述范围的加工误差。 当编码器的输出信号是理想的且不包括高次谐波时，用等式17表示测
量角度0m，。
等式17
(17)
140000
图8显示马达的测量角度em'和马达的旋转角度9m之间的关系。 在图8中，水平轴指示马达的旋转角度em，而垂直轴指示由包括刻 度盘加工误差的编码器测量的测量角度em'。如果加工误差理想地为 零，则图8中所示图形是线性的。然而，因为本实施例的刻度盘具有 满足等式15和16的加工误差，所以图8中所示图形为扭曲线。
图9显示具有加工误差的编码器的测量误差em'- em和马达的旋 转角度em之间的关系。在图9中，水平轴指示马达的旋转角度em， 而垂直轴指示马达的旋转角度em与由具有刻度盘加工误差的编码器
测量的马达测量角度em，之间的测量误差em'-em。如果加工误差理想
地为零，则垂直轴的测量误差em，-0m不依赖于水平轴的旋转角度em 而始终指示零。然而，实际上，因为存在加工误差，所以它如图9中 所示改变。
然后，将描述由刻度盘的加工误差导致的测量误差0m，-em的校
正方法。所述校正方法与实施例1的相同。首先，在定位控制的情形
中，所述校正方法将100 Hz的正弦波信号叠加在马达的转矩命令上。 然后，它将其上叠加了正弦波信号的驱动转矩施加到马达，并且测量 马达的驱动转矩Tm和角度响应0m'p。那以后，它^f吏用等式8到10 生成校正数据。
图IO显示本实施例中生成的校正数据W。垂直轴指示校正数据 W，而水平轴指示测量角度0m'。因为本实施例中刻度盘的加工误差 满足等式15和16，所以当测量角度em，小于0时校正数据W显示为
1.2。同时，当测量角度em，大于或等于0时，校正数据W显示为0.8。 然后，将描述使用校正数据W将测量角度em，校正到的校正角 度0m"。
图ii显示关于马达的旋转角度e的校正过的测量误差em"- em 以及未校正的测量角度0m'-em。在图ii中，水平轴指示旋转角度e，
而垂直轴指示测量误差。用虛线指示旋转角度0m和未校正的测量角 度0m'之间的测量误差em'-em，而用实线指示马达的旋转角度0m和 校正过的测量角度6m'，之间的测量误差em"- 0m。
如图ll中所示，未校正过的测量误差0m，- em大。然而，校正 过的测量误差em"- em极其小。换句话说，使用校正数据W计算的 校正角度0m，，极其接近实际的旋转角度em。
马达控制设备在校正模式中计算校正角度em"之后，它移动到执 行正常的马达控制的控制模式。在所述控制模式中，作为马达控制设 备的驱动装置的第三加法器5使用在校正模式中计算的校正角度em" 执行马达17的驱动控制。
如上所述，根据本实施例，使用校正数据W以使振幅频镨比率 恒定，能够有效地减少由编码器的刻度盘加工误差导致的测量误差。 因此，能够提供减少由刻度盘加工误差导致的测量误差的位移感测方 法。此外，通过基于刻度盘加工误差校正编码器的测量角度，能够提 供具有高精确性的马达控制设备。
如上所述，基于实施例具体描述了本发明。然而，本发明不限于 这些实施例，可以作出各种变化和修改而不脱离本发明的范围。
例如，在实施例1和2中，尽管使用旋转机构作为可动机构，但 是也可以用平移机构代替它。因此，本发明既可以应用到旋转编码器， 也可以应用到线性编码器。尽管使用马达作为可动机构，但是也可以 用诸如压电致动器的致动器代替它。
尽管使用编码器作为位移感测装置，但是也可以用电容传感器或 者PSD (位置敏感探测器)代替它。如果使用电容传感器或者PSD, 则可以执行位移感测的线性校正。
可以使用驱动力或者位移量的一阶或更高阶微分值或积分值，以 使位移量与驱动力的关系恒定。
在实施例2中，即使编码器的刻度盘间距不均匀，也可以通过设 置包括不均匀部分的角度或位置范围以及计算校正加权系数来执行位 移校正。
根据使用上述实施例的校正方法的加瓦诺马达的定位设备，或者 使用它的激光加工机器或加工机器，编码器的测量精确性被容易地提 高，且定位精确性能够被提高。因此，能够改善机器性能，且能够改 善被加工目标或工件的质量。
如上所述，以上实施例中的每一个能够提供降低由编码器的输出 信号中包括的高次谐波成分或者刻度盘间距的加工误差所导致的编码 器的测量误差的位移感测方法。此外，通过降低编码器的测量误差， 以上实施例中的每一个能够提供具有高精确性的马达控制设备。
这个申请要求2007年9月14日提交的日本专利申请No. 2007-238695的优先权，因此其所有内容在此通过引用被并入。
权利要求
1、一种位移感测方法，包括步骤在转矩命令上叠加预定信号，以将驱动转矩供应到马达；测量在转矩命令上叠加预定信号中的所述驱动转矩与位移传感器测量的马达角度之间的振幅频谱比率；生成用于使所述振幅频谱比率恒定的校正数据；以及使用所述校正数据校正测量的马达角度，以使所述位移传感器测量的马达角度等于实际的马达角度。
2、 一种马达控制设备，包含 测量马达的位移量的位移传感器； 将驱动转矩供应到所述马达的驱动单元；生成预定信号并且将所述预定信号供应到所述驱动单元的信号 生成器；校正数据生成器，其使用当所述预定信号被供应到所述驱动单元 时的驱动转矩与所述位移传感器测量的马达的位移量来生成校正数 据；以及校正单元，其使用所述校正数据生成器生成的校正数据来校正所 述马达的测量的位移量，以使所述位移传感器测量的马达的位移量等于马达的实际位移量，其中所述驱动单元使用所述校正单元校正过的位移量来控制所 述马达。
3、 根据权利要求2的马达控制设备， 其中所述预定信号是正弦波信号。
4、 根据权利要求2或3的马达控制设备，其中，所述校正数据生成器生成的校正数据是用于使振幅频谱比率恒定的校正数据，使用所述驱动转矩与所述位移传感器测量的马达 的位移量来获得所述振幅频谱比率。
5、 根据权利要求2或3的马达控制设备， 其中所述位移传感器是编码器。
6、 一种加工机器，包括根据权利要求2或3的马达控制设备。
全文摘要
本发明公开一种位移感测方法、马达控制设备以及包括所述马达控制设备的加工机器。本发明的位移感测方法包括步骤在转矩命令上叠加预定信号，以将驱动转矩供应到马达；测量在转矩命令上叠加预定信号中的所述驱动转矩与位移传感器测量的马达角度之间的振幅频谱比率；生成用于使所述振幅频谱比率恒定的校正数据；以及使用所述校正数据校正测量的马达角度，以使位移传感器测量的马达角度等于实际的马达角度。
文档编号G01B11/26GK101387504SQ200810149119
公开日2009年3月18日 申请日期2008年9月12日 优先权日2007年9月14日
发明者上田伸治 申请人:佳能株式会社