电磁感应式位置检测器的检测位置校正方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及线型刻度尺或旋转型刻度尺的电磁感应式位置检测器的检测位置校正方法。
【背景技术】
[0002]电磁感应式位置检测器即感应同步器方式的刻度尺适用于机床、汽车、机器人等各种机械中的位置检测。感应同步器方式的刻度尺存在线型刻度尺和旋转型刻度尺。线型刻度尺设于机床的工作台等移动体而检测该移动体的直线的移动位置，旋转型刻度尺设于机床的旋转工作台等移动体(旋转体)而检测该移动体(旋转体)的旋转位置(旋转角度)。
[0003]线型刻度尺和旋转型刻度尺都是通过相互平行地相向配置的线圈图案的电磁感应来检测位置。基于图6的原理图来说明该检测原理。
[0004]图6 (a)是表示使线型刻度尺的滑尺与刻度尺相互平行地相向配置的状态的立体图，图6(b)是将上述滑尺与上述刻度尺排列表示的图，图6 (c)是表示上述滑尺与上述刻度尺的电磁耦合度的图。
[0005]另外，旋转型刻度尺的检测原理也与线型刻度尺同样，旋转型刻度尺的定子和转子对应于线型刻度尺的滑尺和刻度尺。线型刻度尺和旋转型刻度尺都具有检测部和检测控制装置。
[0006]如图6(a)及图6(b)所示，线型刻度尺的检测部10具有作为一次侧部件的滑尺I和作为二次侧部件的刻度尺2。
[0007]滑尺I为可动部，具有作为第I 一次侧线圈的第I滑尺线圈3和作为第2 —次侧线圈的第2滑尺线圈4。刻度尺2为固定部，具有作为二次侧线圈的刻度尺线圈5。线圈3、4、5呈锯齿状地折回(成为梳形图案)，以整体成为直线状的方式形成。滑尺I安装于机床的工作台等移动体而与该移动体一起直线性地移动。刻度尺2固定于机床的床身等固定部。
[0008]如图6 (a)所示，滑尺I (第I滑尺线圈3及第2滑尺线圈4)和刻度尺2 (刻度尺线圈5)以在它们之间保持有预定间隙g的状态相互平行地相向的方式配置。而且，如图6(a)及图6(b)所示，第I滑尺线圈3与第2滑尺线圈4错开1/4间距。
[0009]在上述结构的线型刻度尺中，当励磁电流(交流电流)在第I滑尺线圈3和第2滑尺线圈4中流动时，对应于与滑尺I的移动相伴的第I滑尺线圈3及第2滑尺线圈4与刻度尺线圈5的相对位置关系的变化，如图6(c)所示，第I滑尺线圈3及第2滑尺线圈4与刻度尺线圈5的电磁耦合度周期性地变化。因此，在刻度尺线圈5产生周期性地变化的感应电压。
[0010]具体而言，在线型刻度尺的检测控制装置中，下述的(I)式那样的第I励磁电流Ia在第I滑尺线圈3中流动，下述的(2)式那样的第2励磁电流Ib在第2滑尺线圈4中流动。
[0011]Ia =-1cos (k a ) sin (ω t) (I)
[0012]Ib = Isin (k α ) sin (ω t) (2)
[0013]其中，1:励磁电流的大小
[0014]k:2 31 /p
[0015]P:线圈间距(长度:在旋转型刻度尺中为角度)
[0016]ω:励磁电流(交流电流)的角频率
[0017]t:时间
[0018]α:励振位置
[0019]其结果是，由于第I滑尺线圈3及第2滑尺线圈4与刻度尺线圈5之间的电磁感应作用，在刻度尺线圈5产生下述的(3)式那样的感应电压V。
[0020]V = KIsin (k (X-a )) sin (ω t) (3)
[0021]其中，K:依赖于间隙g和励磁电流的角频率ω的传递系数
[0022]X:检测位置(移动体的移动位置)
[0023]在上述检测控制装置中，输入刻度尺线圈5的感应电压V，计算该感应电压V为O的励振位置α (即成为X= α的励振位置α)的值，并将该励振位置α作为移动体(滑尺I)的检测位置X而输出，且基于该励振位置α来调整第I励磁电流Ia及第2励磁电流Ib0即，以成为X= α的方式使励振位置α追随移动体(滑尺I)的位置X，并以成为感应电压V = O的方式进行控制，由此检测移动体(滑尺I)的位置X而输出。
[0024]专利文献1:日本特开2000-180107号公报
【发明内容】
[0025]然而，现实的电磁感应式位置检测器(线型刻度尺、旋转型刻度尺)存在制造误差、组装误差，因此上述的(3)式不成立，检测位置X伴随有误差。通常作为包含于检测位置X的误差，明显出现的是线圈间距周期的误差(对应于线圈间距的周期而周期性地变动的误差)，将其称为内插误差。
[0026]作为对检测位置X进行校正的方法，可考虑使用与电磁感应式位置检测器不同的高精度位置检测器，基于该高精度位置检测器的检测位置和电磁感应式位置检测器的检测位置X来取得校正数据的方法。然而，在该方法中，必须准备高精度位置检测器，因此成本升高，也花费时间和劳力。
[0027]因此，本发明鉴于上述的情况而作出，课题在于提供一种不需要与电磁感应式位置检测器不同的高精度位置检测器而通过电磁感应式位置检测器自身能够取得校正数据而进行检测位置的校正的电磁感应式位置检测器的检测位置校正方法。
[0028]解决上述课题的第I发明的电磁感应式位置检测器的检测位置校正方法中，上述电磁感应式位置检测器具有一次侧部件和二次侧部件，上述一次侧部件具备一次侧线圈，上述二次侧部件具备二次侧线圈，上述一次侧部件或上述二次侧部件安装于移动体而与上述移动体一起移动，上述一次侧线圈与上述二次侧线圈以相互平行且相向的方式配置，上述电磁感应式位置检测器的检测位置校正方法的特征在于，进行以下处理:检测位置取得处理，根据一定速度的速度指令值而使上述移动体移动，利用上述电磁感应式位置检测器检测上述移动体的位置而取得检测位置；一定速度判断处理，基于上述检测位置及上述二次侧线圈的线圈间距，或者基于上述检测位置、上述一定速度及上述移动体的移动时间，或者基于上述二次侧线圈的线圈间距、上述一定速度及上述移动体的移动时间，判断上述移动体在预定移动区间内以上述一定速度进行了移动这一情况；及校正数据取得处理，将上述移动区间内的任一线圈间距的始端位置所对应的检测位置设为基准检测位置，向上述基准检测位置加上从取得上述基准检测位置起的经过时间与上述一定速度的相乘值，由此求出近似理想位置，基于该近似理想位置和检测位置来取得校正数据。
[0029]另外，第2发明的电磁感应式位置检测器的检测位置校正方法以第I发明的电磁感应式位置检测器的检测位置校正方法为基础，其特征在于，在上述一定速度判断处理中，将上述移动区间设为相当于上述线圈间距P的η倍的区间，η为自然数，将上述移动体以上述一定速度S在上述移动区间内移动所需的移动时间设为T i，将上述移动区间的始端位置所对应的检测位置设为Xatl)，将上述移动区间的末端位置所对应的检测位置设为X(^T1)，将阈值设为土L，则在满足n*p-L彡X(VT1)-Xa0)彡n*p+L的条件时，判断为上述移动体在上述移动区间内以上述一定速度S进行了移动。
[0030]另外，第3发明的电磁感应式位置检测器的检测位置校正方法以第I发明的电磁感应式位置检测器的检测位置校正方法为基础，其特征在于，在上述一定速度判断处理中，将上述移动区间设为相当于上述线圈间距P的η倍的区间，η为自然数，将上述移动体以上述一定速度S在上述移动区间内移动所需的移动时间设为T i，将上述移动区间的始端位置所对应的检测位置设为Xatl)，将上述移动区间的末端位置所对应的检测位置设为X(VT1)，将阈值设为土L，则在满足S*TrL彡X(VT1)-Xa0)彡S*I\+L的条件时，判断为上述移动体在上述移动区间内以上述一定速度S进行了移动。
[0031]另外，第4发明的电磁感应式位置检测器的检测位置校正方法以第I发明的电磁感应式位置检测器的检测位置校正方法为基础，其特征在于，在上述一定速度判断处理中，将上述移动区间设为相当于上述线圈间距P的η倍的区间，η为自然数，将判断为上述移动体在上述移动区间内移动所需要的移动时间设为T2，将阈值设为土L，则在满足n*p-L彡S*T2> n*p+L的条件时，判断为上述移动体在上述移动区间内以上述一定速度S进行了移动。
[0032]另外，第5发明的电磁感应式位置检测器的检测位置校正方法以第I?第4发明中的任一电磁感应式位置检测器的检测位置校正方法为基础，其特征在于，在上述校正数据取得处理中，将取得了上述移动区间内的任一线圈间距P的始端位置所对应的检测位置时的时间设为h，将取得了上述移动区间内的另任一线圈间距P的末端位置所对应的检测位置时的时间设为h+T，将上述移动区间内的任一线圈间距P的始端位置所对应的检测位置设为基准检测位置Xatl),将取得上述基准检测位置XUtl)之后的经过时间t(m)设为t(m) = O?T，m为索引编号，将At固定而建立索引编号m与t(m)的对应关系，或者将Δχ固定而建立索引编号m与X(tQ+t(m))的对应关系，通过E (m) = X(t0) +S*t (m) -X(t0+t (m))的式子算出与索引编号m对应的校正数据E(m)。
[0033]另外，第6发明的电磁感应式位置检测器的检测位置校正方法以第I?第5发明中的任一电磁感应式位置检测器的检测位置校正方法为基础，其特征在于，将上述移动区间设为多个，在这多个移动区间取得校正数据，将这多个校正数据的平均值设为最终的校正数据。
[0034]另外，第7发明的电磁感应式位置检测器的检测位置校正方法以第I?第6发明中的任一电磁感应式位置检测器的检测位置校正方法为基础，其特征在于，对上述校正数据进行傅里叶变换，将上数j个量的光谱大的分量F(i)存储于存储器，其中i = O?j-1，从上述存储器读出分量F(i)，进行傅里叶逆变换而求出校正数据。
[0035]发明效果
[0036]根据第I发明的电磁感应式位置检测器的检测位置校正方法，上述电磁感应式位置检测器具有一次侧部件和二次侧部件，上述一次侧部件具备一次侧线圈，上述二次侧部件具备二次侧线圈，上述一次侧部件或上述二次侧部件安装于移动体而与上述移动体一起移动，上述一次侧线圈与上述二次侧线圈以相互平行且相向的方式配置，上述电磁感应式位置检测器的检测位置校正方法的特征在于，进行以下处理:检测位置取得处理，根据一定速度的速度指令值而使上述移动体移动，利用上述电磁感应式位置检测器检测上述移动体的位置而取得检测位置；一定速度判断处理，基于上述检测位置及上述二次侧线圈的线圈间距，或者基于上述检测位置、上述一定速度及上述移动体的移动时间，或者基于上述二次侧线圈的线圈间距、上述一定速度及上述移动体的移动时间，判断上述移动体在预定移动区间内以上述一定速度进行了移动这一情况；及校正数据取得处理，将上述移动区间内的任一线圈间距的始端位置所对应的检测位置设为基准检测位置，向上述基准检测位置加上从取得上述基准检测位置起的经过时间与上述一定速度的相乘值，由此求出近似理想位置，基于该近似理想位置和检测位置来取得校正数据，因此，不需要与电磁感应式位置检测器不同的高精度位置检测器，能够通过电磁感应式位置检测器自身取得校正数据而进行检测位置的校正。
[0037]根据第2发明的电磁感应式位置检测器的检测位置校正方法，以第I发明的电磁感应式位置检测器的检测位置校正方法为基础，其特征在于，在上述一定速度判断处理中，将上述移动区间设为相当于上述线圈间距P的η倍的区间，η为自然数，将上述移动体以上述一定速度S在上述移动区间内移动所需的移动时间设为T i，将上述移动区间的始端位置所对应的检测位置设为Xatl)，将上述移动区间的末端位置所对应的检测位置设为X(^T1)，将阈值设为土L，则在满足n*p-L彡X(VT1)-Xa0)彡n*p+L的条件时，判断为上述移动体在上述移动区间内以上述一定速度S进行了移动，因此，通过电磁感应式位置检测器自身能够容易且可靠地进行移动体的一定速度的判断。
[0038]根据第3发明的电磁感应式位置检测器的检测位置校正方法，以第I发明的电磁感应式位置检测器的检测位置校正方法为基础，其特征在于，在上述一定速度判断处理中，将上述移动