(57)【要約】【課題】入力軸の回転に応じて出力軸が動力伝達装置を介して回転するエンコーダについて、入力軸の回転位置と出力軸の回転位置との誤差を検出することができる試験装置を提供する。【解決手段】入力軸の回転に応じて出力軸が動力伝達装置を介して回転するエンコーダを試験する試験装置が、入力軸の回転を制御するとともに、入力軸の回転位置と出力軸の回転位置との誤差を検出する制御部を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸の回転に応じて出力軸が動力伝達装置を介して回転するエンコーダを試験する試験装置であって、
前記入力軸の回転を制御するとともに、前記入力軸の回転位置と前記出力軸の回転位置との誤差を検出する制御部、
を備えることを特徴とする試験装置。
【請求項２】
前記出力軸に負荷をかける負荷部、
を備え、
前記制御部は、
前記入力軸の回転と前記負荷部を介して前記出力軸にかける負荷とを制御するとともに、前記入力軸の回転位置と前記出力軸の回転位置との誤差を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の試験装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記負荷部を介して前記出力軸に負荷をかけた場合とかけない場合との差に基づいて、前記入力軸の回転位置と前記出力軸の回転位置との誤差を検出する、
ことを特徴とする請求項２に記載の試験装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記入力軸の回転位置を示す第１情報と関連付けて、前記負荷部を介して前記出力軸にかける負荷を示す第２情報が予め記憶されている記憶部と、
前記記憶部から読み出した第１情報に基づいて前記入力軸の回転位置を制御する入力軸制御部と、
前記第１情報と関連付けられている前記第２情報を読み出し、当該読み出した第２情報に基づいて、前記負荷部を介して前記出力軸にかける負荷を制御する負荷制御部と、
前記入力軸の回転位置と前記出力軸の回転位置との間の誤差を検出する検出部と、
を備えることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の試験装置。
【請求項５】
前記記憶部には、
前記第１情報と関連付けられて、複数のパターンの前記第２情報が予め記憶されており、
前記負荷制御部は、
前記複数のパターンのうちから選択されたいずれかのパターンの前記第２情報に基づいて、前記負荷部を介して前記出力軸にかける負荷を制御する、
ことを特徴とする請求項４に記載の試験装置。
【請求項６】
前記負荷制御部は、
前記複数のパターンから順に選択されたパターンの前記第２情報に基づいて、前記負荷部を介して前記出力軸にかける負荷を制御する、
ことを特徴とする請求項５に記載の試験装置。
【請求項７】
前記負荷制御部は、
前記複数のパターンから所定のパターンと同一又は類似するパターンの前記第２情報に基づいて、前記負荷部を介して前記出力軸にかける負荷を制御する、
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の試験装置。
【請求項８】
前記記憶部には、
前記第１情報と関連付けて、前記エンコーダが使用される場合に生じる負荷に基づいた前記第２情報が予め記憶されている、
ことを特徴とする請求項４から請求項７のいずれか１項に記載の試験装置。
【請求項９】
前記負荷部は、
前記制御部からの制御に基づいて、前記出力軸に負荷をかける負荷機、
を備えており、
前記制御部は、
前記負荷機に印加する電圧または電流に基づいて、前記負荷機が前記出力軸にかける負荷を算出し、当該算出した負荷に基づいて、前記負荷機による前記出力軸にかける負荷を制御する、
ことを特徴とする請求項２から請求項８のいずれか１項に記載の試験装置。
【請求項１０】
前記負荷機は、
前記制御部からの制御に基づいて、前記出力軸の１回転内における任意の角度位置において、当該角度位置に対応する負荷を前記出力軸にかける、
ことを特徴とする請求項９に記載の試験装置。
【請求項１１】
前記負荷部は、
前記制御部からの制御に基づいて、前記負荷機を制御する負荷制御装置、
を備えており、
前記負荷制御装置は、
前記制御部からの制御に基づいて、前記出力軸の１回転内における任意の角度位置において、前記負荷機を制御する、
ことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の試験装置。
【請求項１２】
前記負荷制御装置は、
電子負荷装置である、
ことを特徴とする請求項１１に記載の試験装置。
【請求項１３】
前記負荷機は、
サーボモータである、
ことを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の試験装置。
【請求項１４】
前記出力軸と前記負荷部との間に、前記出力軸にかかる負荷を測定する負荷検出器、
を備え、
前記制御部は、
前記負荷検出器が測定した負荷に基づいて、前記負荷部を介して前記出力軸にかける負荷を制御する、
ことを特徴とする請求項２から請求項１３のいずれか１項に記載の試験装置。
【請求項１５】
前記負荷部と前記出力軸とを接続する軸継手、
を備えることを特徴とする請求項２から請求項１４のいずれか１項に記載の試験装置。
【請求項１６】
前記エンコーダは、
前記入力軸の回転位置を検出する第１エンコーダと、
前記出力軸の回転位置を検出する第２エンコーダと、
を備えており、
前記制御部は、
前記第１エンコーダが検出した前記入力軸の回転位置に基づいて算出される前記出力軸の回転位置と、前記第２エンコーダが検出した前記出力軸の回転位置との差を算出することにより、前記入力軸の回転位置と前記出力軸の回転位置との誤差を検出する、
ことを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の試験装置。
【請求項１７】
前記入力軸の回転位置を検出する第１基準エンコーダ、
を備え、
前記制御部は、
前記第１基準エンコーダが検出した前記入力軸の回転位置に基づいて、前記入力軸の回転位置と前記出力軸の回転位置との誤差を検出する、
ことを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の試験装置。
【請求項１８】
前記出力軸の回転位置を検出する第２基準エンコーダ、
を備え、
前記制御部は、
前記第２基準エンコーダが検出した前記出力軸の回転位置に基づいて、前記入力軸の回転位置と前記出力軸の回転位置との誤差を検出する、
ことを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の試験装置。
【請求項１９】
前記検出された誤差を前記エンコーダに登録する登録部、
を備えることを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の試験装置。
【請求項２０】
入力軸の回転に応じて出力軸が動力伝達装置を介して回転するエンコーダを試験する試験装置において用いられる試験方法であって、
制御部が、前記入力軸の回転を制御するとともに、前記入力軸の回転位置と前記出力軸の回転位置との誤差を検出する、
ことを特徴とする試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力軸の回転に応じて出力軸が動力伝達装置を介して回転するエンコーダを試験する試験装置および試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被試験物としてインバータの出荷自動試験装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２７４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、被試験物として、入力軸の回転に応じて出力軸が動力伝達装置を介して回転するエンコーダの試験を行う場合、動力伝達装置のバックラッシュや負荷変動等が原因となり、入力軸の回転位置と出力軸の回転位置との間には誤差が生じる可能性がある。しかしながら、従来技術においては、入力軸の回転に応じて出力軸が動力伝達装置を介して回転するエンコーダの試験において、このような入力軸の回転位置と出力軸の回転位置との誤差を検出することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、入力軸の回転に応じて出力軸が動力伝達装置を介して回転するエンコーダについて、入力軸の回転位置と出力軸の回転位置との誤差を検出することができる試験装置および試験方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、入力軸の回転に応じて出力軸が動力伝達装置を介して回転するエンコーダを試験する試験装置であって、前記入力軸の回転を制御するとともに、前記入力軸の回転位置と前記出力軸の回転位置との誤差を検出する制御部、を備えることを特徴とする試験装置である。
【０００７】
また、この発明は、入力軸の回転に応じて出力軸が動力伝達装置を介して回転するエンコーダを試験する試験装置において用いられる試験方法であって、制御部が、前記入力軸の回転を制御するとともに、前記入力軸の回転位置と前記出力軸の回転位置との誤差を検出する、ことを特徴とする試験方法である。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、入力軸の回転に応じて出力軸が動力伝達装置を介して回転するエンコーダについて、入力軸の回転位置と出力軸の回転位置との誤差を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の第１実施形態による試験装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の図１における制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明の図２におけるコンピュータの構成の一例を示すブロック図である。
【図４】本発明の図３に示すパターン記憶部に記憶されているパターンの第１例と、このパターンの場合の測定結果の一例を示す波形図である。
【図５】本発明の図３に示すパターン記憶部に記憶されているパターンの第２例と、このパターンの場合の測定結果の一例を示す波形図である。
【図６】本発明の図３に示すパターン記憶部に記憶されているパターンの第３例と、このパターンの場合の測定結果の一例を示す波形図である。
【図７】本発明の図３に示すパターン記憶部に記憶されているパターンの第４例と、このパターンの場合の測定結果の一例を示す波形図である。
【図８】本発明の第１実施形態による試験装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】この発明の第２実施形態による試験装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の図９における制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】この発明の第３実施形態による試験装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の図１１における制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、この発明の一実施形態による試験装置１の構成を示す概略ブロック図である。ここでは、試験装置１が、エンコーダ１２を試験する場合について説明する。
【００１１】
まず、試験対象であるエンコーダ１２の構成について説明する。入力軸エンコーダ（第１エンコーダ）１２ａ、モータ１２ｂ、動力伝達装置１２ｃ、および、出力軸エンコーダ（第２エンコーダ）１２ｄ、を備えている。モータ１２ｂは、試験装置１からの制御に基づいて、入力軸１２ｘ（不図示）を回転させる。
【００１２】
動力伝達装置１２ｃは、予め定められている比率で、入力軸１２ｘの回転に応じて出力軸１２ｙを回転させる。動力伝達装置１２ｃは、たとえば、歯車、プーリー、タイミングベルト等、または、これらを組み合わせたものを用いて減速する装置である。エンコーダ１２の出力軸１２ｙは、後述するように軸継手１３を介して負荷部１８の負荷機１６に接続されている。
【００１３】
第１エンコーダ１２ａは、入力軸１２ｘの１回転内における回転位置を検出する。第２エンコーダ１２ｄは、出力軸１２ｙの１回転内における回転位置を検出する。この第１エンコーダ１２ａまたは第２エンコーダ１２ｄは、たとえば、光学式または磁気式のロータリーエンコーダである。
【００１４】
このエンコーダ１２は、たとえば、第１エンコーダ１２ａと第２エンコーダ１２ｄとの出力を動力伝達装置１２ｃの伝達比率に基づいて合成することにより、第２エンコーダ１２ｄが１回転する間において、任意の角度位置を検出することができるエンコーダとして機能することができる。このようなエンコーダ１２は、バッテリーが不要なアブソリュートエンコーダであって、たとえば、ロボット等の関節部分に用いられる。
【００１５】
次に、試験装置１の構成について説明する。試験装置１は、制御部１１、軸継手１３、および、負荷部１８を備えている。この負荷部１８は、負荷機１６と負荷制御装置１７とを備えている。
【００１６】
負荷機１６は、負荷制御装置１７とケーブルを介して接続されている。また、制御部１１は、エンコーダ１２とケーブルを介して接続されており、負荷制御装置１７ともケーブルを介して接続されている。
【００１７】
軸継手１３は、負荷部１８の負荷機１６とエンコーダ１２の出力軸１２ｙとを接続する。この軸継手１３は、たとえば、カップリングまたはジョイントである。
【００１８】
負荷機１６は、制御部１１による負荷制御装置１７を介した制御に基づいて、出力軸１２ｙに負荷をかける。この負荷機１６は、たとえば、サーボモータであり、制御部１１からの制御に基づいて、出力軸１２ｙの１回転内における任意の入力軸１２ｘの角度位置において、当該角度位置に対応する負荷を出力軸１２ｙにかけることができる。
【００１９】
負荷制御装置１７は、制御部１１からの制御に基づいて、負荷機１６を制御する。この負荷制御装置１７は、たとえば、電子負荷装置であり、制御部１１からの制御に基づいて、出力軸１２ｙの１回転内における任意の入力軸１２ｘの角度位置において、負荷機１６を制御することができる。
【００２０】
上述した負荷機１６と負荷制御装置１７とを備える負荷部１８は、制御部１１の制御に基づいて、軸継手１３を介して、出力軸１２ｙに負荷をかける。特に、負荷機１６は、たとえば、サーボモータであって、出力軸１２ｙの１回転内における任意の入力軸１２ｘの角度位置において、当該角度位置に対応する負荷を出力軸１２ｙにかけることができるくらいに応答が速い。また、負荷制御装置１７は、たとえば、電子負荷装置であって、出力軸１２ｙの１回転内における任意の入力軸１２ｘの角度位置において、負荷機１６を制御することができるくらいに応答が速い。そのために、この負荷部１８は、出力軸１２ｙの１回転内における任意の入力軸１２ｘの角度位置において、制御部１１の制御に基づいて、軸継手１３を介して、出力軸１２ｙに任意の負荷をかけることができる。
【００２１】
このように負荷部１８について、応答の速い負荷機１６（サーボモータ）と応答の速い負荷制御装置１７を使用することにより、この試験装置１は、出力軸１２ｙに、一定の負荷だけではなく回転動作中に急速に負荷を加えたり、急速に無負荷状態にしたりするなどの試験を行うことができる。よって、後述するように、本実施形態による試験装置１が試験を行うエンコーダ１２を、たとえば、ロボットなどに組み込んだ状態を再現し試験を行うことでより正確な補正値を得ることができる。
【００２２】
制御部１１は、入力軸１２ｘの回転と負荷部１８を介して出力軸１２ｙにかける負荷とを制御するとともに、入力軸１２ｘの回転位置と出力軸１２ｙの回転位置との誤差を検出する。具体的には、制御部１１は、入力軸エンコーダ１２ａが検出した入力軸１２ｘの回転位置に基づいて算出される出力軸１２ｙの回転位置と、出力軸エンコーダ１２ｄが検出した出力軸１２ｙの回転位置との差を算出することにより、入力軸１２ｘの回転位置と出力軸１２ｙの回転位置との誤差を検出する。
【００２３】
ここでいう誤差とは、上述した入力軸エンコーダ１２ａが検出した入力軸１２ｘの回転位置に基づいて算出される出力軸１２ｙの回転位置、すなわち、理想的な出力軸１２ｙの回転位置に対しての、出力軸エンコーダ１２ｄが検出した出力軸１２ｙの回転位置、すなわち、実際に測定された出力軸１２ｙの回転位置の、誤差である。
【００２４】
なお、制御部１１が、入力軸エンコーダ１２ａが検出した入力軸１２ｘの回転位置に基づいて算出される出力軸１２ｙの回転位置を算出するには、動力伝達装置１２ｃの予め定められている比率を用いて、算出される。
【００２５】
または、制御部１１は、負荷部１８を介して出力軸１２ｙに負荷をかけた場合とかけない場合との差に基づいて、入力軸１２ｘの回転位置と出力軸１２ｙの回転位置との誤差を検出してもよい。すなわち、制御部１１は、出力軸１２ｙにかける負荷を無負荷とした状態で検出した入力軸１２ｘまたは出力軸１２ｙの回転位置と、負荷をかけた状態で検出した入力軸１２ｘまたは出力軸１２ｙの回転位置との差を、それぞれの場合において、入力軸エンコーダ１２ａが検出した入力軸１２ｘの回転位置に基づいて算出される出力軸１２ｙの回転位置が同じ回転位置で算出し、この算出した差を、各角度位置における誤差として検出してもよい。
【００２６】
ここでいう誤差とは、上述した誤差に、更に、負荷がある場合とない場合とにおける誤差を含めた、誤差である。
【００２７】
また、制御部１１は、負荷制御装置１７を介して負荷機１６に印加する電圧または電流に基づいて、負荷機１６が出力軸１２ｙにかける負荷を算出し、当該算出した負荷に基づいて、負荷機１６による出力軸１２ｙにかける負荷を制御する。
【００２８】
次に、図２と図３とを用いて、制御部１１の構成の一例について説明する。なお、以降の図において、対応する構成には同一の符号を付け、その説明を省略する。
【００２９】
まず、図２に示すように、制御部１１は、コンピュータ１９と、制御器（入力軸制御部）１１ａと、計測器１１ｂと、モータドライバ１１ｃと、負荷制御部１１ｄと、登録部１１ｅと、を備えている。
【００３０】
また、図３に示すように、このコンピュータ１９は、ＣＰＵ１９ａと、ＲＡＭ１９ｂと、記憶部１９ｃと、バスインタフェース１９ｄと、を備えている。ＣＰＵ１９ａは、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、コンピュータ１９内の各構成を制御する。ＲＡＭ１９ｂは、たとえば、ＲＡＭ（Random Access Memory）であり、コンピュータ１９で処理される情報を、一時的に記憶する場合に用いられる。
【００３１】
記憶部１９ｃは、試験プログラム記憶部１９ｃ１と、パターン記憶部１９ｃ２と、結果記憶部１９ｃ３とを、備えている。この記憶部１９ｃは、たとえば、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリや、ＣＤ−ＲＯＭ等の読み出しのみが可能な記憶媒体、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）のような揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成されている。
【００３２】
試験プログラム記憶部１９ｃ１には、本実施形態においてエンコーダ１２を試験するためのプログラムであって、制御部１１内の上述した各構成を制御するプログラムが予め記憶されている。ＣＰＵ１９ａは、試験プログラム記憶部１９ｃ１から読み出したプログラムに基づいて、制御部１１内の上述した各構成を制御する。
【００３３】
パターン記憶部１９ｃ２には、入力軸１２ｘの回転位置を示す第１情報と関連付けて、負荷部１８を介して出力軸１２ｙにかける負荷を示す第２情報が予め記憶されている。このパターン記憶部１９ｃ２には、たとえば、第１情報と関連付けられて、複数のパターンの第２情報が予め記憶されている。また、このパターン記憶部１９ｃ２には、第１情報と関連付けて、エンコーダ１２が使用される場合に生じる負荷に基づいた第２情報が予め記憶されている。このパターンは、たとえば、エンコーダ１２が実際に使用される場合に、エンコーダ１２の出力軸１２ｙにかかる負荷を再現するようにして、予め作成されている。
【００３４】
たとえば、図４（ｂ）、図５（ｂ）、図６（ｂ）、および、図７（ｂ）に示すように、パターン記憶部１９ｃ２には、第１情報と関連付けられて、複数のパターンの第２情報が予め記憶されている。
【００３５】
図４（ｂ）は、たとえば、出力軸１２ｙにかける負荷が無負荷の場合に、パターン記憶部１９ｃ２に記憶されているパターンである。なお、たとえば、上述したように、制御部１１は、出力軸１２ｙにかける負荷を無負荷とする状態で検査する場合があるが、この場合、制御部１１は、この図４（ｂ）に示すパターンを用いるようにしてもよい。
【００３６】
図５（ｂ）は、たとえば、出力軸１２ｙにかける負荷が、出力軸１２ｙの角度位置が０度から９０度までは０であり、角度位置が９０度から２７０度までは所定の値の固定値であり、角度位置が２７０度から３６０度までは０である場合に、パターン記憶部１９ｃ２に記憶されているパターンである。
【００３７】
図６（ｂ）は、たとえば、出力軸１２ｙにかける負荷が、出力軸１２ｙの角度位置が０度から８０度までは０であり、８０度から１５０度までは第１の所定の値から第２の所定の値まで線形に負荷が増大し、角度位置が１５０度から２１０度までは第２の所定の値で固定値であり、角度位置が２１０度から３６０度までは０である場合に、パターン記憶部１９ｃ２に記憶されているパターンである。
【００３８】
図７（ｂ）は、たとえば、出力軸１２ｙにかける負荷が、出力軸１２ｙの角度位置が０度から２０度までは０であり、２０度から１００度までは０から第３の所定の値まで線形に負荷が増大し、１００度から１８０度までは０から第３の所定の値まで線形に負荷が増大し、１８０度から２６０度までは０から第３の所定の値まで線形に負荷が増大し、２６０度から３４０度までは０から第３の所定の値まで線形に負荷が増大する場合に、パターン記憶部１９ｃ２に記憶されているパターンである。すなわち、図７（ｂ）は、たとえば、出力軸１２ｙにかける負荷が、ノコギリ状の場合に、パターン記憶部１９ｃ２に記憶されているパターンである。
【００３９】
結果記憶部１９ｃ３には、後述する検出部１９ａ１により検出された、計測器１１ｂから入力された入力軸１２ｘの回転位置と出力軸１２ｙの回転位置との間の誤差が記憶される。また、この結果記憶部１９ｃ３には、パターンを示す情報ととともに、当該パターンの負荷をかけた場合に測定された誤差が、関連付けられて記憶されてもよい。
【００４０】
たとえば、図４（ｂ）に示すパターンの場合に検出された誤差が、図４（ａ）として、結果記憶部１９ｃ３には記憶される。また、たとえば、図５（ｂ）に示すパターンの場合に検出された誤差が、図５（ａ）として、結果記憶部１９ｃ３には記憶される。また、たとえば、図６（ｂ）に示すパターンの場合に検出された誤差が、図６（ａ）として、結果記憶部１９ｃ３には記憶される。また、たとえば、図７（ｂ）に示すパターンの場合に検出された誤差が、図７（ａ）として、結果記憶部１９ｃ３には記憶される。
【００４１】
図３に示すバスインタフェース１９ｄは、図２に示した制御器１１ａ、計測器１１ｂ、登録部１１ｅと、自コンピュータ１９とを接続させる。たとえば、ＣＰＵ１９ａは、バスインタフェース１９ｄを介して、図２の制御器１１ａ、計測器１１ｂ、登録部１１ｅと接続されており、バスインタフェース１９ｄを介して、これら構成を制御する。
【００４２】
図２の説明にもどり、制御器１１ａは、コンピュータ１９に制御されて、パターン記憶部１９ｃ２から読み出した第１情報に基づいて入力軸１２ｘの回転位置を制御する。たとえば、制御器１１ａは、モータドライバ１１ｃを介して、モータ１２ｂを制御して回転させることにより、入力軸１２ｘの回転位置を制御する。モータドライバ１１ｃは、制御器１１ａの制御に基づいて、モータ１２ｂの種類や制御方法にあわせて、モータ１２ｂを回転させる。
【００４３】
負荷制御部１１ｄは、コンピュータ１９に制御されて、第１情報と関連付けられている第２情報をパターン記憶部１９ｃ２から読み出し、当該読み出した第２情報に基づいて、負荷部１８を介して出力軸１２ｙにかける負荷を制御する。また、負荷制御部１１ｄは、複数のパターンのうちから選択されたいずれかのパターンの第２情報に基づいて、負荷部１８を介して出力軸１２ｙにかける負荷を制御する。本実施形態においては、負荷制御部１１ｄは、複数のパターンから順に選択されたパターンの第２情報に基づいて、負荷部１８を介して出力軸１２ｙにかける負荷を制御する。
【００４４】
計測器１１ｂは、第１エンコーダ１２ａから入力軸１２ｘの角度位置を示す第１信号を入力され、この入力された第１信号を、ＣＰＵ１９ａが読み取れるような形式に変換して、入力軸１２ｘの回転位置としてＣＰＵ１９ａに出力する。また、計測器１１ｂは、第２エンコーダ１２ｄから出力軸１２ｙの角度位置を示す第２信号を入力され、この入力された第２信号を、ＣＰＵ１９ａが読み取れるような形式に変換して、出力軸１２ｙの回転位置としてＣＰＵ１９ａに出力する。
【００４５】
たとえば、計測器１１ｂは、入力された第１信号および第２信号を、それぞれＡＤ変換してもよい。また、この計測器１１ｂは、たとえば、第１信号および第２信号を、それぞれ内挿処理して、入力軸１２ｘの回転位置と出力軸１２ｙの回転位置とを求めるようにしてもよい。
【００４６】
図３に示すＣＰＵ１９ａが有する検出部１９ａ１は、計測器１１ｂから入力された入力軸１２ｘの回転位置と出力軸１２ｙの回転位置との間の誤差を検出する。この検出部１９ａ１は、検出した誤差を、結果記憶部１９ｃ３に記憶させる。なお、この検出部１９ａ１は、検出した誤差を、結果記憶部１９ｃ３に記憶させる場合に、当該選択されたパターンを示す情報とともに、このパターンを用いて検出された誤差を、結果記憶部１９ｃ３に記憶させる。
【００４７】
図２に示す登録部１１ｅは、検出された誤差をエンコーダ１２またはエンコーダ１２を制御する上位制御装置に登録する。たとえば、図３に示すＣＰＵ１９ａが結果記憶部１９ｃ３に記憶された結果を読み出し、ＣＰＵ１９ａが、この読み出した結果を、登録部１１ｅを介して、エンコーダ１２またはエンコーダ１２を制御する上位制御装置に登録させる。
【００４８】
次に、図８を用いて、上述した試験装置１の動作の一例を説明する。ここでは、制御部１１が、負荷部１８を介して出力軸１２ｙに負荷をかけた場合とかけない場合との差に基づいて、入力軸１２ｘの回転位置と出力軸１２ｙの回転位置との誤差を検出する場合について説明する。
【００４９】
まず、制御部１１のコンピュータ１９において、ＣＰＵ１９ａは、記憶部１９ｃの試験プログラム記憶部１９ｃ１に格納されているプログラムを読み出し、読み出したプログラムを実行することにより、その後の処理を順に実行する（ステップＳ１）。
【００５０】
次に、ＣＰＵ１９ａは、記憶部１９ｃのパターン記憶部１９ｃ２から順に読み出して選択したパターンに基づいて、まず、負荷部１８による負荷をエンコーダ１２の出力軸１２ｙにかけない状態で、制御器１１ａを介して、エンコーダ１２を正転逆転の回転駆動をさせる（ステップＳ２）。
【００５１】
たとえば、ＣＰＵ１９ａは、記憶部１９ｃのパターン記憶部１９ｃ２から読み出した図４（ｂ）に示したパターンに基づいて、負荷部１８による負荷をエンコーダ１２の出力軸１２ｙにかけない状態で、制御器１１ａを介して、エンコーダ１２を正転逆転の回転駆動をさせる。
【００５２】
次に、ＣＰＵ１９ａは、出力軸エンコーダ１２ｄからの角度信号と入力軸エンコーダ１２ａからの角度信号を計測部１１ｂとを、計測器１１ｂを介して読み取り、読み取った信号を、コンピュータ１９内の記憶部（たとえば、ＲＡＭ１９ｂ）に記憶する（ステップＳ３）。
【００５３】
次に、ＣＰＵ１９ａは、負荷部１８を用いた測定を行う。たとえば、ＣＰＵ１９ａは、負荷制御部１１ｄを介して負荷制御装置１７に指令を出して、負荷機１６への電流値を変更した後、エンコーダ１２を回転させる（ステップＳ４）。
【００５４】
たとえば、ＣＰＵ１９ａは、記憶部１９ｃのパターン記憶部１９ｃ２から図５（ｂ）、図６（ｂ）、および、図７（ｂ）に示したパターンを順に読み出し、この読み出して選択したパターンに基づいて、負荷制御部１１ｄを介して負荷制御装置１７に指令を出して、負荷機１６への電流値を変更した後、エンコーダ１２を回転させる。
【００５５】
なお、このステップＳ４において、ＣＰＵ１９ａは、ステップＳ３の場合と同様に、出力軸エンコーダ１２ｄからの角度信号と入力軸エンコーダ１２ａからの角度信号を、コンピュータ１９内の記憶部（たとえば、ＲＡＭ１９ｂ）に記憶する。
【００５６】
上述したように、本実施形態による試験装置１は、負荷機１６としてサーボモータを使用している。そして、外部からの力で回転した時、サーボモータから出る電流値を測定し、サーボモータのトルク定数と測定した電流値を乗算した値を負荷（負荷トルク）値としている。よって、この場合、ＣＰＵ１９ａは、実際にエンコーダ１２に加えている負荷に基づいて、負荷制御部１１ｄを介して、負荷機１６としてサーボモータを制御することができる。
【００５７】
次に、ＣＰＵ１９ａは、記憶部（たとえば、ＲＡＭ１９ｂ）内に記憶されている最初の測定（ステップＳ２での無負荷の場合の測定）の値と、負荷機１６を用いた測定（ステップＳ４で負荷をかけた場合の測定）の値とを、比較する（差を算出する）（ステップＳ５）。
【００５８】
これは、たとえば、取り付け誤差や、バックラッシュや、負荷変動の影響で、出力軸エンコーダ１２ｄの角度信号にズレが発生する可能性があるためである。そして、ＣＰＵ１９ａは、この値をコンピュータ１９内部の記憶部で入力軸エンコーダ１２ａの値を基に、出力軸エンコーダ１２ｄのズレ量を算出し補正値を算出する。
【００５９】
次に、ＣＰＵ１９ａは、上述したステップＳ４の操作と同様に、コンピュータ１９からの負荷制御装置１７へ指令を出して別の電流値に変更し、負荷部１８を用いた測定を何度か繰り返し行う（ステップＳ６）。
【００６０】
最終的に、ＣＰＵ１９ａは、負荷を加えた状態で補正値を算出し、この補正値を、エンコーダ１２内部にある記憶部、または、エンコーダ１２を制御する上位装置が有する記憶部に、登録部１１ｅを介して書き込みを行う（ステップＳ７）。
【００６１】
このようにエンコーダ１２ごとの補正値が記憶されることになる。そして、このエンコーダ１２を実際に用いる場合に、エンコーダ１２、または、エンコーダ１２を制御する上位装置が、この記憶されている補正値により、入力軸の回転位置に基づいて出力軸の回転位置を補正する。
【００６２】
これにより、本実施形態による試験装置１によりエンコーダ１２ごとの補正値が記憶されたエンコーダ１２は、動力伝達装置のバックラッシュや負荷変動等が原因となり、入力軸の回転位置と出力軸の回転位置との間には誤差が生じる可能性がある場合であっても、入力軸の回転位置を制御することにより、出力軸の回転位置を制御することが可能となる。
【００６３】
上述した第１実施形態による試験装置１によれば、入力軸１２ｘの回転に応じて出力軸１２ｙが動力伝達装置１２ｃを介して回転するエンコーダ１２を試験する試験装置１の制御部１１が、入力軸１２ｘの回転を制御するとともに、入力軸１２ｘの回転位置と出力軸１２ｙの回転位置との誤差を検出する。これにより、第１実施形態による試験装置１は、入力軸１２ｘの回転に応じて出力軸１２ｙが動力伝達装置１２ｃを介して回転するエンコーダ１２について、入力軸１２ｘの回転位置と出力軸１２ｙの回転位置との誤差を検出することができる。
【００６４】
なお、上述した負荷機１６は、たとえば、減速機付きサーボモータで構成されていることが好ましい。これは、次のような理由のためである。エンコーダ１２は動力伝達装置１２ｃを使用しているため、エンコーダ１２の出力軸１２ｙには、大きなトルクが発生する。このため、このエンコーダ１２の出力軸１２ｙに付加をかける負荷機１６には、大きな負荷トルクが必要になる。このように、負荷機もこれに見合う大きな負荷トルクを発生する必要があるため、減速機付きサーボモータを使用している。なお、サーボモータ側では、減速比分だけ増速されることになるので、高速で速やかに回転する必要があり、サーボモータを使用することで正確な負荷トルクを発生することが出来る。
【００６５】
また、上述した第１実施形態によれば、負荷機および電子負荷装置は、コンピュータなどを用いた制御装置により制御されているので、プログラムの設定により負荷装置による負荷量を可変させながら、２つのエンコーダ誤差検出が可能である。また、この誤差量から出力軸エンコーダの補正量を算出し、モータ側入力エンコーダへの補正値入力が可能である。
【００６６】
なお、たとえば、試験装置が試験対象とするエンコーダが、ロボット等に用いられる場合には、このエンコーダを試験するための負荷変動のパターン数は膨大となる。そして、試験装置が、この膨大なパターン数の負荷変動について誤差を測定するには、多くの時間を要する可能性がある。
【００６７】
上述した第１実施形態による試験装置１によれば、予め設定された複数のパターンの中から順に選択されたパターンによって、試験を行う。よって、膨大なパターン数がある場合であっても、容易に、かつ、短時間で、試験することができる。
【００６８】
＜第２実施形態＞
次に図９を用いて、第２実施形態による試験装置１の構成について説明する。この図９に示す第２実施形態においては、図１に示す第１実施形態による試験装置１に、更に、トルク検出器（負荷検出器）２１が取り付けられている。例えば、図１に示す軸継手１３と負荷機１６との間にトルク検出器２１と第２軸継手２０とを取り付け、トルク検出器２１と制御部１１とは、ケーブルによって接続されている。
【００６９】
具体的には、トルク検出器２１の第１の接続端子には、軸継手１３を介して、エンコーダ１２の出力軸１２ｙが接続されている。そして、トルク検出器２１の第２の接続端子には、第２軸継手２０を介して、負荷機１６が接続されている。そして、このトルク検出器２１は、第１の接続端子と第２の接続端子との間のねじれに基づいて負荷を検出し、この検出した負荷を出力する。
【００７０】
このようにして、トルク検出器２１は、出力軸１２ｙと負荷部１８との間に、出力軸１２ｙにかかる負荷を測定する。また、制御部１１は、トルク検出器２１が測定した負荷に基づいて、負荷部１８を介して出力軸１２ｙにかける負荷を制御する。
【００７１】
トルク検出器２１とコンピュータ１９との接続として、たとえば、図１０に示す様にトルク検出器２１をコンピュータ１９に接続する。これ以外に、トルク検出器２１を、制御器１１ａや計測器１１ｂに接続してもよい。
【００７２】
図１の第１実施形態では、サーボモータのトルク定数と測定した電流値を乗算した値を、エンコーダ１２の出力軸１２ｙにかける負荷トルク値としているが、実際にはモータが回転することで生じる摩擦トルクや、減速機が回転することで生じる摩擦トルクなどを加味して負荷トルクを決定しないと、正確な負荷トルクを加える事ができない可能性がある。このような場合、エンコーダ１２の出力軸１２ｙに、高精度の負荷トルクを加えるには、トルク検出器を取り付けると好適である。
【００７３】
この第２実施形態では、軸継手１３と負荷機１６との間に、トルク検出器２１を取り付けることにより、負荷機１６で発生している負荷トルクを直接に高精度な実測値を用いて試験ができる。
【００７４】
次に、図９に示す第２実施形態による試験装置１の動作を説明する。主な動作は図８を用いて説明した第１実施形態による試験装置１の動作と同様であるが、図８のステップＳ４における負荷トルクの制御時において、負荷制御装置１７の電流値と負荷機１６のサーボモータのトルク定数を乗算した値を用いず、トルク検出器２１にコンピュータ１９から指令を出し、より正確な実測負荷トルク値をトルク検出器２１からコンピュータ１９へ送るようにする点が異なる。
【００７５】
上述したように、第２実施形態による試験装置１は、トルク検出器２１を備えていることにより、モータが回転することで生じる摩擦トルクや、減速機が回転することで生じる摩擦トルクなどを加味して負荷トルクを決定しないと、正確な負荷トルクを加える事ができない可能性がある場合であっても、エンコーダ１２の出力軸１２ｙに、正確な負荷トルクを加える事ができる。よって、エンコーダ１２の試験を、より正確にできる。
【００７６】
＜第３実施形態＞
次に、図１１を用いて、第３実施形態による試験装置１の構成について説明する。この図１１に示す第３実施形態においては、図１に示す第１実施形態による試験装置１に、更に、エンコーダ１２の入力軸ｘの回転角度を正確に検出する第１基準エンコーダ２３が追加されている。
【００７７】
この第１基準エンコーダ２３は、試験する段階のみエンコーダ１２に取り付けられるエンコーダであり、入力軸エンコーダ１２ａよりも高精度のエンコーダである。そして、第３実施形態による試験装置１は、この第１基準エンコーダ２３の角度信号を基準にして減速機の角度誤差や組み立て誤差を測定する。
【００７８】
このように、第１基準エンコーダ２３は、入力軸１２ｘの回転位置を検出する。そして、制御部１１は、第１基準エンコーダ２３が検出した入力軸１２ｘの回転位置に基づいて、入力軸１２ｘの回転位置と出力軸１２ｙの回転位置との誤差を検出する。
【００７９】
このような第１基準エンコーダ２３を使用することにより、入力軸エンコーダ１２ａの回転角度誤差やモータ１２ｂへの取り付け誤差の影響が無くなり、さらに高精度で角度誤差を検出できるという特徴がある。
【００８０】
次に、図９に示す第３実施形態による試験装置１の動作を説明する。主な動作は図８を用いて説明した第１実施形態による試験装置１の動作と同様であるが、図８のステップＳ３における出力軸エンコーダ１２ｄからの角度信号と入力軸エンコーダ１２ａからの角度信号とを、コンピュータ１９内の記憶部に記憶する際、追加した第１基準エンコーダ２３の角度信号も同時にコンピュータ１９内の記憶部に取り込む点が異なる。
【００８１】
そして、図８のステップＳ５において、ＣＰＵ１９ａは、追加した第１基準エンコーダ２３の角度信号を用いることにより、入力軸エンコーダ１２ａがもつ角度誤差を検出する。また、図８のステップＳ７において、ＣＰＵ１９ａは、エンコーダ１２内部にある記憶部、または、エンコーダ１２を制御する上位制御装置が有する記憶部に、書き込む。
【００８２】
このような第１基準エンコーダを使用することにより、入力軸エンコーダ１２ａの回転角度誤差やモータ１２ｂへの取り付け誤差の影響が無くなり、さらに高精度で角度誤差を検出できるという特徴がある。
【００８３】
なお、上記に説明した第３実施形態においては、エンコーダ１２の入力軸ｘの回転角度を正確に検出する第１基準エンコーダ２３を備える場合について説明したが、エンコーダ１２の出力軸１２ｙの回転角度を正確に検出する第２基準エンコーダを備えるようにしてもよい。
【００８４】
すなわち、出力軸１２ｙの回転位置を検出する第２基準エンコーダを備えるようにしてもよい。そして、制御部１１は、第２基準エンコーダ１２が検出した出力軸１２ｙの回転位置に基づいて、入力軸１２ｘの回転位置と出力軸１２ｙの回転位置との誤差を検出するようにしてもよい。
【００８５】
このような第２基準エンコーダを使用することにより、出力軸エンコーダ１２ｄの回転角度誤差やモータ１２ｂへの取り付け誤差の影響が無くなり、さらに高精度で角度誤差を検出できるという特徴がある。
【００８６】
なお、本実施形態による試験装置１として、第３の実施形態においては、上述した第１基準エンコーダと第２基準エンコーダとのうちいずれか一方のみを用いてもよいし、両方を組み合わせて用いてもよい。また、本実施形態による試験装置１として、第１から第３の実施形態を、それぞれ、任意に組み合わせて用いてもよい。
【００８７】
なお、負荷制御部１１ｄは、複数のパターンから所定のパターンと同一又は類似するパターンの第２情報に基づいて、負荷部１８を介して出力軸１２ｙにかける負荷を制御してもよい。たとえば、パターン記憶部１９ｃ２には、入力軸１２ｘの回転位置を示す第１情報と関連付けて、負荷部１８を介して出力軸１２ｙにかける負荷を示す第２情報が予め記憶されているが、このパターンとして、同一又は類似する第１パターンと第２パターンとがあるとしてもよい。
【００８８】
そして、制御部１１は、パターン記憶部１９ｃ２から読み出した第１パターンと第２パターンとに基づいて、それぞれ測定する。その後、制御部１１は、第１パターンで測定した結果と、第２パターンで測定した結果との差を求めて、これを誤差とする。このようにすることにより、試験装置１は、同一のパターンにおける誤差、または、類似しているパターン間の誤差に基づいて、エンコーダ１２の誤差を検出することができる。
【００８９】
また、上述した実施形態の説明では、電子負荷装置と負荷機を用いた装置を述べたが、負荷として磁性流体や摩擦負荷などを用いてもよい。
【００９０】
なお、上述したように、制御部１１はメモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）により構成され、制御部１１の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよいし、また、この制御部１１は専用のハードウェアにより実現されるものであってもよい。
【００９１】
また、図１における制御部１１の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、制御部１１による上述した処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００９２】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００９３】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００９４】
１１…制御部、１１ａ…制御器（入力軸制御部）、１１ｂ…計測器、１１ｃ…モータドライバ、１１ｄ…負荷制御部、１１ｅ…登録部、１２…エンコーダ、１２ａ…入力軸エンコーダ（第１エンコーダ）、１２ｂ…モータ１２ｂ…動力伝達装置、１２ｄ…出力軸エンコーダ（第２エンコーダ）、１２ｘ…入力軸、１２ｙ…出力軸、１３…軸継手、１６…負荷機、１７…負荷制御装置、１８…負荷部、１９…コンピュータ、２０…第２軸継手、２３…第１基準エンコーダ
【図１】
2011022069.tif 000003
【図２】
2011022069.tif 000004
【図３】
2011022069.tif 000005
【図４】
2011022069.tif 000006
【図５】
2011022069.tif 000007
【図６】
2011022069.tif 000008
【図７】
2011022069.tif 000009
【図８】
2011022069.tif 000010
【図９】
2011022069.tif 000011
【図１０】
2011022069.tif 000012
【図１１】
2011022069.tif 000013
【図１２】
2011022069.tif 000014