【手続補正書】
【提出日】平成24年1月6日(2012.1.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニアモータの駆動用として使用される直線方向に固定された複数の永久磁石に対して、空隙を介して配置された位置検出センサ部から、前記複数の永久磁石のうち連続して配置された２つの永久磁石（Ｎ−Ｓ・Ｓ−Ｎ）で構成されるポールピッチ毎に、１周期のＣＯＳ信号およびＳＩＮ信号として、検出される検出信号を、アナログ信号からデジタル信号へ変換するＡＤ変換器と、
前記デジタル信号に基づいて、前記ポールピッチ毎に、１周期内の内挿位置を算出する内挿位置算出部と、
第１の記憶部に記憶された、前記ポールピッチを周期として発生する内挿誤差を補正するための内挿誤差補正用パラメータを用いて、前記ポールピッチ毎に、内挿位置の誤差を補正する内挿誤差補正部と、
前記内挿位置算出部が算出した内挿位置のオーバーフローやアンダーフローにより、上位カウンタを算出する上位カウンタ算出部と、
第２の記憶部に記憶された、前記ポールピッチ毎に実際のポールピッチにおける平均ポールピッチに対するズレを表すシフト誤差を補正するためのシフト誤差補正用パラメータと、前記上位カウンタと、前記内挿誤差が補正された内挿位置とに基づいて、シフト誤差を補正しつつ、リニアエンコーダの位置を算出するシフト誤差補正部と、
を備える、リニアエンコーダの信号処理装置。
【請求項２】
シフト誤差補正部は、前記シフト誤差の補正について、
前記永久磁石の配置のズレに起因する各ポールピッチの起点位置の前記平均ポールピッチの基準位置に対するズレを補正し、
その後、前記ポールピッチ毎の長さのばらつきに起因する内挿分割幅を補正する、請求項１記載のリニアエンコーダの信号処理装置。
【請求項３】
外部に取り付けられた基準位置算出部から出力される前記リニアエンコーダの位置の基準となる基準位置データと、前記内挿位置算出部が算出した内挿位置とに基づいて、前記基準位置データに対する前記内挿位置の１周期の差分を前記ポールピッチ毎に算出し、前記ポールピッチの内挿誤差補正用パラメータを前記第１の記憶部に記憶させる内挿誤差算出部と、
前記リニアエンコーダの全長をポールピッチの数で割った平均ポールピッチ長となった際の前記基準位置データと、前記内挿位置の信号がオーバーフローやアンダーフローする位置である各ポールピッチの起点とに基づいて、前記平均ポールピッチ長となった際の基準位置データと、その位置に一番近い前記起点とのズレを算出し、前記ポールピッチのシフト誤差補正用パラメータを前記第２の記憶部に記憶させるシフト誤差算出部と、
を備える、請求項２記載のリニアエンコーダの信号処理装置。
【請求項４】
前記第1の記憶部には、前記ポールピッチ毎の内挿誤差をポールピッチの数で平均された値が、内挿誤差補正用パラメータとして記憶される、請求項１〜３のいずれか１項記載のリニアエンコーダ信号処理装置。
【請求項５】
前記第1の記憶部には、前記ポールピッチ毎の内挿誤差がポールピッチの数だけ、内挿誤差補正用パラメータとして記憶される、請求項１〜３のいずれか１項記載のリニアエンコーダ信号処理装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載のリニアエンコーダ信号処理装置のリニアエンコーダの信号処理方法において、
前記内挿位置算出部にて、前記位置検出センサ部からのＣＯＳ信号およびＳＩＮ信号から前記各ポールピッチ毎に１周期の内挿位置を算出し、
前記上位カウンタ算出部にて、前記内挿位置演算部で算出された前記内挿位置のオーバーフローやアンダーフローにより、前記上位カウンタの値を算出し、
前記内挿誤差補正部にて、前記第１の記憶部から前記ポールピッチの内挿位置での前記内挿誤差補正用パラメータを読み出し、読み出した前記内挿誤差補正用パラメータを用いて、前記内挿位置の内挿誤差を補正して、補正内挿位置を算出し、
前記シフト誤差補正部にて、前記第２の記憶部から前記ポールピッチの前記シフト誤差補正用パラメータを読み出し、読み出したシフト誤差補正用パラメータを用い、前記補正内挿位置と前記上位カウンタとに基づいて、前記ポールピッチのシフト誤差を補正し、前記リニアエンコーダの位置を算出する、リニアエンコーダの信号処理方法。
【請求項７】
請求項３記載のリニアエンコーダの信号処理装置のリニアエンコーダの信号処理方法において、
前記基準位置算出部にて、基準位置データを算出し、
前記内挿誤差算出部にて、前記内挿位置算出部が算出した内挿位置のオーバーフローやアンダーフローする起点から次のオーバーフローやアンダーフローする起点までの１周期について、前記基準位置データとの差分を、前記ポールピッチの内挿誤差としてポールピッチの数だけ算出し、前記第１の記憶部に、その時の前記上位カウンタ値とともに内挿誤差補正用パラメータとして記憶し、
前記シフト誤差算出部にて、前記基準位置データがリニアエンコーダ全長をポールピッチの数で割った平均ポールピッチ進んだ時の基準位置データと、その位置に一番近い前記起点とのズレを示すポールピッチのシフト誤差を算出し、前記第２の記憶部に算出された前記上位カウンタの値と、前記シフト誤差とを対応させて記憶する、リニアエンコーダの信号処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
本発明の一観点による信号処理装置は、リニアモータの駆動用として使用される直線方向に固定された複数の永久磁石と、前記永久磁石に空隙を介して配置された複数の磁界検出素子からなり前記複数の永久磁石のうち連続して配置された２つの永久磁石（Ｎ−Ｓ・Ｓ−Ｎ）で構成される各ポールピッチ毎に１周期のＣＯＳ信号およびＳＩＮ信号を検出する位置検出センサ部と、前記位置検出センサ部から出力される検出信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換して取り込むＡＤ変換器と前記デジタル信号をもとに前記各ポールピッチ毎に１周期内の内挿位置を算出する内挿位置算出部と前記内挿位置のオーバーフローやアンダーフローによって上位カウンタを算出する上位カウンタ算出部とからなるリニアエンコーダ信号処理装置において、前記ポールピッチを周期として発生する内挿誤差を補正するための内挿誤差補正用パラメータを記憶する第１の記憶部と、前記内挿誤差補正パラメータを用い前記ポールピッチ毎の内挿位置の誤差を補正する内挿誤差補正部と前記内挿位置の信号がオーバーフローやアンダーフローする点を各ポールピッチの起点として、エンコーダ全長をポールピッチの数で割った平均ポールピッチごとの基準位置と前記起点位置とのズレを示すシフト誤差を補正するためのシフト誤差補正用パラメータを記憶する第２の記憶部とを有し、前記位置検出センサ部からの１周期のＣＯＳ信号とＳＩＮ信号を用い逆正接演算から内挿位置信号を演算し、この内挿位置信号を、前記内挿誤差補正用パラメータを用いて補正し、補正内挿位置信号を求め、前記補正内挿位置信号から前記シフト誤差補正用パラメータと前記上位カウンタの値を用いてシフト誤差を補正しリニアエンコーダの位置を算出するようにしたことを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
この信号処理装置は、前記シフト誤差の補正を前記永久磁石の配置のズレによる各ポールピッチの前記起点のズレを補正した後、ポールピッチの長さのばらつきに起因する内挿分割幅の補正をしてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
この信号処理装置は、外部に取り付けられ基準位置データを出力する基準位置算出部と、前記基準位置算出部から出力される基準位置データと前記内挿位置算出部から出力される内挿位置信号および前記上位カウンタ算出部の出力を取り込み基準位置データと内挿位置信号を出力する位置データ取得部と、前記位置データ取得部で取り込まれた基準位置データと内挿位置信号がオーバーフローやアンダーフローする起点から次にオーバーフローやアンダーフローする起点までの１周期の内挿位置信号との差分を前記ポールピッチの内挿誤差としてポールピッチの数だけ算出する内挿誤差算出部と、前記基準位置がエンコーダ全長をポールピッチの数で割った平均ポールピッチ長進んだ時の基準位置データとその位置に一番近い前記起点とのズレを示すポールピッチのシフト誤差を算出するシフト誤差算出部と、を備えてもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この信号処理装置は、前記第1の記憶部は前記ポールピッチ毎の内挿誤差をポールピッチの数で平均し、内挿誤差補正用パラメータとして記憶してもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
この信号処理装置は、前記第1の記憶部は前記ポールピッチ毎の内挿誤差をポールピッチの数だけ、内挿誤差補正用パラメータとして記憶してもよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の他の観点によるリニアエンコーダの信号処理方法は、請求項１記載のリニアエンコーダ信号処理装置のリニアエンコーダの信号処理方法において、前記内挿位置算出部にて前記位置検出センサ部からのＣＯＳ信号およびＳＩＮ信号から前記各ポールピッチ毎に１周期の内挿位置を算出し、前記内挿位置演算部での前記内挿位置信号のオーバーフローやアンダーフローによって上位カウンタ算出部にて前記上位カウンタの値を算出し、前記第１の記憶部から前記ポールピッチの内挿位置での前記内挿誤差補正用パラメータを読み出し、読み出した前記内挿誤差補正用パラメータを用いて、前記内挿誤差補正部にて前記内挿位置の内挿誤差を補正し前記補正内挿位置を算出し、前記第２の記憶部から前記ポールピッチの前記シフト誤差補正用パラメータを読み出し、読み出したシフト誤差補正用パラメータを用いて、前記シフト誤差補正部にて前記内挿誤差補正部より出力される補正内挿位置と前記上位カウンタをもとに前記ポールピッチのシフト誤差を補正しリニアエンコーダの位置を算出することを特徴としている。
この信号処理方法は、上記信号処理装置のリニアエンコーダの信号処理方法において、前記基準位置算出部にて基準位置データを算出し、前記位置データ取得部にて前記基準位置データと前記内挿位置および前記上位カウンタの値を取込み、前記内挿誤差算出部にて取込んだ前記内挿位置のオーバーフローやアンダーフローする起点から次のオーバーフローやアンダーフローする起点までの１周期について前記基準位置データとの差分を前記ポールピッチの内挿誤差としてポールピッチの数だけ算出し、前記第１の記憶部にその時の前記上位カウンタ値とともに内挿誤差補正用パラメータとして記憶し、前記シフト誤差算出部にて前記基準位置データがリニアエンコーダ全長をポールピッチの数で割った平均ポールピッチ進んだ時の基準位置データとその位置に一番近い前記起点とのズレを示すポールピッチのシフト誤差を算出し、前記第２の記憶部に算出された前記上位カウンタの値と前記シフト誤差を対応させて記憶してもよい。
この信号処理方法では、前記第1の記憶部は前記ポールピッチ毎の内挿誤差をポールピッチの数で平均し、内挿誤差補正用パラメータとして記憶してもよい。
この信号処理方法では、前記第1の記憶部は前記ポールピッチ毎の内挿誤差をポールピッチの数分、内挿誤差補正用パラメータとして記憶してもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の上記観点によると、各ポールピッチ毎に内挿位置の誤差補正を行うためポールピッチ毎での位置精度が向上するとともに永久磁石の寸法や配置のばらつきによるポールピッチの起点ズレおよび内挿分割幅を補正するためエンコーダ全長分に対して、良好な位置精度を得ることができる。
また、誤差補正データ取得作業では、取得された補正用パラメータは記憶部に格納されるため、本作業はエンコーダ初期立ち上げ時に調整動作として１度だけ実行すればよいため、メンテナンス作業が容易になる。
また、第1の記憶部は平均化した内挿誤差を内挿誤差補正用パラメータとして記憶するようにしているため、記憶領域の容量が少なくてすむ。
また、ポールピッチ毎の内挿誤差を内挿誤差補正用パラメータとして記憶するようにしているため精度向上が期待できる。