JPH07103990A

JPH07103990A - 速度むら測定装置

Info

Publication number: JPH07103990A
Application number: JP24941193A
Authority: JP
Inventors: Katsuyoshi Kawasaki; 勝義川崎; Masashi Yoshida; 正志吉田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1993-10-05
Filing date: 1993-10-05
Publication date: 1995-04-21

Abstract

(57)【要約】【目的】速度むら測定時の誤差を小さくし、高精度に
速度むらを測定する。【構成】分割器８からの位相の異なる２種の検出パル
スＰａ及びＰｂをもとにインタフェースボード１２にお
いてＵＰ／ＤＯＷＮパルスを生成し、このＵＰ／ＤＯＷ
Ｎパルスを演算装置１３の偏差カウンタにおいてカウン
トし、予め設定した一定時間ｔ毎のカウント数を求めて
メモリ１４に格納し、測定終了後、メモリ１４に格納し
た一定時間ｔ当たりのカウント数から速度を求め、求め
た速度から、予め設定した一定時間Ｔ毎に平均速度Ｖａ
と、最大速度Ｖｍａｘと、最小速度Ｖｍｉｎとを求め、速度むら＝（最大速度Ｖｍａｘ−最小速度Ｖｍｉｎ）／
平均速度Ｖａ＊１００により、一定時間Ｔ毎の速度むらを求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク書き込み装
置等の一軸速度制御装置の速度むらを測定する速度むら
測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光ディスクへの書き込みは、光
ディスク書き込み装置によって行われ、光ディスク書き
込み装置では、光ディスクの外周から内周方向に書き込
みを行っており、レーザでなる書き込みヘッドを外周か
ら内周方向に移動させ、光ディスクに等間隔の書き込み
を行うようになされている。

【０００３】ここで、光ディスクは、高密度に記録を行
うために、書き込み時には、書き込みヘッドを高精度に
一軸方向に移動制御することが要求され、そのため、書
き込みヘッドの駆動源としてのモータを高精度に速度制
御する必要がある。このモータの速度変動、すなわち、
速度むらを測定するのが、速度むら測定装置である。

【０００４】従来、光ディスク書き込み装置等の一軸速
度制御装置の速度むらを測定する場合には、例えば、図
７に示すように、オシロスコープ９によって測定するよ
うになされており、図７において、１は、一軸速度制御
装置であり、例えば、マイクロコンピュータ等の制御装
置２と、ドライバ３と、ボイスコイルモータ４と、ボイ
スコイルモータ４の移動量を検出するセンサ部５とから
構成されている。

【０００５】制御装置２は、ボイスコイルモータ４の速
度を指令する指令パルス列を生成してドライバ３に出力
し、ドライバ３では、センサ部５からのフィードバック
信号Ｐｆをもとに速度検出パルスを生成し、生成した速
度検出パルスと制御装置２からの指令パルス列との偏差
を求め、これをアナログ信号に変換して駆動電流として
ボイスコイルモータ４に供給する。

【０００６】センサ部５は、レーザリニアエンコーダ６
と、プリアンプ７と、分割器８とから構成され、レーザ
リニアエンコーダ６は、ボイスコイルモータ４に取り付
けられ、ボイスコイルモータ４の駆動に伴って、位相の
異なる２種の検出パルスをプリアンプ７を介して分割器
８に出力し、分割器８において、検出パルスを分割及び
波形整形し、整形したＡ相の検出パルスＰａと、Ｂ相の
検出パルスＰｂとを、フィードバック信号Ｐｆとして、
ドライバ３に出力する。

【０００７】そして、この一軸速度制御装置１の速度む
らを測定する場合には、ドライバ３にオシロスコープ９
を接続し、ドライバ３において、センサ部５からのフィ
ードバック信号Ｐｆをもとに速度検出パルスを生成して
これをＦ／Ｖ変換し、この変換した信号をオシロスコー
プ９によってモニタし、速度むらを測定している。図８
は、オシロスコープ９によって、一軸速度制御装置１の
速度むらを測定した測定結果の一例である。

【０００８】図８において、Ｘ軸方向は時間で１メモリ
が１０ｍｓ、Ｙ軸方向は速度検出パルスをＦ／Ｖ変換す
ることによって、速度を電圧に変換した値であり１メモ
リが５ｍＶである。そして、この場合、平均速度Ｖ＝９
０ｍＶであるのに対して、その速度のむらΔＶは、ΔＶ
＝２ｍＶであり、速度むらΔＶ／Ｖは、 ΔＶ／Ｖ＝（２ｍＶ／９０ｍＶ）＊１００＊０．５＝±１．１％となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のように、オシロスコープ９によって速度むらを測定
する場合には、ドライバ３において、速度検出パルスを
Ｆ／Ｖ変換し、デジタル的なパルス信号をアナログ信号
に変換しているため、温度ドリフトやオフセット等の問
題で信頼性が悪くなり、速度のむら、すなわち、図８の
ΔＶが誤差を多く含んだデータになってしまうという未
解決の課題がある。

【００１０】また、普通の一般的なオシロスコープで、
常時変動するアナログ電圧を測定することは困難であ
り、また、測定誤差等からも、ΔＶが誤差を多く含んだ
データになってしまうという問題もある。そこで、この
発明は、上記従来の未解決の課題に着目してなされたも
のであり、速度むらを高精度に測定することのできる速
度むら測定装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に関わる速度むら測定装置においては、超低
速度で移動するモータの駆動に応じてエンコーダから発
生される検出信号をもとにフィードバック制御される一
軸速度制御装置の速度むら測定装置において、前記エン
コーダからの検出信号に基づくＵＰ／ＤＯＷＮパルスを
カウントし、予め設定した一定時間毎のカウント数を求
めるカウント手段と、該カウント手段でのカウント数を
もとに前記モータの速度及び平均速度を求めて速度むら
を算出する演算手段とを備えることを特徴としている。

【００１２】

【作用】本発明においては、例えば、１μｍ／ｓ〜１０
０μｍ／ｓ程度の超低速度で移動する一軸速度制御装置
のモータの駆動に応じて、エンコーダから発生される位
相差のある２種類の検出パルスに基づくＵＰ／ＤＯＷＮ
パルスを、カウント手段によってカウントして一定時間
毎のカウント数を求め、求めた一定時間毎のカウント数
から演算手段によってモータの速度を求め、求めた速度
をもとに、一定時間毎の平均速度を算出し、一定時間毎
の平均速度と各速度とから速度むらを求める。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図２は、本発明の一実施例を示す概略構成図で
ある。図２において、１は、例えば、光ディスク書き込
み装置等の一軸速度制御装置、１１は、一軸速度制御装
置１の速度むらを測定する速度むら測定装置である。

【００１４】一軸速度制御装置１は、従来と同様に、例
えば、マイクロコンピュータ等の制御装置２と、ドライ
バ３と、ボイスコイルモータ４と、ボイスコイルモータ
４の移動量を検出するセンサ部５とから構成されてい
る。そして、制御装置２は、ボイスコイルモータ４の速
度を指定する指令パルス列を生成してドライバ３に出力
し、ドライバ３では、制御装置２からの指令パルス列
と、センサ部５からのフィードバック信号Ｐｆとの偏差
を求め、これをアナログ信号に変換して駆動電流として
ボイスコイルモータ４に供給すると共に、起動時には、
求めた偏差が予め設定した基準値以下になったとき、カ
ウント開始指令を速度むら測定装置１１に送信する。

【００１５】センサ部５は、レーザリニアエンコーダ６
と、プリアンプ７と、分割器８とから構成され、レーザ
リニアエンコーダ６は、ボイスコイルモータ４に取り付
けられ、ボイスコイルモータ４の駆動に伴って、位相が
９０°異なる２種の検出パルスをプリアンプ７を介して
分割器８に出力する。そして、分割器８において、各検
出パルスを分割及び波形整形し、整形したＡ相の検出パ
ルスＰａと、Ｂ相の検出パルスＰｂとを速度むら測定装
置１１に出力すると共に、フィードバック信号Ｐｆとし
てドライバ３に出力する。

【００１６】一方、速度むら測定装置１１は、インタフ
ェースボード１２と、パーソナルコンピュータ等の演算
装置１３と、メモリ１４と、ＣＲＴディスプレイ等の表
示装置１５と、キーボード１６とから構成されている。
そして、インタフェースボード１２は、分割器８から位
相の異なる２種の検出パルスＰａとＰｂとを入力し、こ
れら検出パルスＰａ及びＰｂをもとにＵＰ／ＤＯＷＮパ
ルスを生成し、演算装置１３に送信する。

【００１７】演算装置１３では、ドライバ３からカウン
ト開始指令を入力したとき、カウンタボードの偏差カウ
ンタにおいて、インタフェースボード１２から受信した
ＵＰ／ＤＯＷＮパルスのカウントを開始し、一定時間ｔ
毎のカウント数をメモリ１４に格納しておき、キーボー
ド１６等から測定終了指令を入力したとき、メモリ１４
に格納した一定時間ｔ毎のカウント数から速度を求め、
求めた速度から一定時間Ｔ毎の平均速度及び速度の最大
値と最小値とを求め、速度の最大値と最小値との差を平
均速度で割って百分率表示し、一定時間Ｔ毎の速度むら
を求め、表示装置１５に求めた速度むらを表示する。

【００１８】ここで、演算装置１３では、カウンタボー
ドを、Ｃ言語、或いは、ベーシック等によるソフトウェ
アによって制御している。図３は、インタフェースボー
ド１２の詳細を示す回路図である。インタフェースボー
ド１２は、例えば、入力信号をＴＴＬレベルの出力に変
換する変換部３１と、Ｄフリップフロップ３２と、ＡＮ
Ｄ回路３３及び３４と、切替スイッチＳＷ１〜ＳＷ３
と、複数のインバータ等から構成されている。

【００１９】そして、インタフェースボード１２は、検
出パルスＰａ、その反転した検出パルスＰａ１、検出パ
ルスＰｂ、その反転した検出パルスＰｂ１とを入力する
４相入力端子Ｔ１〜Ｔ４と、負論理のＵＰ／ＤＯＷＮパ
ルスを入力する負論理２相入力端子Ｔ５及びＴ６と、正
論理のＵＰ／ＤＯＷＮパルスを入力する正論理２相入力
端子Ｔ７及びＴ８と、位相の異なる検出パルスＰａとＰ
ｂとを入力する２相入力端子Ｔ９及びＴ１０と、電源端
子Ｔ１１及びＴ１２とを備え、また、負論理のＵＰ／Ｄ
ＯＷＮパルスを出力するＵＰ／ＤＯＷＮパルス出力端子
Ｔ２１及びＴ２２と、検出パルスＰａ、その反転した検
出パルスＰａ１、検出パルスＰｂ、その反転した検出パ
ルスＰｂ１とを出力する４相出力端子Ｔ２３〜Ｔ２６と
を備えている。

【００２０】インタフェースボード１２の４相入力端子
Ｔ１〜Ｔ４は変換部３１と接続され、４相入力端子Ｔ１
への入力信号は端子Ｔ５に入力され、４相入力端子Ｔ２
への入力信号は端子Ｔ７に、また、４相入力端子Ｔ３へ
の入力信号は端子Ｔ１１に、そして、４相入力端子の端
子Ｔ４への入力信号は端子Ｔ９に入力される。また、変
換部３１の端子Ｔ８はＧＮＤに、端子Ｔ１６は、５Ｖの
電源に、それぞれ接続されている。

【００２１】そして、変換部３１の端子Ｔ１と端子Ｔ２
とが互いに接続されて、Ｄフリップフロップ３２のデー
タ端子Ｄ及びＡＮＤ回路３３の入力側に接続され、同様
に、変換部３１の端子Ｔ１４と端子Ｔ１５とが互いに接
続されて、Ｄフリップフロップ３２のクロック端子ＣＬ
Ｋ及びＡＮＤ回路３４の入力側に接続されている。そし
て、変換部３１の端子Ｔ１及び端子Ｔ２と、Ｄフリップ
フロップ３２との間には、プルアップ抵抗Ｒｐ１が接続
され、プルアップ抵抗Ｒｐ１は５Ｖの電源に接続されて
いる。

【００２２】また、変換部３１とＤフリップフロップ３
２との間の、プルアップ抵抗Ｒｐ１との接続点には、雑
音除去用のコンデンサＣ１が接続され、その他端は、Ｇ
ＮＤに接続されている。同様に、変換部３１の端子Ｔ１
４及び端子Ｔ１５と、Ｄフリップフロップ３２との間に
は、プルアップ抵抗Ｒｐ２が接続され、プルアップ抵抗
Ｒｐ２は５Ｖの電源に接続され、変換部３１とＤフリッ
プフロップ３２との間の、プルアップ抵抗Ｒｐ２との接
続点には、雑音除去用のコンデンサＣ２が接続され、そ
の他端は、ＧＮＤに接続されている。

【００２３】そして、Ｄフリップフロップ３２のセット
端子Ｓとリセット端子Ｒは、それぞれ、５Ｖの電源と接
続され、Ｄフリップフロップの出力端子Ｑ１が、ＡＮＤ
回路３３の入力側に接続され、出力端子Ｑ２が、ＡＮＤ
回路３４の入力側に接続されている。そして、ＡＮＤ回
路３３の出力側は、切替スイッチＳＷ１１の接点ａと接
続され、ＡＮＤ回路３４の出力側は、切替スイッチＳＷ
１２の接点ａと接続されている。

【００２４】ここで、切替スイッチＳＷ１１とＳＷ１２
とは、連動して作動する切替スイッチＳＷ１を形成し、
オペレータによる手動での設定により、ＯＮ又はＯＦＦ
に設定され、ＯＮのとき、接点ａと接点ｃとが導通状態
となり、ＯＦＦのとき、接点ｂと接点ｃとが導通状態と
なる。切替スイッチＳＷ１１の接点ｃは、インバータ３
９の入力側と接続され、インバータ３９の出力側は、Ｕ
Ｐ／ＤＯＷＮパルス出力端子Ｔ２１と接続されている。
また、切替スイッチＳＷ１２の接点ｃは、インバータ４
０の入力側と接続され、インバータ４０の出力側とＵＰ
／ＤＯＷＮパルス出力端子Ｔ２２とが接続されている。

【００２５】一方、インタフェースボード１２の負論理
２相入力端子Ｔ５と切替スイッチＳＷ３１の接点ａとが
接続され、負論理２相入力端子Ｔ６と切替スイッチＳＷ
３２の接点ａとが接続されている。また、正論理２相入
力端子Ｔ７は、インバータ３５を介して切替スイッチＳ
Ｗ３２の接点ｂと接続され、正論理２相入力端子Ｔ８と
切替スイッチＳＷ３１の接点ｂとがインバータ３６を介
して接続されている。

【００２６】ここで、切替スイッチＳＷ３１とＳＷ３２
とは、連動して作動する切替スイッチＳＷ３を形成し、
オペレータによる手動での設定により、ＯＮ又はＯＦＦ
に設定され、ＯＮのとき、接点ａと接点ｃとが導通状態
となり、ＯＦＦのとき、接点ｂと接点ｃとが導通状態と
なる。そして、切替スイッチＳＷ３１の接点ｃが、イン
バータ３７を介して切替スイッチＳＷ１２の接点ｂと接
続され、切替スイッチＳＷ３２の接点ｃが、インバータ
３８を介して切替スイッチＳＷ１１の接点ｂと接続され
ている。

【００２７】そして、切替スイッチＳＷ３がＯＮ、切替
スイッチＳＷ１がＯＦＦのとき、負論理２相入力端子Ｔ
５及びＴ６からの入力信号が、切替スイッチＳＷ３、イ
ンバータ３７及び３８、切替スイッチＳＷ１、インバー
タ３９及びインバータ４０を介してＵＰ／ＤＯＷＮパル
ス出力端子Ｔ２１及びＴ２２から出力される。また、切
替スイッチＳＷ３及び切替スイッチＳＷ１が共にＯＦＦ
のとき、正論理２相入力端子Ｔ７及びＴ８からの入力信
号が、インバータ３５及び３６、切替スイッチＳＷ３、
インバータ３７及び３８、切替スイッチＳＷ１、インバ
ータ３９及び４０を介してＵＰ／ＤＯＷＮパルス出力端
子Ｔ２１及びＴ２２から出力される。

【００２８】そして、インタフェースボード１２の２相
入力端子Ｔ９は、切替スイッチＳＷ２１の接点ｂ及びイ
ンバータ４１の入力側と接続され、インバータ４１の出
力側は、インバータ４２の入力側及び４相出力端子Ｔ２
５と接続されている。同様に、２相入力端子Ｔ１０は、
切替スイッチＳＷ２２の接点ｂ及びインバータ４３の入
力側と接続され、インバータ４３の出力側は、インバー
タ４４の入力側及び４相出力端子Ｔ２６と接続されてい
る。そして、インバータ４２の出力側と４相出力端子Ｔ
２３とが接続され、インバータ４４の出力側と４相出力
端子Ｔ２４とが接続されている。

【００２９】ここで、切替スイッチＳＷ２１とＳＷ２２
とは、連動して作動する切替スイッチＳＷ２を形成し、
オペレータによる手動での設定により、ＯＮ又はＯＦＦ
に設定され、ＯＮのとき、接点ａと接点ｃとが導通状態
となり、ＯＦＦのとき、接点ｂと接点ｃとが導通状態と
なる。そして、切替スイッチＳＷ２１の接点ｃと、Ｄフ
リップフロップ３２のデータ端子Ｄ及びＡＮＤ回路３３
の入力側とが接続され、切替スイッチＳＷ２２の接点ｃ
と、Ｄフリップフロップ３２のクロック端子ＣＬＫ及び
ＡＮＤ回路３４の入力側とが接続される。

【００３０】そして、切替スイッチＳＷ２がＯＦＦのと
き、２相入力端子Ｔ９及びＴ１０への入力信号が、切替
スイッチＳＷ２を介してＤフリップフロップ３２とＡＮ
Ｄ回路３３及び３４とに入力される。インタフェースボ
ード１２の電源端子Ｔ１１へは、５Ｖの電源電圧が供給
され、供給された電源電圧は、抵抗Ｒを介して発光ダイ
オード４５と接続され、発光ダイオード４５の他端は、
ＧＮＤに接続されている。そして、電源電圧が供給され
たとき、発光ダイオード４５が点灯する。

【００３１】また、インタフェースボード１２の端子Ｔ
１２は、ＧＮＤに接続され、インタフェースボード１２
の端子Ｔ１１と抵抗Ｒとの間で、電界コンデンサＣ３を
介してインタフェースボード１２の端子Ｔ１１と接続さ
れ、さらに、端子Ｔ１２と電界コンデンサＣ３との接続
点は、ＧＮＤに接続されている。また、インタフェース
ボード１２の端子Ｔ１１と電界コンデンサＣ３との接続
点と、抵抗Ｒとの間で、５Ｖの電源と接続されている。

【００３２】ここで、切替スイッチＳＷ１、ＳＷ２及び
ＳＷ３は、インタフェースボード１２へ入力される信号
の種類によって、手動で切替を行う必要があり、その設
定を図４に示す。図４に示すように、例えば、一軸速度
制御装置１の分割器８等からの、位相の異なる２種の検
出パルスＰａ及びＰｂをもとに、アップ／ダウン信号を
生成する場合には、切替スイッチＳＷ１は、ＯＮ、切替
スイッチＳＷ２は、ＯＮ、切替スイッチＳＷ３は、ＯＮ
又はＯＦＦに何れかに設定する。

【００３３】また、一軸速度制御装置１からのＴＴＬレ
ベルの２相差出力をもとにアップ／ダウン信号を生成す
る場合には、切替スイッチＳＷ１は、ＯＮ、切替スイッ
チＳＷ２は、ＯＦＦ、切替スイッチＳＷ３は、ＯＮ又は
ＯＦＦの何れかに設定し、さらに、負論理のアップ／ダ
ウン信号をもとに生成する場合には、切替スイッチＳＷ
１は、ＯＦＦ、切替スイッチＳＷ２は、ＯＮ又はＯＦＦ
の何れか、切替スイッチＳＷ３は、ＯＮに設定し、正論
理のアップ／ダウン信号をもとに生成する場合には、切
替スイッチＳＷ１は、ＯＦＦ、切替スイッチＳＷ２は、
ＯＮ又はＯＦＦの何れか、切替スイッチＳＷ３は、ＯＦ
Ｆに設定する。

【００３４】そして、一軸速度制御装置１からの位相の
異なる検出パルスＰａ及びＰｂをもとに速度むらを測定
する場合には、検出パルスＰａを２相入力端子Ｔ９へ、
また、検出パルスＰｂを２相入力端子Ｔ１０に入力し、
４相入力端子Ｔ１へは、４相出力端子Ｔ２３からの検出
パルスＰａを入力し、４相入力端子Ｔ２へは、４相出力
端子Ｔ２５からの検出パルスＰａ１を入力し、４相入力
端子Ｔ３へは、４相出力端子Ｔ２４からの検出パルスＰ
ｂを入力し、４相入力端子Ｔ４へは、４相出力端子Ｔ２
６からの検出パルスＰｂ１を入力し、図３にしたがっ
て、切替スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の設定を行う。

【００３５】また、一軸速度制御装置１からのＴＴＬレ
ベルの位相の異なる検出パルスＰａ及びＰｂをもとに速
度むらを測定する場合には、検出パルスＰａを２相入力
端子Ｔ９へ、また、検出パルスＰｂを２相入力端子Ｔ１
０に入力し、さらに、負論理のアップ／ダウン信号をも
とに速度むらを行う場合には、ダウン信号を負論理２相
入力端子Ｔ５に、アップ信号を負論理２相入力端子Ｔ６
に入力し、また、正論理のアップ／ダウン信号をもとに
速度むらを行う場合には、アップ信号を負論理２相入力
端子Ｔ７に入力し、ダウン信号を負論理２相入力端子Ｔ
８に入力し、図３にしたがって、それぞれ、切替スイッ
チＳＷ１〜ＳＷ３の設定を行う。

【００３６】そして、インタフェースボード１２のＵＰ
／ＤＯＷＮパルス出力端子Ｔ２１及びＴ２２と演算装置
１３とが接続され、ＵＰ／ＤＯＷＮパルス出力端子Ｔ２
１から負論理のアップ信号Ｐｕ１が出力され、ＵＰ／Ｄ
ＯＷＮパルス出力端子Ｔ２２から負論理のダウン信号Ｐ
ｄ１が出力される。図５は、演算装置１３の処理手順を
示すフローチャートである。

【００３７】まず、ステップＳ１において、ドライバ３
からカウント開始指令を入力したか否かを判定し、カウ
ント開始指令を入力した場合には、ステップＳ２に移行
する。次いで、ステップＳ２では、インタフェースボー
ド１２から入力されるアップ信号Ｐｕ１及びダウン信号
Ｐｄ１を偏差カウンタでカウントし、予め設定した一定
時間ｔ毎のパルス数をメモリ１４に格納し、一定時間ｔ
の間カウントし、一定時間ｔが経過したとき、偏差カウ
ンタのカウンタ値をメモリ１４に格納し、その後、偏差
カウンタをリセットし、再度パルス数をカウントする。
そして、これら動作を繰り返し行い、一定時間ｔ毎のパ
ルス数を求める。

【００３８】次いで、ステップＳ３に移行し、キーボー
ド１６等から測定終了指令を入力したか否かを判定し、
測定終了指令を入力しない場合には、ステップＳ２に戻
り、測定終了指令を入力した場合には、ステップＳ４に
移行する。ステップＳ４では、測定したカウント値をも
とに、予め設定した一定時間Ｔ毎に、各速度を求め、一
定時間Ｔ毎の最大速度Ｖｍａｘ及び最小速度Ｖｍｉｎを
求め、さらに、移動平均等によって平均速度Ｖａを求め
る。

【００３９】次いで、ステップＳ５において、最大速度
Ｖｍａｘと最小速度Ｖｍｉｎとの偏差を平均速度Ｖａで
割り、百分率表示することによって、速度むらを求めて
メモリ１４に格納し、ステップＳ６に移行する。そし
て、ステップＳ６で、所定のカウント値全てに対して速
度むらの演算処理を行ったか否かを判定し、演算処理を
行っていない場合には、ステップＳ４に戻り、演算処理
を行った場合には、ステップＳ７に移行して、メモリ１
４に格納した一定時間Ｔ毎の速度むらを、例えば、グラ
フ表示する等によって、表示装置１５に表示し、処理を
終了する。

【００４０】ここで、ステップＳ１〜Ｓ３がカウント手
段に対応し、ステップＳ４〜Ｓ７が演算手段に対応して
いる。次に、上記実施例の動作を説明する。例えば、
今、図２に示すような構成の一軸速度制御装置１の速度
むらを測定するものとする。

【００４１】そして、分割器８からの位相の異なる検出
パルスＰａ及びＰｂをもとに速度むらを測定する場合に
は、検出パルスＰａをインタフェースボード１２の２相
入力端子Ｔ９に入力し、検出パルスＰａとは位相の異な
る検出パルスＰｂを２相入力端子Ｔ１０に入力する。ま
た、切替スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を図４に示すように、
切替スイッチＳＷ１及びＳＷ２は、ＯＮ、切替スイッチ
ＳＷ３は、ＯＮ又はＯＦＦの何れかに設定する。

【００４２】この状態で一軸速度制御装置１及び速度む
ら測定装置１１を起動させた場合には、一軸速度制御装
置１では、制御装置２からドライバ３にモータの駆動制
御を行う指令パルス列が出力され、ドライバ３は、これ
をＦ／Ｖ変換して駆動電流として、ボイスコイルモータ
４に出力する。ボイスコイルモータ４は、駆動電流の大
きさに応じて駆動し、ボイスコイルモータ４の駆動に伴
い、ボイスコイルモータ４に取り付けられたレーザリニ
アエンコーダ６からプリアンプ７を介して分割器８に、
ボイスコイルモータ４の移動量を表す検出パルスが出力
され、分割器８では、入力した検出パルスを所定数に分
割し、波形整形を行い、検出パルスＰａ及びＰｂとして
速度むら測定装置１１に出力すると共に、ドライバ３に
フィードバック信号Ｐｆとして出力する。

【００４３】そして、ドライバ３では、制御装置２から
の指令パルス列と、分割器８からのフィードバック信号
Ｐｆとの偏差を求め、これをＦ／Ｖ変換し駆動電流を生
成してボイスコイルモータ４に供給し、この動作を繰り
返し行い、ボイスコイルモータ４の速度制御を行う。そ
して、制御装置２からの指令パルス列と、分割器８から
のフィードバック信号Ｐｆとの偏差が予め設定した基準
値以下になったとき、カウント開始指令を演算装置１３
に出力する。

【００４４】一方、速度むら測定装置１１では、ドライ
バ３からカウント開始指令を入力したとき処理を開始
し、分割器８からの位相の異なるＡ相及びＢ相の検出パ
ルスＰａ及びＰｂをインタフェースボード１２の２相入
力端子Ｔ９及びＴ１０へ入力する。そして、検出パルス
Ｐａは、２相入力端子Ｔ９から、インバータ４１に入力
され、インバータ４１で反転され、さらに、インバータ
４２で反転され、検出パルスＰａとして４相出力端子Ｔ
２３から出力されると共に、インバータ４１から、その
まま４相出力端子Ｔ２５を介して検出パルスＰａを反転
した検出パルスＰａ１として出力される。

【００４５】そして、検出パルスＰｂは、２相入力端子
Ｔ１０からインバータ４３に入力され、インバータ４３
で反転されて、さらに、インバータ４４で反転され、検
出パルスＰｂとして４相出力端子Ｔ２４から出力される
と共に、インバータ４３から、そのまま４相出力端子Ｔ
２６を介して検出パルスＰｂを反転したパルスである検
出パルスＰｂ１として出力される。

【００４６】このとき、切替スイッチＳＷ２は、ＯＮに
設定されているので接点ａと接点ｃとが導通状態になる
ので、２相入力端子Ｔ９及びＴ１０からの入力信号は、
インバータ４１及び４３にのみ出力される。そして、４
相出力端子Ｔ２３〜２６からの出力パルスは、それぞ
れ、４相入力端子Ｔ１〜Ｔ４に入力され、変換部３１に
おいて、ＴＴＬレベルのＡ相の検出パルスＳＰａ及びＢ
相の検出パルスＳＰｂに変換され、検出パルスＳＰａは
プルアップ抵抗Ｒｐ１によって、波形整形されたのち、
Ｄフリップフロップ３２及びＡＮＤ回路３３に入力さ
れ、検出パルスＳＰｂはプルアップ抵抗Ｒｐ２によって
波形整形されたのち、Ｄフリップフロップ３２及びＡＮ
Ｄ回路３４に入力される。

【００４７】そして、このとき、スイッチＳＷ１１は、
ＯＮ状態であるので、ＡＮＤ回路３３の出力信号Ｐｕ
は、スイッチＳＷ１１を介してインバータ３９に出力さ
れ、インバータ３９で反転されて、ＵＰ／ＤＯＷＮパル
ス出力端子Ｔ２１から負論理のアップ信号Ｐｕ１として
出力される。同様に、スイッチＳＷ１２は、ＯＮ状態で
あるので、ＡＮＤ回路３４の出力信号Ｐｄは、スイッチ
ＳＷ１２を介してインバータ４０に出力され、インバー
タ４０で反転されて、ＵＰ／ＤＯＷＮパルス出力端子Ｔ
２２から負論理のダウン信号Ｐｄ１として出力される。

【００４８】このときの、各パルスのタイミングチャー
トを示したのが、図６であり、時点ｔ０から時点ｔ５
は、ボイスコイルモータ４が前進し、時点ｔ５から時点
ｔｎは、ボイスコイルモータ４が後進していることを表
している。図６において、（ａ）は、分割器８からのＡ
相の検出パルスＰａ、（ｂ）は、分割器８からのＢ相の
検出パルスＰｂ、（ｃ）は、変換部３１において、ＴＴ
Ｌレベルに変換したＡ相の検出パルスＳＰａ、（ｄ）
は、変換部３１において、ＴＴＬレベルに変換したＢ相
の検出パルスＳＰｂ、（ｅ）は、Ｄフリップフロップ３
２の肯定出力ＱＰ１、（ｆ）は、Ｄフリップフロップ３
２の否定出力ＱＰ２、（ｇ）は、ＡＮＤ回路３３の出力
信号Ｐｕ、（ｈ）は、ＡＮＤ回路３４の出力信号Ｐｄ、
（ｉ）は、ＵＰ／ＤＯＷＮパルス出力端子Ｔ２１からの
アップ信号Ｐｕ１、（ｊ）は、ＵＰ／ＤＯＷＮパルス出
力端子Ｔ２２からのダウン信号Ｐｄ１を表す。

【００４９】そして、例えば、ボイスコイルモータ４が
前進している場合には、時点ｔ１の、Ｄフリップフロッ
プ３２のクロック端子ＣＬＫへの入力信号ＳＰｂ（図６
（ｄ））の立ち上がりの時点での、データ端子Ｄへの検
出パルスＳＰａ（図６（ｃ））、この場合“ＬＯＷ”
が、端子Ｑ１から肯定出力ＱＰ１（図６（ｅ））として
ＡＮＤ回路３３に出力され、端子Ｑ２からの否定出力Ｑ
Ｐ２（図６（ｆ））は“ＨＩＧＨ”としてＡＮＤ回路３
４に出力される。

【００５０】そして、ＡＮＤ回路３３では、変換部３１
からの“ＬＯＷ”の検出パルスＳＰａ（図６（ｃ））
と、Ｄフリップフロップ３２の端子Ｑ１からの“ＬＯ
Ｗ”の肯定出力ＱＰ１（図６（ｅ））との論理積をと
り、出力信号Ｐｕは“ＬＯＷ”として出力する（図６
（ｇ））。同様に、ＡＮＤ回路３４では、変換部３１か
らの“ＨＩＧＨ”の検出パルスＳＰｂ（図６（ｄ））
と、Ｄフリップフロップ３２の端子Ｑ２からの“ＨＩＧ
Ｈ”の否定出力ＱＰ２（図６（ｆ））との論理積をと
り、出力信号Ｐｄは“ＨＩＧＨ”として出力する（図６
（ｈ））。

【００５１】そして、ＡＮＤ回路３３からの出力信号Ｐ
ｕが、切替スイッチＳＷ１１及びインバータ３９を介し
て、ＵＰ／ＤＯＷＮパルス出力端子Ｔ２１から、負論理
のアップ信号Ｐｄ１は“ＨＩＧＨ”として出力され（図
６（ｉ））、ＡＮＤ回路３４からの出力信号Ｐｄが、切
替スイッチＳＷ１２及びインバータ４０を介して、ＵＰ
／ＤＯＷＮパルス出力端子Ｔ２２から、負論理のダウン
信号Ｐｕ１は“ＬＯＷ”として出力される（図６
（ｊ））。

【００５２】次いで、時点ｔ２で、分割器８からの検出
パルスＰｂが“ＬＯＷ”になることによって（図６
（ｂ））、変換部３１からの出力パルスＳＰｂが“ＬＯ
Ｗ”に変化し（図６（ｄ））、Ｄフリップフロップ３２
からの肯定出力ＱＰ１（図６（ｅ））及び否定出力ＱＰ
２（図６（ｆ））、ＡＮＤ回路３３からの出力信号Ｐｕ
（図６（ｇ））は変化しないが、ＡＮＤ回路３４からの
出力信号Ｐｄが、“ＬＯＷ”に変化し（図６（ｈ））、
これにより、ＵＰ／ＤＯＷＮパルス出力端子Ｔ２２から
のダウン信号Ｐｄ１が“ＨＩＧＨ”に変化する（図６
（ｈ））。

【００５３】同様に、時点ｔ３から時点ｔ５では、ＵＰ
／ＤＯＷＮパルス出力端子Ｔ２１からのアップ信号Ｐｕ
１は、“ＨＩＧＨ”のまま変化せず（図６（ｉ））、分
割器８からのＢ相の検出パルスＰｂ（図６（ｂ））の変
化に伴って、ＡＮＤ回路３４からの出力信号Ｐｄが変化
し（図６（ｈ））、ＵＰ／ＤＯＷＮパルス出力端子Ｔ２
２からのダウン信号Ｐｄ１が変化する（図６（ｊ））。

【００５４】そして、ボイスコイルモータ４が後退した
場合には、時点ｔ６の、Ｄフリップフロップ３２のクロ
ック端子ＣＬＫへの入力される検出パルスＳＰｂ（図６
（ｄ））の立ち上がりの時点での、データ端子Ｄへの検
出パルスＳＰａ（図６（ｃ））、この場合、“ＨＩＧ
Ｈ”が、端子Ｑ１から肯定出力ＱＰ１（図６（ｅ））と
してＡＮＤ回路３３に出力され、端子Ｑ２からの否定出
力ＱＰ２（図６（ｆ））は“ＬＯＷ”としてＡＮＤ回路
３４に出力される。

【００５５】そして、ＡＮＤ回路３３では、変換部３１
からの“ＨＩＧＨ”の検出パルスＳＰａと、Ｄフリップ
フロップ３２の端子Ｑ１からの“ＨＩＧＨ”の肯定出力
ＱＰ１との論理積を求め、出力信号Ｐｕは“ＨＩＧＨ”
として出力する（図６（ｇ））。同様に、ＡＮＤ回路３
４では、変換部３１からの“ＨＩＧＨ”の検出パルスＳ
Ｐｂと、Ｄフリップフロップ３２の端子Ｑ２からの“Ｌ
ＯＷ”の肯定出力ＱＰ２との論理積を求め、出力信号Ｐ
ｄを“ＬＯＷ”として出力する（図６（ｈ））。

【００５６】そして、ＡＮＤ回路３３からの出力信号Ｐ
ｕが、切替スイッチＳＷ１１及びインバータ３９を介し
て、ＵＰ／ＤＯＷＮパルス出力端子Ｔ２１から、負論理
のアップ信号Ｐｕ１は“ＬＯＷ”として出力され（図６
（ｉ））、ＡＮＤ回路３４からの出力信号Ｐｄが切替ス
イッチＳＷ１２及びインバータ４０を介して、ＵＰ／Ｄ
ＯＷＮパルス出力端子Ｔ２２から負論理のダウン信号Ｐ
ｄ１は“ＨＩＧＨ”として出力される（図６（ｊ））。

【００５７】次いで、時点ｔ７で、分割器８からの検出
パルスＰａが“ＬＯＷ”になることによって、変換部３
１からの検出パルスＳＰａが“ＬＯＷ”に変化し（図６
（ｃ））、これによって、Ｄフリップフロップ３２から
の肯定出力ＱＰ１（図６（ｅ））及び否定出力ＱＰ２
（図６（ｆ））、ＡＮＤ回路３４からの出力信号Ｐｄ
（図６（ｈ））は変化しないが、ＡＮＤ回路３３からの
出力信号Ｐｕ（図６（ｇ））が、“ＬＯＷ”に変化し、
これにより、ＵＰ／ＤＯＷＮパルス出力端子Ｔ２１から
の出力信号Ｐｕ１が“ＨＩＧＨ”に変化する（図６
（ｉ））。

【００５８】同様に、時点ｔ８から時点ｔｎでは、ＵＰ
／ＤＯＷＮパルス出力端子Ｔ２２からの出力信号Ｐｄ１
は、“ＨＩＧＨ”のまま変化しないが（図６（ｉ））、
分割器８からの検出パルスＰａ（図６（ａ））の変化に
伴って、ＡＮＤ回路３３からの出力信号Ｐｕ（図６
（ｇ））が変化し、同様に、ＵＰ／ＤＯＷＮパルス出力
端子Ｔ２１からの出力信号Ｐｕ１（図６（ｉ））が変化
する。

【００５９】したがって、演算装置１３では、このＵＰ
／ＤＯＷＮパルス出力端子Ｔ２１及びＴ２２からのアッ
プ信号Ｐｕ１とダウン信号Ｐｄ１とを偏差カウンタでカ
ウントし、一定時間ｔ毎のカウント数、例えば、１ｍｓ
毎のカウント数を求め、メモリ１４に順次格納してお
く。そして、オペレータは所定の測定データを収集した
とき、キーボード１６でのキー操作等によって測定終了
指令を入力し、演算装置１３では、測定終了指令が入力
されたとき、メモリ１４に格納したカウント数に対し
て、予め設定した一定時間Ｔ、例えば、１００ｍｓ毎の
カウント数について、その速度を求め、求めた速度の最
大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎと平均速度Ｖａとを求め
る。

【００６０】そして、その最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍ
ｉｎとの差を平均速度Ｖａで割り算し、百分率表示する
ことによって、速度むらを求め、メモリ１４に格納す
る。同様に、一定時間Ｔ毎の速度むらを順次算出してメ
モリ１４に格納し、メモリ１４に格納した所定のカウン
ト数に対して速度むらの演算処理を終えたとき、メモリ
１４に格納した一定時間Ｔ毎の速度むらを、例えば、横
軸に時間、縦軸に速度むらをとったグラフ等を作成して
表示装置１５に表示する。

【００６１】また、例えば、一軸速度制御装置１からＴ
ＴＬレベルの位相の異なるＡ相及びＢ相の検出パルスＴ
Ｐａ及びＴＰｂが出力される場合には、一軸速度制御装
置１からのＡ相の検出パルスＴＰａを２相入力端子Ｔ９
に入力し、また、Ｂ相の検出パルスＴＰｂを２相入力端
子Ｔ１０に入力し、切替スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を図４
のＴＴＬレベルの検出パルス入力時の設定に基づいて設
定を行い、切替スイッチＳＷ１は、ＯＮ、切替スイッチ
ＳＷ２は、ＯＦＦ、そして、切替スイッチＳＷ３は、Ｏ
Ｎ又はＯＦＦの何れかに設定することにより、速度むら
を測定する。

【００６２】また、例えば、一軸速度制御装置１から、
速度検出のための検出パルスがＵＰ／ＤＯＷＮパルスと
して出力される場合には、例えば、負論理のＵＰ／ＤＯ
ＷＮパルスが出力される場合には、ＤＯＷＮパルスを負
論理２相入力端子Ｔ５に、ＵＰパルスを負論理２相入力
端子Ｔ６に入力し、切替スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を図４
に基づいて設定し、切替スイッチＳＷ１は、ＯＦＦ、切
替スイッチＳＷ２は、ＯＮ又はＯＦＦの何れか、そし
て、切替スイッチＳＷ３は、ＯＮに設定する。また、一
軸速度制御装置１から、正論理のＵＰ／ＤＯＷＮパルス
が出力される場合には、速度むら測定装置１１では、一
軸速度制御装置１からのＵＰパルスを正論理２相入力端
子Ｔ７に、ＤＯＷＮパルスを正論理２相入力端子Ｔ８に
入力し、切替スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を図４に基づい
て、切替スイッチＳＷ１は、ＯＦＦ、切替スイッチＳＷ
２は、ＯＮ又はＯＦＦの何れか、そして、切替スイッチ
ＳＷ３は、ＯＦＦに設定することによって速度むらを測
定する。

【００６３】したがって、速度むら測定装置１１では、
分割器８からの検出パルスＰａ及びＰｂをもとに、演算
装置１３において、デジタル的なパルス信号のまま、速
度むらを算出するので、アナログ信号に変換する場合の
ように、温度ドリフトや、オフセット等の問題により、
速度算出時に誤差を含んでしまうことを回避することが
でき、ボイスコイルモータ４を１μｍ／ｓ〜１００μｍ
／ｓ程度の超低速度での速度むらを測定する場合でも、
正確に、速度むらを求めることができ、信頼性を高める
ことができる。

【００６４】また、演算装置１３においては、インタフ
ェースボード１２から入力したパルス信号をカウンタボ
ードにおいて処理し、カウンタボードは、Ｃ言語、或い
は、ベーシック等のソフトウェアによって、制御してい
るので、パルス数をカウントする一定時間ｔや、速度平
均を求める一定時間Ｔ等の計測サイクルの変更や、測定
結果のグラフ化等を容易に行うことができる。

【００６５】さらに、速度むら測定装置１１は、切替ス
イッチＳＷ１〜ＳＷ３の設定により、位相の異なる２種
の検出パルス、ＴＴＬレベルの検出パルス、負論理のＵ
Ｐ／ＤＯＷＮパルス、そして、正論理のＵＰ／ＤＯＷＮ
パルスに対する速度むらの測定処理を行うようになされ
ているので、一軸速度制御装置１からの出力信号の形態
に応じて、測定対象の出力信号を任意に設定することが
できる。

【００６６】なお、上記実施例においては、検出パルス
Ｐａ及びＰｂを分割器８から入力するようになされてい
るが、ドライバ３から取り出すことも可能である。ま
た、上記実施例においては、速度むら測定装置１１で
は、一定時間ｔ毎のカウント数の収集が終了したとき、
カウント数をもとに速度むらを求めるようになされてい
るが、複数の偏差カウンタを順次作動させて一定時間毎
のカウント数を求め、一定時間測定した偏差カウンタに
ついて、そのカウント数をもとに随時速度演算処理を行
い、一定時間Ｔ分の速度を求めた時点で速度むらを算出
し、順次表示装置１５等に表示するようにすることも可
能である。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる速
度むら測定装置によれば、超低速度で移動する一軸速度
制御装置のモータの移動量に対応するエンコーダからの
検出信号に基づくＵＰ／ＤＯＷＮパルスを一定時間毎に
カウント手段でカウントし、演算手段において、カウン
ト手段でのカウント数をもとに速度を求め、その一定時
間毎の平均速度をもとに速度むらを求めることにより、
演算手段では、パルス信号をアナログ信号に変換するこ
となく、デジタル的なパルス信号をもとに速度むらの検
出を行っているので、超低速度の速度制御を行う一軸速
度制御装置の速度むらを求める場合でも、高精度に速度
むらを測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概要を示す基本構成図である。

【図２】一軸速度制御装置１に本発明による速度むら測
定装置１１を適用した場合の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】インタフェースボード１２の詳細を示す回路図
である。

【図４】切替スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の設定図である。

【図５】演算装置１３の処理手順を示すフローチャート
である。

【図６】本発明の動作説明に供するタイミングチャート
である。

【図７】従来の速度むら測定時の構成を示すブロック図
である。

【図８】従来の速度むら測定の説明に供する説明図であ
る。

【符号の説明】

１一軸速度制御装置４ボイスコイルモータ６レーザリニアエンコーダ１１速度むら測定装置１２インタフェースボード１３演算装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超低速度で移動するモータの駆動に応じ
てエンコーダから発生される検出信号をもとにフィード
バック制御される一軸速度制御装置の速度むら測定装置
において、前記エンコーダからの検出信号に基づくＵＰ
／ＤＯＷＮパルスをカウントし、予め設定した一定時間
毎のカウント数を求めるカウント手段と、該カウント手
段でのカウント数をもとに前記モータの速度及び平均速
度を求めて速度むらを算出する演算手段とを備えること
を特徴とする速度むら測定装置。