JPS6227610A

JPS6227610A - アブソリユ−ト位置の検出方法

Info

Publication number: JPS6227610A
Application number: JP16804385A
Authority: JP
Inventors: Kimio Suzuki; 公夫鈴木
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1985-07-29
Filing date: 1985-07-29
Publication date: 1987-02-05
Anticipated expiration: 2011-10-23
Also published as: JP2547395B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、位相変調方式または振幅変調方式の゛ノ′ブ
ソリュート位置検出器により検出されたデー夕を位置変
換器により位置データに変換した後、この位置データか
らアブソリュート位置を求める際、温度変化による位相
推移または振幅変動による誤差を補正して、正確なアブ
ソリュート位置を求めるアブソリュート位置の検出方法
に関し、例えば工作機械等におけるテーブルのアブソリ
ュート位置の検出に利用できる。

〔背景技術とその問題点〕

−ｍに、レゾルバ、インダントシン、マグネスケール等
の位相遷移（変調）方式または振幅変調方式によるアブ
ソリュート位置検出器から得られる位置データは、アブ
ソリュート位置検出器や位置変換器等の温度上昇により
、位相推移および振幅変動を起す。

また、ＮＣ装置等に使用した場合、送り軸および切削軸
等の動力伝達系の温度上昇により、機械軸上に熱変位が
生じ、見掛上位相推移および振幅変動を起すことになる
。

このため、得られた位置データを基にアブソリュート位
置を算出する際、これらの温度変化に応じて誤差が生じ
てしまう問題があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、これらの温度上昇により生じる誤差を
補正し、より正確なアブソリュート位置を検出する方法
を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕そのため、
本発明では、アブソリュート位置検出器、ＮＣ装置等の
送り軸および切削軸等の動力伝達系の温度変化に対して
は線形補正を、位置変換器の温度変化に対しては非線形
補正を、それぞれ行うことにより、正確なアブソリュー
ト位置を検知しようとするものである。

具体的には、被駆動部材を動力伝達系を介して移動させ
る駆動源の位置をアブソリュート位置検出器で検出した
後、このデータを位置変換器により位置データに変換し
、この位置データから被駆動部材のアブソリュート位置
を算出するアブソリュート位置の検出方法において、前
記位置変換器によって得られた位置データまたはこの位
置データから算出されたアブソリュート位置を、前記ア
ブソリュート位置検出器、位置変換器および動力伝達系
の少なくとも１つ以上の温度変化に応じて補正すること
を特徴としいてる。

〔実施例〕

第１図は本発明をＮＧ工作機械のテーブルの位置制御に
応用した一実施例を示している。同図において、駆動源
としてのモータ５０の出力軸５８には、その一端側に被
駆動部材としてのテーブル５１をＸ軸方向へ進退させる
動力伝達系としてのボールねじ５９が連結されていると
ともに、他端側に位相形のアブソリュート位置検出器５
４が連結されている。

アブソリュート位置検出器５４には、その−次側励磁巻
線に対し励磁電流を供給するための電線５５がドライバ
回路５２から接続されている。一方、アブソリュート位
置検出器５４からの二次側出力は、電線５６をｉ！ｌじ
て位置変換器５３ヘフイードバンクされている。フィー
ドバンク信号Ｐ＾は、位置変換器５３で位置データに変
換された後、ライン６４を介して中央処理装置（以下、
ＣＰＵという。）５７へ送られる。

また、アブソリュート位置検出器５４、位置変換器５３
、ボールねじ５９のそれぞれに対し！ｆｆセｙ＋６０．
６１．６２が取付けられている。温度センサ６０からの
信号θｄは電線６０Ａを通じて、また温度センサ６１か
らの信号θＣは電線６１Ａを通じて、更に温度センサ６
２からの信号θｂは電線６２Ａを通して、それぞれＡ／
Ｄ変換器６３に供給されている。Ａ／Ｄ変換器６３に供
給された信号θｄ、θＣ１θｂは、そこで温度データに
それぞれ変換された後、前記と同様にライン６４を介し
てＣＰＵ５７に送られる。

ＣＰＵ５７では、得られた位置データおよび温度データ
θｄ、θＣ１θｂを基に、後述する手順で温度変化Ｔに
対応する補正を行い、正確なアブソリュート位置を算出
する。

温度＝２５℃（常温）のとき第１図において、各温度センサ６０．６１．６２で検出
される温度Ｔが２５℃（常温）となっているとき、テー
ブル５１をＸ方向に移動させるために、モータ５０をθ
。度回転させたものを第２図に示す。

第２図において、アブソリュート位置検出器５４からの
フィードバック信号ＰＡは、位置変換器５３により位置
データＰ、（θ）に変換される。

例えば、モータ５０がθ。度回転したときに得られる位
置データはα。で表される。また、ＣＰＵ５７において
、得られた位置データＰＡ（θ）を基にアブソリュート
位置Ｘが算出される。例えば、モータ５０がθ。度回転
したときに得られるアブソリュート位置はＸｏとして算
出される。ただし、ここでは温度Ｔ＝２５℃を基準温度
とするため、位置データに対する位相推移は無しとし、
位置データＰＡ（θ）はフィードバック信号ＰＡに対し
線形に変化する２０００進カウントのデジタル量とする
。

゛星ｒ＃Ｔ≠２５℃のとき第１図において、アブソリュート位置検出器５４、位置
変換器５３およびボールねじ５９の温度Ｔが上昇し、フ
ィードバンク信号ＰＡが位相推移を起すような場合、面
頂と同様にテーブル５ＩをＸ方向に移動させるために、
モータ５０をθ。度回転させると、得られる位置データ
Ｐａ（θ）およびアブソリュート位置Ｘはそれぞれα。

＋ＸＯに一致しなくなる。

これは、第３図に示すように、温度Ｔ≠２５℃のとき、
モータ５０の回転角が０点にあたる位置で位置データＰ
ａ　’（θ）がε　（≠Ｏ）となるためである。

従って、モータ５０の回転角が０点にあたる位置での位
置データＣに対応するアブソリュート位置Ｘのオフセッ
ト量δを求め、このオフセットａδでアブソリュート位
置Ｘを補正すれば、正しいＸｏを算出することができる
。

次項では、この補正方法を示し、アブソリュート位置Ｘ
０の算出を行う ’ｅ４ｊＬＭ正によるアブソリュート立Ｗのγ庁フィー
ドバンク信号θｄ、θＣ１θｂのうち、温度センサ６０
，６２からのフィードバック信号θｄ、θｂは、温度Ｔ
の変化に従って、θｄ　、　　θｂ　ｃｃ　Ｔとなり、線形動作を示す。ところで、Ａ／Ｄ変換器６３
によりθｄ、θｂば、第４図（Ａ）　　（Ｂ’）に示す
ように、それぞれ線形な位相推移量θｄ（Ｔ）、θｂ　
（Ｔ）に対応するため、θｄ　（Ｔ）　、　　θｂ（Ｔ
）ＣｃＴθｄ　（Ｔ）　＝Ｄ　（Ｔ−２５） θｂ　（Ｔ）　＝Ｂ　（Ｔ−２５）　　・・・・・・（
１）となり、定数り、Ｂを用いて線形に温度変化（Ｔ−
２５）に対する位相推移量を求めることができる。

また、温度センサ６１からのフィードバック信号θＣは
、温度Ｔの変化に従って非線形に動作するため、第５図
に示すような微小温度区間に対する離散的な位相推移量
、ｃｃ　（Ｔｉ）を対応させ、（１）式と同様に、ｃｃ（Ｔ）＝θｃ　（Ｔｉ）　　　−−（２）と置くこ
とで、位置変換器５３の温度変化に対する位相推移量を
求めることができる。

以上から、（１）弐および（２）式より温度Ｔ≠２５℃
のとき、０点にあたる位置データＰＡ（θ）＝εは、 ε＝θｄ　（Ｔ）＋θｂ　（Ｔ）＋θｃ　（Ｔ）＝Ｄ　
（Ｔ−２５）　＋Ｂ　（Ｔ−２５）＋θｃ　（Ｔｉ）　
　　　　　・・・・・・（３）で表される。

更に、このεに対するアブソリュート位置のオフセソ）
Ｉδに関しては、線形に変動するため、δ０り　ε 、゛、　　δ＝Ｃ（Ｄ　（Ｔ−２５）＋Ｂ　（Ｔ−２５
）＋θｃ（Ｔｉ））＝Ｃｏ　（Ｔ　　２５）　＋Ｃｓ　（Ｔ　　２５）＋Ｃ
θｃ（Ｔｉ）　　　　　・・・・・・（４）（ただし、
Ｃｏ−Ｃ−ＤＳＣａ＝Ｃ−Ｂ）となり、位置データεに
対するオフセットＩδを求めることができる。

以上のことから、このオフセット量δにより得られたア
ブソリュート位置Ｘ１を補正し、実際のアブソリュート
位ｆｆＸ。を算出すると、次式のようになる。

Ｘ　ｏ　”　　Ｘ　ｌ−δ ＝Ｘ、−Ｃｏ（Ｔ　　〜　２５　） −Ｃ＋＋　　（Ｔ−２５）　　−Ｃθｃ（Ｔｉ）・・・
・・・　（５）即ち、比例定数Ｃゎ＝検出器の単位温度当たりの移動量
、Ｃ８−ボールねじの単位温度当たりの移動量、Ｃ・θ
ｃ　（Ｔｉ　）−位置変換器の各温度Ｔｉ　時における
移動量を予め求めておき、温度Ｔ（およびＴｉ　）をパ
ラメータとして、ＣＰＵ５７でオフセット量δを求め、
アブソリュート位置Ｘに対してこのオフセソ）Ｉδを補
正すれば、実際のアブソリュート位置を算出することが
できる。

以上の説明中、第１図において、動力伝達系としてボー
ルねじ５９を使用したが、動力伝達系としては、モータ
５０からの回転によって被駆動部材を駆動させ得るもの
であれば、いずれでもよい。

また、アブソリュート位置検出器としては、上記実施例
で述べた回転形に限定されるものではなく、直線形のア
ブソリュート位置検出器でもよい。

更に、位相変調形のアブソリュート位置検出器に限らず
、振幅変調形のアブソリュ−１・位置検出器を用いても
よい。

また、上記実施例では、アブソリュート位置Ｘ１をオフ
セット呈δで補正して、実際のアブソリュート位置Ｘ０
を算出した。しかし、本発明では、位置データＰＡ　（
θ）を（３）式で求められたεで補正して実際の位置デ
ータを求めた後、この補正後の位置データからアブソリ
ュート位置を求めるようにしても、同様な効果が期待で
きる。

また、（４）式において、温度Ｔを連続的に変化するも
のとしてオフセット量を求める項があった。しかし、本
発明では、全て離散的に温度Ｔ１におけるオフセット量
δｉを求め、 δｉ＝　Ｃｏ　（Ｔｉ　−２５）＋　Ｃｇ　（Ｔｉ−２５）＋Ｃ・θＣ（Ｔｉ）（ただし、ｉ＝１．２，３．・・・、Ｎ）となるオフセ
ット量をＮ個パラメータとして用意しておくのもよい。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、温度変化によって生しる
誤差を補正し、より正確なアブソリュート位置の検出が
可能な検出方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法によりアブソリュート位置を検知
するとき温度変化Ｔに対する補正を実施する場合の回路
構成を説明する図、第２図は第１図の装置により温度Ｔ
＝２５℃として取り得る位置データおよびアブソリュー
ト位置を説明する波形図、第３図は第１図の装置により
温度Ｔ≠２５℃（任意温度）として取り得る位置データ
およびアブソリュート位置から温度補正をするための波
形図、第４図は第１図の装置において検出器およびボー
ルねじの温度センサから得られる信号に対し位相推移量
を示す波形図、第５図は第１図の装置において位置変換
器の温度センサから得られる温度に対し離散的位相推移
量を示す波形図である。５０・・・駆動源としてのモータ、５１・・・被駆動部
材としてのテーブル、５２・・・ドライバ回路、５３・
・・位置変換器、５４・・・アブソリュート位置検出器
、５７・・・ＣＰＵ、５９・・・動力伝達系としてのボ
ールねし、６３・・・Ａ／Ｄ変換器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被駆動部材を動力伝達系を介して移動させる駆動
源の位置をアブソリュート位置検出器で検出した後、こ
のデータを位置変換器により位置データに変換し、この
位置データから被駆動部材のアブソリュート位置を算出
するアブソリュート位置の検出方法において、前記位置
変換器によって得られた位置データまたはこの位置デー
タから算出されたアブソリュート位置を、前記アブソリ
ュート位置検出器、位置変換器および動力伝達系の少な
くとも１つ以上の温度変化に応じて補正することを特徴
とするアブソリュート位置の検出方法。
（２）特許請求の範囲第１項において、前記位置変換器
によって得られた位置データからアブソリュート位置を
算出した後、そのアブソリュート位置を前記温度変化に
応じて補正することを特徴とするアブソリュート位置の
検出方法。
（３）特許請求の範囲第１項において、前記位置変換器
によって得られた位置データを前記温度変化に応じて補
正した後、その補正された値からアブソリュート位置を
算出すること特徴とするアブソリュート位置の検出方法
。
（４）特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに
おいて、前記位置データまたはアブソリュート位置を、
前記アブソリュート位置検出器および動力伝達系の少な
くとも１つ以上の温度変化に応じて連続線形または離散
線形に補正することを特徴とするアブソリュート位置の
検出方法。
（５）特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに
おいて、前記位置データまたはアブソリュート位置を、
前記位置変換器の温度変化に応じて離散的にかつ非線形
に補正することを特徴とするアブソリュート位置の検出
方法。