[发明专利]电磁感应式位置检测器的检测位置校正方法

说明书

技术领域

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

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)。

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。

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。

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。

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1和作为二次侧部件的刻度尺2。

滑尺1为可动部，具有作为第1一次侧线圈的第1滑尺线圈3和作为第2一次侧线圈的第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1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。

如图6(a)所示，滑尺1(第1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1滑尺线圈3与第2滑尺线圈4错开1/4间距。

在上述结构的线型刻度尺中，当励磁电流(交流电流)在第1滑尺线圈3和第2滑尺线圈4中流动时，对应于与滑尺1的移动相伴的第1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1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。

具体而言，在线型刻度尺的检测控制装置中，下述的(1)式那样的第1励磁电流Ia在第1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。

Ia＝-Icos(kα)sin(ωt)  (1)

Ib＝Isin(kα)sin(ωt)  (2)

其中，I：励磁电流的大小

k：2π/p

p：线圈间距(长度：在旋转型刻度尺中为角度)

ω：励磁电流(交流电流)的角频率

t：时间

α：励振位置

其结果是，由于第1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。

V＝KIsin(k(X-α))sin(ωt)  (3)

其中，K：依赖于间隙g和励磁电流的角频率ω的传递系数

X：检测位置(移动体的移动位置)

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0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1)的检测位置X而输出，且基于该励振位置α来调整第1励磁电流Ia及第2励磁电流Ib。即，以成为X＝α的方式使励振位置α追随移动体(滑尺1)的位置X，并以成为感应电压V＝0的方式进行控制，由此检测移动体(滑尺1)的位置X而输出。

专利文献1：日本特开2000-180107号公报

发明内容

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。

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。