[发明专利]旋转编码器偏心校正装置

说明书

本发明涉及旋转编码器偏心校正装置，包含控制器，根据使用者预设定旋转电机的转速产生伺服速度命令；伺服驱动器，与控制器讯号连接，将伺服速度命令转化为一电流控制命令以控制旋转电机产生的转速；旋转编码器，与旋转电机电性连接，量测旋转电机的运转轴心后产生一速度回授，并将速度回授传至伺服驱动器及控制器；控制器接收速度回授，根据伺服速度命令产生一速度误差，其中速度误差的误差模型为一正弦波，控制器根据速度误差计算一位置偏心误差，并将其位置偏心误差作为一校正表使旋转编码器根据校正表进行偏心自我校正。能实时提升旋转电机运转时的精度，使旋转电机有较好的运转质量。

技术领域

本发明涉及一种旋转编码器，尤其涉及一种具有偏心校正功能的旋转编码器。

背景技术

旋转编码器要具备良好的精度，不外乎精准的感测原理选定、良好的硬件、软件设计与高度重复性的量产制造。然而，即使上述皆由供货商保证，旋转编码器依旧会因为现场安装造成的偏心误差(error)致使精度不如预期。所谓安装偏心误差的阐述如下所述，并请一并参考图1。如图1，旋转编码器配置示意图。其中，伺服驱动器100会驱动旋转电机101运转，旋转编码器102会实时(in time)的补偿旋转电机101的位置与转速以供伺服驱动器100在下一时间驱动讯号发出的参考。然而，由于旋转编码器102安装时的安装轴心与旋转电机101运转时运转轴心在第一平面上不共点，造成旋转编码器102补偿旋转电机101的转速与位置等数据会有偏心误差，此误差会被旋转编码器102所侦测，并会被送进伺服驱动器100进行运算。后续伺服驱动器100运算时，就会参考包含这些误差的数据，进而生成错误的下一时间驱动讯号，这些误差就会影响驱动讯号的准度，且此些误差会累积，对于长时间运转的旋转电机就会造成失准控制(distorted-operation)。

将偏心误差量化，定义旋转编码器的感测点C与安装轴心A所形成的探测光线AC与旋转编码器的感测点C与运转轴心A’所形成的探测光线A’C所夹角度θ为精度误差，此精度误差是一个数值，单位是度。当运转轴心A’的X坐标大于安装轴心A的X坐标时，精度误差θ为正；反之，当运转轴心A’的X坐标小于安装轴心A的X坐标时，精度误差θ为负。精度误差θ的范围是在-90到90度的范围内。精度误差θ为0时，代表安装轴心A与运转轴心A’共点，为伺服驱动器最精确安装的状况下。精度误差θ的绝对值愈大，代表伺服驱动器安装较不精准；而精度误差θ的绝对值愈小，代表伺服驱动器较为精准。一般业界对于精度误差θ所能容忍的范围是-0.05到+0.05度之间的任一个数字。

为解决此问题，供货商通常通过严格的安装规范来限制旋转编码器在现场安装时所造成的实体的(physical)偏心误差，例如增加多种额外的辅助设备。举例来说，对于为了校正旋转机械而安装的多个传感器到旋转编码器中，形成校正模块即是增加辅助设备的一种实施方式。或是经由多道验证程序来确保每个旋转编码器的配件所造成的偏心安装误差低于某个定值，藉以确保整体旋转编码器的精度质量。此种偏心误差的减少方式虽然有效，但是需要安装体积较大的校正模块，此举会使整个旋转编码器模块体积增加。另外，增加多道验证程序不仅会让安装旋转编码器时耗费许多时间，大幅减少产品使用的友善性，取得验证程序的合格证书更需要花费额外的开销，使得校正偏心误差所需要的时间以及金钱成本上升。

再者，使用传统的校正模块，由于其内部的运算方式仍无法固定旋转电机或是机械的精度误差，使得精度误差变成时间的函数，造成旋转电机或是机械运转轴心飘动，让伺服驱动器无法依照一个固定运转轴心进行估算，使得旋转电机控制时无所适从。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种旋转编码器偏心校正装置。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

旋转编码器偏心校正装置，特点是：包含

控制器，根据使用者预设定旋转电机的转速产生伺服速度命令；

伺服驱动器，与控制器讯号连接，将伺服速度命令转化为一电流控制命令以控制旋转电机产生的转速；