ロータリエンコーダの普及型高精度校正装置の開発とその評価

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19560263
• Research Institution: Shizuoka Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 益田 正 Shizuoka Institute of Science and Technology, 理工学部, 教授 (10106891)
• Keywords: 角度測定 / 角度校正 / ロータリエンコーダ

Research Abstract

昨年度までに、2つのセンサヘッドを使った基準エンコーダ、DCモータとベルト駆動による簡易等速回転機構、ステッビングモータを使った割出機構からなる普及型校正システムの試作を行い、その性能を評価した。その結果、(1)空気軸受けを使うと、比較測定値の再現性が±0.3"であったものが、±1"に悪化。このことから軸受けの選定の見直しが必要。(2)等速回転時の振動が、基準エンコーダのセンサユニットに伝わり、再現性が悪くなっていることがわかった。そこで、本年度は次のことを試み、その結果を得た。(1)軸受けにアンギュラー玉軸受けの精度等級の高いものに交換したが、特段ばらつきは減らなかった。(2)割出軸に電磁ブレーキを組み込み、測定時にセンサユニットを割出軸に固定した。その結果、標準偏差0.05"〜0.15"であったものが、0.05"〜0.1"程度に多少の改善は認められたが大きな改善効果はなかった。(3)あらかじめ決めた回転速度、割出角度とブレーキのオンオフタイミングをマイコンに設定し、校正作業の自動化を行った。
以上の結果を使って、本システムの基準エンコーダと市販されている±2"程度の高精度エンコーダを校正した。その結果、本システムの基準エンコーダの校正値は±1.5"、再現性は±0.15"を得た。高精度エンコーダは±2"、再現性は±0.5"程度の校正値が得られた。この高精度エンコーダの校正値の大半が偏心誤差であること、また、±0.5"の再現性には、高精度エンコーダ自身の再現性の悪さが入っていることも評価できた。この試作システムは等速回転軸とセンサユニットが、まだ機械的に接触する部分があり、この非接触化を図ることによって、さらに再現性がよくなると考えられる。