CN101968366B - 增量传感器的自动回零位的方法及其设备 - Google Patents
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Abstract
增量传感器的自动回零位的方法及其设备：⑴在运动行程中间位置安装零点检测装置；⑵在零点两侧的行程方向上对称各安装开关记为W+，W-；⑶在转动体上安装以零点为中心的挡片，光电开关被挡片挡住时信号为1，未挡时信号为0；⑷过零时电控系统不断检测W+与W-的值；⑸不断检查零点信号，当零点信号生效时，把角度传感器的读数清零；当零点信号生效时，硬件自动把角度传感器的读数清零；⑹如过零过程中检测到W+W-的状态从10变成01，或从01变成10，但没检测到零点信号则回零失败，重新回零。本发明克服了现有技术的不足，能快速判断回零的方向，缩短冗余行程，实现高效的自动回零。
Description
技术领域
本发明属于机电一体化仪器与设备领域，具体涉及一种用于增量传感器的自动回零位的方法及其设备。
背景技术
位置闭环控制的机电系统，一般用某种角度检测装置（如轴角编码器等）来测量运动部件的当前转角，轴角检测装置可以分为绝对传感器和增量传感器两大类。绝对传感器测得的数据总是运动体的当前转角，不需要参考零点；而增量传感器测得的数据是从零点起算的运动体转过的角度，当系统掉电或计量的结果因某种原因出错后，必需转回到零点处（可由安装在零点处的机械开关、光电开关等装置的信号判知），同时把测量数据清零，重新计量，才能保证测得的角度正确，这种转回零点并把读数清零的过程称为“回零”。
回零时，因角度传感器的读数是不可信的（否则就不必回零了），所以不能根据角度传感器的读数来判断零点在哪里、应该向哪个方位转动。目前常用的判断回零方向的方法有两种：一是“人工判断法”，由操作人员根据零点的位置和转动体的当前位置来判断转动方向，二是“固定方向法”，不考虑当前的转角，总是固定向某个方向转动，直到转到限位的位置（可由安装在该位置的机械开关、光电开关等装置的信号判知），然后反向运动。
“人工判断法”的缺点是必需有人操作，效率低、易出错、对操作员要求高，另外很多设备的现场是无人或人员难以到达的，所以只适合性能不高的低端产品上使用。“固定方向法”的缺点是根本不参考运动体的当前位置，造成效率低下，浪费时间和动力，对于重要的设备来说，这种不必要的时间浪费是不能容忍的。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明将提供一种新的增量传感器的自动回零位的方法及其设备，利用该方法及其设备，能快速判断回零的方向，实现高效的自动回零。
完成上述发明任务的方案是：
一种增量传感器的自动回零位的方法，步骤如下：
⑴、在所述增量传感器运动行程的中间位置附近安装零点检测装置；
⑵、在零点两侧的行程方向上，对称各安装一只机械开关或光电开关，记为W+，W-；
⑶、在所述增量传感器的转动体上，安装一个机械挡片，挡片以零点为中心；光电开关被挡片挡住时，其信号为1，未挡时信号为0；
⑷、过零时，电控系统不断检测W+与W-的值， 如W- W+ = 1 0 ，则应正向运动；
如W- W+ = 0 1 ，则应正向运动；
如W- W+ = 1 1，则先反向运动到W- W+ = 1 0的状态，再正向运动；
⑸、在运动过程中，不断检查零点信号，当零点信号生效时，把角度传感器的读数清零；或者开启硬件自动清零功能，当零点信号生效时，硬件自动把角度传感器的读数清零；
⑹、如果过零过程中检测到W+ W-的状态从1 0变成0 1，或者从0 1变成 1 0，但没有检测到零点信号，则回零因某种原因失败，需重新回零；如多次回零仍失败，则器件发生故障，需维修。
以上方案中，步骤⑴中所述的零点检测装置选自：机械开关、光电开关或激光光栅的零位刻线。
步骤⑵中所述的机械开关或光电开关的安装位置离开零点的角度，为S/4+N，其中S为运动行程的角度，N取1~3度。
步骤⑶中所述的挡片的轴角，为S/2+N+M，其中S为运动行程的角度，N取1~3度，M取1~3度。
本发明推荐的优化方案中，步骤⑵中所述的机械开关的 数量为2只或2只以上，其设置位置是在W+ W- 之间。
在W+ W- 之间增加第2条中机械开关的数量，可以进一步缩短冗余行程，提高回零的效率，但机构及处理流程相应变复杂，应视性能要求综合考虑。
完成本申请第2个发明任务的方案是，实现上述增量传感器的自动回零位的方法所使用的设备，在所述增量传感器运动行程的中间位置附近设有零点检测装置（如机械开关、光电开关、激光光栅的零位刻线等）；
在零点两侧（行程方向上），对称各安装有一只机械开关或光电开关等；
在所述增量传感器的转动体上，安装有一个机械挡片，挡片以零点为中心，挡片的轴角，为S/2+N+M，S、N的大小同第2条所述，M取1~3度即可。
优化方案中，在零点两侧安装的机械开关或光电开关的数量，为2只或2只以上，其安装位置是在W+ W- 之间。
本发明克服了现有技术的不足，能快速判断回零的方向，缩短冗余行程，实现高效的自动回零。
附图说明
图1为增量传感器的自动回零位设备结构示意图。
具体实施方式
实施例1： 400mm地平式望远镜的高度轴自动回零系统，转动范围180度。
处理流程如下：
1、方位轴位置检测装置为增量式激光光栅码盘，安装时把它的零位刻线调整到运行行程的中间位置附近；
2、在零点1的两侧（行程方向上），对称各安装一只机械开关（或光电开关等）2，记为W+，W-，安装的位置离开零点的角度，为±46度；
3、在所述增量传感器的转动体上，安装一个机械挡片3，挡片以零点为中心，挡片的轴角为102度。光电开关被挡片挡住时，其信号为1，未挡时信号为0；
4、过零时，电控系统不断检测W+与W-的值， 如W- W+ = 1 0 ，则应正向运动；
如W- W+ = 0 1 ，则应正向运动；
如W- W+ = 1 1，则先反向运动到W- W+ = 1 0的状态，再正向运动；
图中的4分别为两个限位开关（右边一个为+、左边一个为-）；
5、在运动过程中，不断检查零点信号，当零点信号生效时，把角度传感器的读数清零；或者开启硬件自动清零功能，当零点信号生效时，硬件自动把角度传感器的读数清零；
6、如果过零过程中检测到W+ W-的状态从1 0变成0 1，或者从0 1变成 1 0，但没有检测到零点信号，则回零因某种原因失败，需重新回零；如多次回零仍失败，则器件发生故障，需维修。
实施例2： 400mm地平式望远镜的方位轴自动回零系统，转动范围360度。
处理流程如下：
1、方位轴位置检测装置为增量式激光光栅码盘，安装时把它的零位刻线调整到运行行程的中间位置附近；
2、在零点两侧（行程方向上），对称各安装一只机械开关（或光电开关等），记为W+，W-，安装的位置离开零点的角度，为±92度；
3、在转动体上，安装一个机械挡片，挡片以零点为中心，挡片的轴角为192度。光电开关被挡片挡住时，其信号为1，未挡时信号为0；
4、过零时，电控系统不断检测W+与W-的值， 如W- W+ = 1 0 ，则应正向运动；
如W- W+ = 0 1 ，则应正向运动；
如W- W+ = 1 1，则先反向运动到W- W+ = 1 0的状态，再正向运动；
5、在运动过程中，不断检查零点信号，当零点信号生效时，把角度传感器的读数清零；或者开启硬件自动清零功能，当零点信号生效时，硬件自动把角度传感器的读数清零；
6、如果过零过程中检测到W+ W-的状态从1 0变成0 1，或者从0 1变成 1 0，但没有检测到零点信号，则回零因某种原因失败，需重新回零；如多次回零仍失败，则器件发生故障，需维修。
Claims (8)
1.一种增量传感器的自动回零位的方法，步骤如下：
⑴.在所述增量传感器运动行程的中间位置附近安装零点检测装置；
⑵.在零点两侧的行程方向上，对称各安装一只光电开关，记为W+，W-；
⑶.在所述增量传感器的转动体上，安装一个机械挡片，挡片以零点为中心；光电开关被挡片挡住时，其信号为1，未挡时信号为0；
⑷.过零时，电控系统不断检测W+与W-的值， 如W- W+ = 1 0 ，则应正向运动；
如W- W+ = 0 1 ，则应正向运动；
如W- W+ = 1 1，则先反向运动到W- W+ = 1 0的状态，再正向运动；
⑸.在运动过程中，不断检查零点信号，当零点信号生效时，把增量传感器的读数清零；或者开启硬件自动清零功能，当零点信号生效时，硬件自动把增量传感器的读数清零；
⑹.如果过零过程中检测到W+ W-的状态从1 0变成0 1，或者从0 1变成 1 0，但没有检测到零点信号，则回零因某种原因失败，需重新回零；如多次回零仍失败，则器件发生故障，需维修。
2.按照权利要求1所述的增量传感器的自动回零位的方法，其特征在于： 步骤⑴中所述的零点检测装置选自：光电开关的零位刻线或激光光栅的零位刻线。
3.按照权利要求1所述的增量传感器的自动回零位的方法，其特征在于： 步骤⑵中所述的光电开关的安装位置离开零点的角度，为S/4+N，其中S为运动行程的角度，N取1~3度。
4.按照权利要求1~3之一所述的增量传感器的自动回零位的方法，其特征在于： 步骤⑶中所述的挡片的轴角，为S/2+N+M，其中S为运动行程的角度，N取1~3度，M取1~3度。
5.权利要求1所述的增量传感器的自动回零位的方法所使用的设备，其特征在于，在所述增量传感器运动行程的中间位置附近设有零点检测装置；
在零点两侧的行程方向上，对称各安装有一只光电开关；
在所述增量传感器的转动体上，安装有一个机械挡片，挡片以零点为中心，挡片的轴角，为S/2+N+M，其中S为运动行程的角度，N取1~3度，M取1~3度即可。
6.根据权利要求5所述的增量传感器的自动回零位的方法所使用的设备，其特征在于，所述的零点检测装置采用：光电开关的零位刻线或激光光栅的零位刻线。
7.根据权利要求5所述的增量传感器的自动回零位的方法所使用的设备，其特征在于，所述的光电开关的安装位置离开零点的角度，为S/4+N，其中S为运动行程的角度，N取1~3度。
8.根据权利要求5所述的增量传感器的自动回零位的方法所使用的设备，其特征在于，所述机械挡片的轴角，为S/2+N+M，其中S为运动行程的角度，N取1~3度，M取1~3度。
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