CN107589719A - 一种原点复归方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种原点复归方法和装置，所述方法包括：在复归部件折返朝向第一方向触发原点开关时，获取所述复归部件的第一位置；在接收到编码器产生的零点标志信号时，获取所述复归部件的第二位置；判断所述第二位置与所述第一位置之间的差值是否大于预设值；当所述第二位置与所述第一位置之间的差值大于预设值时，完成原点复归。该方案通过将复归部件触发原点开关时对应的第一位置数据，与编码器产生第一个零点标志信号时复归部件对应的第二位置数据之间的差值与预设值比较，当二者差值大于预设值时，则复归部件完成原点复归，预设值可以是原点开关的精度范围的边界值，消除了原点开关的精度对原点复归的影响，提高了原点复归的准确度。

Description

一种原点复归方法和装置

技术领域

本发明涉及控制技术领域，具体涉及一种原点复归方法和装置。

背景技术

机床原点(机械原点)，是指机床坐标系的原点，是机床上的一个固定点，它不仅是在机床上建立工件坐标系的基准点，而且还是机床调试和加工时的基准点，在机床或机械手的控制过程中，设备刚上电后，由于停电过程中有可能抖动或其它原因，设备无法得知本身的精确位置，所以需要进行原点复归。

一般情况下的原点复归，如图1所示，按下复归按键，(假设复归部件为机械手)机械手首先慢速向负极限方向运动，当接触到原点开关后，再折返向正极限运动，再次触发原点开关后，抓到编码器产生的第一个Z相脉冲信号后，把此时对应的位置点作为参考点，或机械原点。由于原点开关采用的是接近开关，接近开关是利用位移传感器对接近物体的敏感特性达到控制开关通或断的目的，当有物体移向接近开关，并接近到一定距离时，接近开关的位移传感器才有“感知”，开关才会动作，因此，原点开关的定位存在一定的精度范围；而原点开关的精度范围往往会导致原点复归不正或精确度较低。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于现有的原点复归方案复归结果不准确。

有鉴于此，本发明实施例的第一方面提供了一种原点复归方法，包括：在复归部件折返朝向第一方向触发原点开关时，获取所述复归部件的第一位置；在接收到编码器产生的零点标志信号时，获取所述复归部件的第二位置；判断所述第二位置与所述第一位置之间的差值是否大于预设值；当所述第二位置与所述第一位置之间的差值大于所述预设值时，完成原点复归。

优选地，还包括：当所述第二位置与所述第一位置之间的差值小于或等于所述预设值时，使所述复归部件继续朝向所述第一方向运动；在接收到所述编码器产生的下一零点标志信号时，完成原点复归。

优选地，所述零点标志信号为所述编码器的Z相脉冲信号产生上升沿变化的信号。

优选地，在所述在复归部件折返朝向第一方向触发原点开关时，获取所述复归部件的第一位置之前还包括：控制所述复归部件朝向第二方向运动，所述第二方向与所述第一方向反向；在所述复归部件触发所述原点开关时，控制所述复归部件朝向所述第一方向运动。

优选地，所述复归部件包括：机械手和/或回原点轴。

根据本发明实施例的第二方面提供了一种原点复归装置，包括：第一获取模块，用于在复归部件折返朝向第一方向触发原点开关时，获取所述复归部件的第一位置；第二获取模块，用于在接收到编码器产生的零点标志信号时，获取所述复归部件的第二位置；判断模块，用于判断所述第二位置与所述第一位置之间的差值是否大于预设值；第一复归模块，用于当所述第二位置与所述第一位置之间的差值大于所述预设值时，完成原点复归。

优选地，还包括：控制模块，用于当所述第二位置与所述第一位置之间的差值小于或等于所述预设值时，使所述复归部件继续朝向所述第一方向运动；第二复归模块，用于在接收到所述编码器产生的下一零点标志信号时，完成原点复归。

优选地，所述零点标志信号为所述编码器的Z相脉冲信号产生上升沿变化的信号。

优选地，在所述在复归部件折返朝向第一方向触发原点开关时，获取所述复归部件的第一位置之前还包括：控制所述复归部件朝向第二方向运动，所述第二方向与所述第一方向反向；在所述复归部件触发所述原点开关时，控制所述复归部件朝向所述第一方向运动。

优选地，所述复归部件包括：机械手和/或回原点轴。

本发明第三方面提供了一种控制终端，包括至少一个处理器以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行所述程序时实现本发明第一方面或第一方面的任一实施方式所述的原点复归方法。

本发明第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行本发明第一方面或第一方面的任一实施方式所述的原点复归方法。

本发明的技术方案具有以下优点：

本发明提供的原点复归方法和装置，在复归部件折返朝向第一方向运动时，通过将复归部件触发原点开关时对应的第一位置数据，与编码器产生第一个零点标志信号时复归部件对应的第二位置数据之间的差值与预设值进行比较，当二者差值大于预设值时，则说明第二位置已经达到正确的机械原点，则复归部件完成原点复归，此处，预设值可以是原点开关的精度范围的边界值，如此，消除原点开关的精度对原点复归的影响，提高了原点复归的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的机械手原点复归示意图；

图2为本发明实施例1的原点复归方法的一个流程图；

图2A为本发明实施例1的原点复归的电路示意图；

图3为本发明实施例2的原点复归装置的一个框图；

图4为本发明实施例3的控制终端空调的一个框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种原点复归方法，可用于机床或者机械手的原点复归，如图2所示，该原点复归方法包括如下步骤：

S21：在复归部件折返朝向第一方向触发原点开关时，获取复归部件的第一位置；具体地，第一方向可以是正极限方向，当复归部件朝向正极限运动触发原点开关时，获取复归部件此时对应的第一位置。此处复归部件包含但不限于机械手和回原点轴，可以采用FPGA来捕获位置信息并处理，FPGA具有较快的IO口速度及并行处理速度，如图2A所示，把编码器和原点开关信号接入到FPGA，编码器可以是绝对式编码器也可以是增量式编码器。比如复归部件是机械手，当机械手朝向正极限运动触发原点开关时，产生相应的原点开关输入信号的电平变化，FPGA捕获到该点的电平变化后，结合运动方向，记下这处读到编码器的位置数据即为第一位置，可以假设该第一位置为X1。

作为一种优选方案，在步骤S21之前还包括：控制复归部件朝向第二方向运动，第二方向与第一方向反向；在复归部件触发原点开关时，控制复归部件朝向第一方向运动。此处第二方向可以是负极限方向，在实际应用场景中，未经原点复归的复归部件一般停在工作空间的位置是任意的，在原点复归过程中可以先将复归部件统一回归到一个点，然后开始原点复归，以此避免过大误差；具体地，比如运动控制芯片驱动电机使机械手首先向负极限位方向运动，当机械手碰到原点开关后，会产生原点开关输入信号的电平变化，FPGA抓到这个电平变化并结合运动方向，通知运动控制芯片，使机械手运动速度快速降为零，并开始向正极限位方向(第一方向)运动。

S22：在接收到编码器产生的零点标志信号时，获取复归部件的第二位置；具体地，复归部件以机械手为例，在步骤S21中记下第一位置X1后，机械手继续向正极限位运行，当编码器产生的第一个零点标志信号时，FPGA捕获到此时机械手的位置数据为第二位置，可以假设第二位置为X2。

S23：判断第二位置与第一位置之间的差值是否大于预设值；具体地，预设值可以是原点开关的精度范围的边界值Er，为了保证最终复归的精确度也可以是根据实际情况而定的预设值，本实施例以原点开关的精度范围的边界值Er作为预设值为例，通过将第一位置数据X1与第二位置X2之间的差值与原点开关的精度范围进行比较，来确定是否复归位置，可以消除原点开关的精度对原点复归的影响，在第一方向为正极限方向的情况下，如果X2-X1>Er，进入步骤S24，否则进入步骤S25。

S24：当第二位置与第一位置之间的差值大于预设值时，完成原点复归。具体地，在第一方向为正极限方向的情况下，此时X2-X1>Er，说明二者差值不在原点开关的精度范围内，则说明第二位置已经达到正确的机械原点，则机械手完成原点复归，如此，消除原点开关的精度对原点复归的影响，提高了原点复归的准确度。

作为一种优选方案，还包括步骤：

S25：当第二位置与第一位置之间的差值小于或等于预设值时，使复归部件继续朝向第一方向运动；S26：在接收到编码器产生的下一零点标志信号时，完成原点复归。即在第一方向为正极限方向的情况下，此时X2-X1<Er，说明二者差值还在原点开关的精度范围内，第二位置还落在原点开关的精度范围内，还未达到真正的机械原点，则不能将第二位置作为机械原点，以避免原点开关精度对原点复归的影响；因此，使机械手继续朝向正极限方向运动，直到在接收到编码器产生的下一零点标志信号时，机床绝对坐标清0，完成原点复归。如此可以消除原点开关的精度对原点复归的影响，提高了原点复归的准确度。

作为一种优选方案，零点标志信号为编码器的Z相脉冲信号产生上升沿变化的信号。具体地，编码器中不仅包括位置数据信号还包括Z相脉冲信号。FPGA的IO口接收速度及其内部逻辑处理速度也达百兆以上，使其能够快速地捕获编码器的位置数据及Z相脉冲信号，在编码器以最快速度转动时也不会丢失脉冲和数据，并快速处理数据。当编码器Z相信号产生一个上升变化时即为产生一个零点标志信号，FPGA捕获到该边沿变化并记录此时编码器的位置数据，表征更加快速准确。

本实施例提供的原点复归方法，通过将复归部件朝向正极限运动触发原点开关时对应的第一位置数据，与编码器产生第一个零点标志信号时对应的第二位置数据之间的差值与原点开关的精度范围进行比较，如果二者差值在原点开关的精度范围内，则说明第二位置还落在原点开关的精度范围内，还未达到真正的机械原点，则不能将第二位置作为机械原点，以避免原点开关精度对原点复归的影响；如果二者差值不在原点开关的精度范围内，则说明第二位置已经达到机械原点，则控制复归部件复归至第二位置以完成原点复归，如此，消除原点开关的精度对原点复归的影响，提高了原点复归的准确度。

实施例2

本实施例提供了一种原点复归装置，可用于机床或者机械手的原点复归，如图3所示，该原点复归装置包括：第一获取模块31、第二获取模块32、判断模块33、第一复归模块34、控制模块35以及第二复归模块36，各模块功能如下：

第一获取模块31，用于在复归部件折返朝向第一方向触发原点开关时，获取复归部件的第一位置；具体参见实施例1中对步骤S21的详细描述。

第二获取模块32，用于在接收到编码器产生的零点标志信号时，获取复归部件的第二位置；具体参见实施例1中对步骤S22的详细描述。

判断模块33，用于判断第二位置与第一位置之间的差值是否大于预设值；具体参见实施例1中对步骤S23的详细描述。

第一复归模块34，用于当第二位置与第一位置之间的差值大于预设值时，完成原点复归。具体参见实施例1中对步骤S24的详细描述。

作为一种优选方案，还包括：控制模块35，用于当第二位置与第一位置之间的差值小于或等于预设值时，使复归部件继续朝向第一方向运动；第二复归模块36，用于在接收到编码器产生的下一零点标志信号时，完成原点复归。具体参见实施例1中对步骤S25和S26的详细描述。

作为一种优选方案，零点标志信号为编码器的Z相脉冲信号产生上升沿变化的信号。具体参见实施例1中的相关详细描述。

作为一种优选方案，在在复归部件折返朝向第一方向触发原点开关时，获取复归部件的第一位置之前还包括：控制复归部件朝向第二方向运动，第二方向与第一方向反向；在复归部件触发原点开关时，控制复归部件朝向第一方向运动。具体参见实施例1中的相关详细描述。

作为一种优选方案，复归部件包括：机械手和/或回原点轴。具体参见实施例1中的相关详细描述。

本实施例提供的原点复归装置，通过将复归部件朝向正极限运动触发原点开关时对应的第一位置数据，与编码器产生第一个零点标志信号时对应的第二位置数据之间的差值与原点开关的精度范围进行比较，如果二者差值在原点开关的精度范围内，则说明第二位置还落在原点开关的精度范围内，还未达到真正的机械原点，则不能将第二位置作为机械原点，以避免原点开关精度对原点复归的影响；如果二者差值不在原点开关的精度范围内，则说明第二位置已经达到机械原点，则控制复归部件复归至第二位置以完成原点复归，如此，消除原点开关的精度对原点复归的影响，提高了原点复归的准确度。

实施例3

如图4所示，本发明实施例中提供的一种控制终端，包括：至少一个处理器41、存储器42，图4中以一个处理器为例，处理器41、存储器42通过总线40连接，存储器42存储有可被至少一个处理器41执行的指令，指令被至少一个处理器41执行，以使至少一个处理器41执行如下方法：

在复归部件折返朝向第一方向触发原点开关时，获取复归部件的第一位置；

在接收到编码器产生的零点标志信号时，获取复归部件的第二位置；

判断第二位置与第一位置之间的差值是否大于预设值；

当第二位置与第一位置之间的差值大于预设值时，完成原点复归。

优选地，在本发明的一些实施例中，还包括：当第二位置与第一位置之间的差值小于或等于预设值时，使复归部件继续朝向第一方向运动；在接收到编码器产生的下一零点标志信号时，完成原点复归。

优选地，在本发明的一些实施例中，零点标志信号为编码器的Z相脉冲信号产生上升沿变化的信号。

优选地，在本发明的一些实施例中，在在复归部件折返朝向第一方向触发原点开关时，获取复归部件的第一位置之前，至少一个处理器41还可以执行：控制复归部件朝向第二方向运动，第二方向与第一方向反向；在复归部件触发原点开关时，控制复归部件朝向第一方向运动。

优选地，在本发明的一些实施例中，复归部件包括：机械手和/或回原点轴。

相关说明可以对应参见实施例1中图2的步骤所对应的相关描述和效果进行理解，此处不做过多赘述。

本实施例提供的控制终端，通过将复归部件朝向正极限运动触发原点开关时对应的第一位置数据，与编码器产生第一个零点标志信号时对应的第二位置数据之间的差值与原点开关的精度范围进行比较，如果二者差值在原点开关的精度范围内，则说明第二位置还落在原点开关的精度范围内，还未达到真正的机械原点，则不能将第二位置作为机械原点，以避免原点开关精度对原点复归的影响；如果二者差值不在原点开关的精度范围内，则说明第二位置已经达到机械原点，则控制复归部件复归至第二位置以完成原点复归，如此，消除原点开关的精度对原点复归的影响，提高了原点复归的准确度。

实施例4

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述实施例1的方法中的全部或部分流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种原点复归方法，其特征在于，包括：

在复归部件折返朝向第一方向触发原点开关时，获取所述复归部件的第一位置；

在接收到编码器产生的零点标志信号时，获取所述复归部件的第二位置；

判断所述第二位置与所述第一位置之间的差值是否大于预设值；

当所述第二位置与所述第一位置之间的差值大于所述预设值时，完成原点复归。

2.根据权利要求1所述的原点复归方法，其特征在于，还包括：

当所述第二位置与所述第一位置之间的差值小于或等于所述预设值时，使所述复归部件继续朝向所述第一方向运动；

在接收到所述编码器产生的下一零点标志信号时，完成原点复归。

3.根据权利要求1所述的原点复归方法，其特征在于，所述零点标志信号为所述编码器的Z相脉冲信号产生上升沿变化的信号。

4.根据权利要求1所述的原点复归方法，其特征在于，在所述在复归部件折返朝向第一方向触发原点开关时，获取所述复归部件的第一位置之前还包括：

控制所述复归部件朝向第二方向运动，所述第二方向与所述第一方向反向；

在所述复归部件触发所述原点开关时，控制所述复归部件朝向所述第一方向运动。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的原点复归方法，其特征在于，所述复归部件包括：机械手和/或回原点轴。

6.一种原点复归装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于在复归部件折返朝向第一方向触发原点开关时，获取所述复归部件的第一位置；

第二获取模块，用于在接收到编码器产生的零点标志信号时，获取所述复归部件的第二位置；

判断模块，用于判断所述第二位置与所述第一位置之间的差值是否大于预设值；

第一复归模块，用于当所述第二位置与所述第一位置之间的差值大于所述预设值时，完成原点复归。

7.根据权利要求6所述的原点复归装置，其特征在于，还包括：

控制模块，用于当所述第二位置与所述第一位置之间的差值小于或等于所述预设值时，使所述复归部件继续朝向所述第一方向运动；

第二复归模块，用于在接收到所述编码器产生的下一零点标志信号时，完成原点复归。

8.根据权利要求6所述的原点复归装置，其特征在于，所述零点标志信号为所述编码器的Z相脉冲信号产生上升沿变化的信号。

9.根据权利要求6所述的原点复归装置，其特征在于，在所述在复归部件折返朝向第一方向触发原点开关时，获取所述复归部件的第一位置之前还包括：

控制所述复归部件朝向第二方向运动，所述第二方向与所述第一方向反向；

在所述复归部件触发所述原点开关时，控制所述复归部件朝向所述第一方向运动。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的原点复归装置，其特征在于，所述复归部件包括：机械手和/或回原点轴。

11.一种控制终端，其特征在于，包括至少一个处理器以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行权利要求1-5中任一项所述的原点复归方法。

12.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的原点复归方法。