CN109483549B - 一种原点标定系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种原点标定系统，应用于自动化设备中，自动化设备包括关节基座、关节运动部、及用于驱动关节运动部运动的电机，该原点标定系统包括编码器、标定部件、原点传感器和控制器，其中，编码器安装于电机上，用于记录关节运动部的位置；当关节运动部相对于关节基座运动至标定部件与原点传感器对准时，原点传感器输出触发信号；控制器与原点传感器和编码器相连，用于接收原点传感器所输出的触发信号，并在开始接收到触发信号时获取编码器当前时刻的编码器值，根据所获取的编码器值确定原点所对应的编码器值。上述系统用于实现机器人等自动化设备原点的全自动标定，并提高标定精度，降低误差。

Description

一种原点标定系统及方法

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，尤其涉及一种原点标定系统及方法。

背景技术

在自动化技术领域，在机器人等自动化设备实际作业前，需要对其进行原点标定，即在机器人的各关节上所指定的位置对准基座上所指定的原点时，确定各关节的初始位置值(即原点位置值)，以在后续的机器人作业过程中，以该初始位置值为基准，实现对机器人各关节位置的定位，确保机器人各关节的运动精度。

传统技术中，原点标定方法主要依赖机械工具实现关节上所指定的位置与基座上的原点的对准，进而确定关节的初始位置值，例如利用刻线、销孔等机械工具，采用这种方式需要人工手动进行对齐，且对齐过程中需要反复操作，过程繁琐，并且得到的关节的初始位置值精度较低，误差较大。

发明内容

为克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供一种原点标定系统及方法，以实现机器人原点的全自动标定，并提高标定精度，降低误差。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面提供了一种原点标定系统，该原点标定系统应用于自动化设备中，自动化设备包括关节基座、关节运动部、及用于驱动关节运动部运动的电机。该原点标定系统包括：编码器、标定部件、原点传感器和控制器，其中，编码器安装于电机上，用于记录关节运动部的位置；标定部件安装于关节运动部上，原点传感器安装于关节基座上；或者，原点传感器安装于关节运动部上，标定部件安装于关节基座上。当关节运动部相对于关节基座运动至标定部件与原点传感器对准时，原点传感器输出触发信号。控制器与原点传感器和编码器相连，用于接收原点传感器所输出的触发信号，并在开始接收到触发信号时获取编码器当前时刻的编码器值，根据所获取的编码器值确定原点所对应的编码器值。

上述原点标定系统所实现的有益效果为，通过传感器技术实现了关节运动部在原点处所对应的编码器值的标定，整个系统中无需人工操作，可实现全自动标定，节省了人力和时间，并且利用原点传感器和标定部件作为对齐标志物，利用控制器自动确定原点所对应的编码器值，相比传统技术中借助机械工具作为对齐标志物通过人工操作实现原点的标定，原点标定精度得以提高，且误差较小。

在一些实施例中，原点传感器为电容型传感器、电感型传感器、霍尔型传感器或光电型传感器。标定部件为感应片。

在一些实施例中，标定部件安装于关节运动部朝向关节基座的一侧，原点传感器安装于关节基座朝向关节运动部的一侧；或者，原点传感器安装于关节运动部朝向关节基座的一侧，标定部件安装于关节基座朝向关节运动部的一侧。

本发明的第二方面提供了一种原点标定方法，应用于如第一方面所述的原点标定系统，该原点标定方法包括：控制器控制关节运动部以第一速度朝向原点传感器运动；当标定部件与原点传感器对准时，原点传感器输出触发信号；控制器接收到原点传感器输出的触发信号后，控制关节运动部远离原点传感器运动，待无法接收到触发信号后，控制关节运动部以第二速度朝向原点传感器运动，其中，第一速度大于第二速度；当控制器再次接收到原点传感器输出的触发信号时，获取编码器当前时刻的编码器值，而后根据所获取的当前时刻的编码器值确定原点所对应的编码器值。

采用上述原点标定方法，可实现对原点所对应的编码器值的全自动标定，整个过程无需人工操作，节省了人力。并且，通过在标定部件与原点传感器对准时，原点传感器输出触发信号至控制器，控制器获取编码器当前时刻的编码器值，以确定原点所对应的编码器值，相比传统技术中借助机械工具作为对齐标志物通过人工操作实现原点的标定，标定精度得以提高，且进行多次标定所得到的原点所对应的编码器值误差较小。通过使关节运动部以第一速度和第二速度运动，且第一速度大于第二速度，也就是说，先以第一速度快速接近原点传感器，进行粗略定位，再以第二速度缓慢接近原点传感器，进行精确定位，这样可以有效提高原点标定的效率，缩短原点标定时长，还能降低信号传输时延的影响，进一步提高原点标定的精度。

在一些实施例中，获取编码器当前时刻的编码器值的步骤包括：根据公式E＝M×R_E+A，计算编码器当前时刻的编码器值；其中，E为编码器当前时刻的编码器值，M为编码器的多圈位置值，R_E为编码器的单圈精度，A为编码器的单圈位置值。

作为一种可能的设计，根据所获取的当前时刻的编码器值确定原点所对应的编码器值的步骤包括：

根据所获取的当前时刻的编码器值设定原点标定范围(E-a×k×D，E+a×k×D)；其中，E为所获取的当前时刻的编码器值，D为原点传感器的感应误差，k为电机与关节运动部的传动比，a为预设系数。

判断所述原点标定范围内是否有允许标定位置；所述允许标定位置为在编码器单圈范围内预先设定的若干个位置，相邻两个允许标定位置的编码器值之间的差值大于或等于k×D。

如果是，则确定该允许标定位置的编码器值为原点所对应的编码器值；如果否，则在编码器上沿设定方向找出最邻近所获取的当前时刻的编码器值的允许标定位置，确定所找出的允许标定位置的编码器值为原点所对应的编码器值；所述设定方向为逆时针方向或者顺时针方向。

在一些实施例中，a≤0.5。

在一些实施例中，若干个允许标定位置在编码器单圈范围内等间隔布置。

在一些实施例中，D＝D₁+D₂；其中，D₁为原点传感器的精度误差；D₂为原点标定系统的时延误差，D₂＝v₁×t，v₁为关节运动部的第二速度，t为标定部件与原点传感器对准的时刻到所述编码器当前时刻的编码器值被获取的时刻的时间差。

在一些实施例中，当电机或编码器更换后，控制器重新标定关节运动部的原点，将重新标定的原点所对应的编码器值与原来的原点所对应的编码器值作差，计算得到修正值，以便于利用所述修正值对关节运动部的实时位置的编码器值进行修正。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。

图1为现有技术中自动化设备的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的原点标定系统应用于自动化设备中的示意图；

图3为本发明实施例所提供的原点标定系统中编码器与自动化设备中电机的示意图；

图4为本发明实施例所提供的原点标定方法的第一种流程图；

图5为本发明实施例所提供的原点标定方法的第二种流程图；

图6为本发明实施例所提供的原点标定方法的第三种流程图；

图7为本发明实施例所提供的原点标定方法中允许标定位置和原点标定范围的第一种示意图；

图8为本发明实施例所提供的原点标定方法中允许标定位置和原点标定范围的第二种示意图。

附图标记说明：

1-关节基座； 2-关节运动部；

11-第一刻线； 21第二刻线；

3-电机； 4-编码器；

5-标定部件； 6-原点传感器；

7-控制器； E-所获取的当前时刻的编码器值；

F-原点标定范围； b₁、b₂、b₃、b₄-允许标定位置。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。

如图1所示，为机器人等自动化设备的结构示意图，包括关节基座1、关节运动部2、及用于驱动关节运动部2运动的电机3，电机3的旋转轴的前端与关节运动部2连接，通过电机3的旋转轴的旋转驱动关节运动部2运动(图中未示出)。在关节基座1上指定一个参考点作为原点，并在关节运动部2上指定一个位置设置对齐标志物，当关节运动部2运动至对齐标志物对准关节基座1上原点的位置时，记录关节运动部2此刻的位置坐标，即确定关节运动部2的初始位置值，这个过程叫做原点标定，通常关节运动部2的位置坐标利用编码器值表示。

在现有技术中，通常借助机械工具作为对齐标志物实现原点的标定。请再次参见图1，例如在关节基座1指定的原点的位置处设置第一刻线11，在关节运动部2相应位置设置第二刻线21，当第一刻线11和第一刻线21对齐时，记录此刻的原点所对应的编码器值。又如在关节基座1指定的原点的位置处和在关节运动部2相应位置分别设置定位孔，当两个定位孔对齐时插入定位销固定，记录此刻的原点所对应的编码器值。

采用上述的方式进行原点标定，需要人工操作关节运动部运动，并利用人眼观察判断对齐标志物是否对齐，进而记录当时的编码器值，整个过程较繁琐，浪费人力和时间。并且，由于人工操作和人眼判断存在失误，刻线(或定位孔)容易发生磨损变形，以及关节基座1和关节运动部2上的刻线(或定位孔)之间的距离相隔较远时对齐难度增大等因素，导致得到的原点所对应的编码器值精度差，误差较高。

本发明的实施例提供一种原点标定系统，能够实现自动化设备中原点的全自动标定，从而简化原点标定的过程，并能够提高原点标定的精度。如图2和图3所示，该原点标定系统包括编码器4、标定部件5、原点传感器6和控制器7。其中，编码器4安装于电机3上，用于记录关节运动部2的位置。电机3的旋转轴的前端与关节运动部2连接，通过电机3的旋转轴的旋转驱动关节运动部2运动，电机3的旋转轴的后端与编码器4连接，编码器4通过磁、光、电等手段，将电机3的旋转轴的旋转位置转变为电信号输出，进而转变为编码器值，由于关节运动部2是通过电机3驱动的，因此可通过编码器值记录关节运动部2的位置。

标定部件5安装于关节运动部2上，原点传感器6安装于关节基座1上；或者，原点传感器6安装于关节运动部2上，标定部件5安装于关节基座1上。图2所示为标定部件5安装于关节运动部2上，原点传感器6安装于关节基座1上的情况，当关节运动部2相对于关节基座1运动至标定部件5与原点传感器6对准时，原点传感器6输出触发信号。

控制器7与原点传感器6和编码器4相连，用于接收原点传感器6所输出的触发信号，并在开始接收到触发信号时获取编码器当前时刻的编码器值，根据所获取的编码器值确定原点所对应的编码器值。

上述原点标定系统中，在关节基座1上安装原点传感器6或者标定部件5的位置即为所设定的原点位置，在关节运动部2上安装原点传感器6或者标定部件5的位置即为所指定的位置，当关节运动部2相对于关节基座1运动至标定部件5与原点传感器6对准时，说明关节运动部2上的所指定的位置与关节基座1上的原点位置相互对应，此时原点传感器6输出触发信号至控制器7，控制器7获取编码器4当前时刻的编码器值，根据所获取的编码器值确定原点所对应的编码器值。

这样，通过传感器技术实现了关节运动部2所指定的位置与关节基座1所设定的原点位置对准时，所对应的编码器值的标定，整个系统中无需人工操作，可实现全自动标定，节省了人力和时间，并且利用原点传感器6和标定部件5作为对齐标志物，利用控制器7自动确定原点所对应的编码器值，相比传统技术中借助机械工具作为对齐标志物通过人工操作实现原点的标定，原点标定精度得以提高，误差得以减小。

在一些实施例中，原点传感器6为电容型传感器、电感型传感器、霍尔型传感器或光电型传感器；标定部件5为感应片。

示例性地，原点传感器6为光电型传感器，该光电型传感器可为槽型光电开关传感器，安装于关节基座1上，该槽型光电开关传感器包括光发射器、光接收器和检测电路，光发射器和光接收器面对面地装在一个槽的两侧，光发射器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能接收到光，进而将光信号转化为电信号。标定部件5为感应片，具体可为遮光片，安装于关节运动部2上，当遮光片从槽型光电开关传感器的槽中通过时，即遮光片处于光发射器和光接收器之间时，光发射器发出的光被遮挡，光接收器接收到光的强度发生变化，进而由光信号转化成的电信号发生变化，检测电路获取该变化，并输出触发信号。

示例性地，原点传感器6为霍尔型传感器，该霍尔型传感器为圆柱形霍尔开关传感器，安装于关节基座1上，圆柱形霍尔开关传感器的霍尔电压随磁场强度的变化而变化，在没有外界因素的影响下，传感器的内部磁场不会发生变化，则其霍尔电压没有变化。标定部件5为感应片，具体可为金属感应片，安装于关节运动部2上，当金属感应片进入传感器磁性感应区域时，在金属感应片的影响下，传感器的内部磁场发生变化，进而其霍尔电压发生变化。在霍尔电压发生变化时，圆柱形霍尔开关传感器输出触发信号。

在一些实施例中，标定部件5安装于关节运动部2朝向关节基座1的一侧，原点传感器6安装于关节基座1朝向关节运动部2的一侧；或者，原点传感器6安装于关节运动部2朝向关节基座1的一侧，标定部件5安装于关节基座1朝向关节运动部2的一侧。这样，使原点传感器6和标定部件5相对设置，可以在标定部件5处于对准原点传感器6的位置时，原点传感器6更准确灵敏地做出反应以输出触发信号，进而提高原点标定的精度。

进一步的，在原点传感器6为槽型光电开关传感器，标定部件5为遮光片的情况下，将槽型光电开关传感器和遮光片相对设置，可使槽型光电开关传感器和遮光片对准时，遮光片正好处于槽型光电开关传感器的槽中以遮挡光束，传感器可以敏锐的感受到光强度的变化，从而输出触发信号。在原点传感器6为圆柱形霍尔开关传感器，标定部件5为金属感应片的情况下，将圆柱形霍尔开关传感器和金属感应片相对设置，可使圆柱形霍尔开关传感器和金属感应片对准时，金属感应片可以进入传感器磁性感应区域以影响传感器内部磁场的大小，传感器可以敏锐的感受到磁场的变化，从而输出触发信号。

需要说明的是，此处的“对准”是指，在垂直于关节运动部2相对于关节基座1运动的平面的方向上，原点传感器6与标定部件5的位置对齐。由于原点传感器6能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，因此以原点传感器6所感受的被测量的信息发生变化时，原点传感器6与标定部件5的位置关系称为“对准”。例如，在原点传感器6为槽型光电开关传感器，标定部件5为遮光片的情况下，被测量的信息为光的强度，当遮光片遮挡光束使槽型光电开关传感器接收的光的强度发生变化时，槽型光电开关传感器与遮光片的位置关系称为“对准”。原点传感器6为圆柱形霍尔开关传感器，标定部件5为金属感应片的情况下，被测量的信息为电磁场的强度，当金属感应片进入传感器磁性感应区域使传感器内部磁场发生变化时，圆柱形霍尔开关传感器和金属感应片的位置关系称为“对准”。

本发明的实施例还提供一种原点标定方法，如图4所示，该原点标定方法应用于如上所述的原点标定系统，该原点标定方法包括如下步骤：

S1、控制器7控制关节运动部2以第一速度朝向原点传感器6运动。

S2、当标定部件5与原点传感器6对准时，原点传感器6输出触发信号。

S3、当控制器7接收到原点传感器6输出的触发信号后，控制关节运动部2远离原点传感器6运动，待无法接收到触发信号后，控制关节运动部2以第二速度朝向原点传感器6运动；其中，第一速度大于第二速度。

S4、当控制器7再次接收到原点传感器6输出的触发信号时，获取编码器4当前时刻的编码器值。

S5、根据所获取的当前时刻的编码器值确定原点所对应的编码器值。

需要说明的是，在步骤S1中，控制器7控制关节运动部以第一速度朝向原点传感器6运动，此时第一速度为较大的数值，即关节运动部2朝向原点传感器6的运动速度较快，以对关节基座1上的原点传感器6的位置进行初步的粗略确定，提高原点标定的速率，节省时间。

在步骤S3中，控制器7控制关节运动2部以第二速度朝向原点传感器6运动，此时第二速度小于第一速度且为较小的数值，即关节运动部2朝向原点传感器6的运动速度较慢，为方便理解，可以将此时关节运动部2运动状态描述为蠕动，以避免关节运动部2运动速度过快，而触发信号的传输会产生一定时延，在控制器7接收到触发信号时，关节运动部2的位置已经超过原点所对应的位置，造成所获取的编码器4当前时刻的编码器值与实际编码器值出现偏差，通过使关节运动部2以较小的第二速度接近原点传感器6，可以降低信号传输时延的影响，实现对关节基座1上的原点传感器6的位置的精准确定，以对原点进行准确标定。

采用上述原点标定方法，可实现对原点所对应的编码器值的全自动标定，整个过程无需人工操作，节省了人力。并且，当标定部件5与原点传感器6对准时，原点传感器6输出触发信号至控制器7，控制器7获取编码器4当前时刻的编码器值，以确定原点所对应的编码器值，相比传统技术中借助机械工具作为对齐标志物通过人工操作实现原点的标定，标定精度得以提高，误差得以减小。通过使关节运动部2以第一速度和第二速度运动，可以有效提高原点标定的效率，缩短原点标定时长，还能降低信号传输时延的影响，进一步提高原点标定的精度。

在一些实施例中，如图5所示，在步骤S4中，获取编码器4当前时刻的编码器值的步骤包括：根据公式E＝M×R_E+A，计算编码器4当前时刻的编码器值。其中，E为编码器4当前时刻的编码器值，M为编码器4的多圈位置值，R_E为编码器4的单圈精度，A为编码器4的单圈位置值。

需要说明的是，此处“多圈位置值”为进行原点标定的过程之前，事先规定的原点所对应的多圈值。原点标定的过程为在关节基座1上指定一个参考点作为原点，在关节运动部2上指定一个位置，当关节基座1上的原点与关节运动部2上指定的位置对齐时，获取当前时刻的编码器值，该编码器值的多圈位置值可以为事先期望的任意一圈，具体为哪一圈根据原点标定系统情况确定，控制器7可以读写该多圈位置值。

示例性地，以单圈精度为100，多圈最大值为9的编码器为例，在关节基座1的最左端指定一个参考点作为原点，在该原点处安装原点传感器6或标定部件5，在进行原点标定之前，可事先将编码器值的多圈位置值规定为0，在原点标定过程中控制器7读写该多圈位置值M和编码器4的单圈位置值A，通过公式E＝M×R_E+A计算得到编码器4当前时刻的编码器值E，此时E＝A。又如在关节基座1的中间指定一个参考点作为原点，在该原点处安装原点传感器6或标定部件5，在进行原点标定之前，可事先将编码器值的多圈位置值规定为5，在原点标定过程中控制器7读写该多圈位置值M和编码器4的单圈位置值A，通过公式E＝M×R_E+A计算得到编码器4当前时刻的编码器值E。

需要说明的是，以上的两种情况仅是一种示例，在实际操作中，事先规定的多圈位置值可以有其他的设定。

为了进一步提高原点标定的精度，如图6所示，根据所获取的当前时刻的编码器值确定原点所对应的编码器值的步骤S5包括：

S51、根据所获取的当前时刻的编码器值设定原点标定范围F(E-a×k×D，E+a×k×D)。其中，E为所获取的当前时刻的编码器值，D为原点传感器的感应误差，k为电机3与关节运动部2的传动比，a为预设系数，a≤0.5。

S52、判断该原点标定范围F内是否有允许标定位置。请参见图7和图8，允许标定位置为在编码器4单圈范围内预先设定的若干个位置，图示为预先设定的四个允许标定位置，分别为b₁、b₂、b₃、b₄，相邻两个允许标定位置的编码器值之间的差值大于或等于k×D。

如果是，则确定该允许标定位置的编码器值为原点所对应的编码器值。如图7所示为原点标定范围F中有允许标定位置的情况，则确定允许标定位置b₁为原点所对应的编码器值。

如果否，则在编码器4上沿设定方向找出最邻近所获取的当前时刻的编码器值的允许标定位置，确定所找出的允许标定位置的编码器值为原点所对应的编码器值。该设定方向为逆时针方向或者顺时针方向。如图8所示为原点标定范围F中没有允许标定位置的情况，在编码器4上沿逆时针方向找出最邻近所获取的当前时刻的编码器值的允许标定位置b₂，则确定允许标定位置b₂为原点所对应的编码器值。

需要说明的是，相邻两个允许标定位置的编码器值之间的差值大于或等于k×D，k×D为原点传感器6的感应误差D折算到编码器4上对应的折算误差值。设定原点的标定范围F为(E-a×k×D，E+a×k×D)，该范围为所获取的当前时刻的编码器值前后一定距离的范围，与预设系数a和折算误差值k×D有关。作为一种可能的设计，设定预设系数a≤0.5，这样可以保证在原点标定范围F内，最多只会出现一个允许标定位置，避免了因预设系数设置过大，导致原点标定范围F过大使该范围内出现两个允许标定位置，在后续确定原点所对应的编码器值的步骤中出现困难。

在一些实施例中，若干个允许标定位置在编码器4单圈范围内等间隔布置，即每相邻两个允许标定位置在编码器4上的间隔距离相等，如图7和图8所示，四个允许标定位置在编码器4单圈范围内等间隔布置，以使允许标定位置的设置更加合理，进而采用上述方法得到的原点所对应的编码器值更加准确。

在一些实施例中，D＝D₁+D₂；其中，D₁为原点传感器6的精度误差，此处精度误差是指，在标定部件5与原点传感器6对准时，被测量的信息(例如光强度、磁场强度)发生变化，而原点传感器6没有即刻感受到该被测量的信息的变化并进行处理，精度误差与传感器的灵敏度有关，呈负相关的关系；D₂为原点标定系统的时延误差，D₂＝v₁×t，v₁为关节运动部的第二速度，t为标定部件5与原点传感器6对准的时刻到编码器4当前时刻的编码器值被获取的时刻的时间差。该时间差包括传感器反应时间、触发信号的传播时间、及控制器处理时间等。

由于原点传感器6的感应误差D的存在，在进行原点标定的过程中，在标定部件5与原点传感器6对准时，关节运动部2运动至原点所对应的位置，在传感器反应时间、触发信号的传播时间和控制器处理时间等时延的影响下，控制器7获取到的当前时刻的编码器值可能会与在标定部件5与原点传感器6对准时的实际编码器值存在差别，从而原点标定所得到的原点所对应的编码器值存在误差。

而采用上述方式，由于允许标定位置为预先设定的固定值，即使控制器7获取到的当前时刻的编码器值可能会与在标定部件5与原点传感器6对准时的实际编码器值存在差别，最终得到的原点所对应的编码器值均为固定的一个允许标定位置所对应的编码器值，从而使得原点标定精度不受原点传感器感应误差的影响，进一步提高了原点标定的精度。

在原点丢失的情况下，例如编码器电池耗尽、备份电池线路断开等情况导致原点所对应的编码器值丢失时，重新标定原点所对应的编码器值(也即找原点)也可采用上述方式进行，整个过程为全自动标定，节省人力，且重新标定得到的原点所对应的编码器值与原来的原点所对应的编码器值之间不会出现偏差，精度较高。

作为一种可能的设计，当电机3或编码器4更换后，控制器7重新标定关节运动部2的原点，将重新标定的原点所对应的编码器值与原来的原点所对应的编码器值作差，计算得到修正值，以便于利用该修正值对关节运动部2的实时位置的编码器值进行修正。

在电机3或编码器4更换后，新的编码器4单圈范围内预先设定的若干个允许标定位置所对应的关节运动部2的位置大多与原来的不同，则重新标定的原点所对应的编码器值与原来的原点所对应的编码器值也不同，进而在后续自动化设备作业过程中，关节运动部2处于同一位置时，以该重新标定的原点所对应的编码器值为基准得到的关节运动部2实时位置的编码器值与原来的实时位置的编码器值存在偏差。因此，在自动化设备作业的过程中，需要以关节运动部2实时位置的编码器值加上修正值得到修正的关节运动部2实时位置的编码器值，实现关节运动部2在同一位置处的修正的关节运动部2实时位置的编码器值与原来的实时位置的编码器值相同，以方便对自动化设备的控制。

以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种原点标定系统，所述原点标定系统应用于自动化设备中，所述自动化设备包括关节基座、关节运动部、及用于驱动所述关节运动部运动的电机，其特征在于，所述原点标定系统包括编码器、标定部件、原点传感器和控制器，其中，

所述编码器安装于所述电机上，用于记录所述关节运动部的位置；

所述标定部件安装于所述关节运动部上，所述原点传感器安装于所述关节基座上；或者，所述原点传感器安装于所述关节运动部上，所述标定部件安装于所述关节基座上；当所述关节运动部相对于所述关节基座运动至所述标定部件与所述原点传感器对准时，所述原点传感器输出触发信号；

所述控制器与所述原点传感器和所述编码器相连，用于接收所述原点传感器所输出的触发信号，并在开始接收到所述触发信号时获取所述编码器当前时刻的编码器值，根据所获取的当前时刻的编码器值设定原点标定范围，判断所述原点标定范围内是否有允许标定位置，并根据判断结果确定原点所对应的编码器值；

其中，所述允许标定位置为在编码器单圈范围内预先设定的若干个位置。

2.根据权利要求1所述的原点标定系统，其特征在于，所述原点传感器为电容型传感器、电感型传感器、霍尔型传感器或光电型传感器；所述标定部件为感应片。

3.根据权利要求1所述的原点标定系统，其特征在于，所述标定部件安装于所述关节运动部朝向所述关节基座的一侧，所述原点传感器安装于所述关节基座朝向所述关节运动部的一侧；或者，

所述原点传感器安装于所述关节运动部朝向所述关节基座的一侧，所述标定部件安装于所述关节基座朝向所述关节运动部的一侧。

4.一种原点标定方法，其特征在于，所述原点标定方法应用于如权利要求1～3任一项所述的原点标定系统，所述原点标定方法包括：

控制器控制关节运动部以第一速度朝向原点传感器运动；

当标定部件与原点传感器对准时，原点传感器输出触发信号；

当控制器接收到原点传感器输出的触发信号后，控制关节运动部远离原点传感器运动，待无法接收到所述触发信号后，控制关节运动部以第二速度朝向原点传感器运动；其中，所述第一速度大于所述第二速度；

当控制器再次接收到原点传感器输出的触发信号时，获取编码器当前时刻的编码器值，而后根据所获取的当前时刻的编码器值确定原点所对应的编码器值。

5.根据权利要求4所述的原点标定方法，其特征在于，所述获取编码器当前时刻的编码器值的步骤包括：根据公式E＝M×R_E+A，计算编码器当前时刻的编码器值；其中，E为编码器当前时刻的编码器值，M为编码器的多圈位置值，R_E为编码器的单圈精度，A为编码器的单圈位置值。

6.根据权利要求4所述的原点标定方法，其特征在于，所述根据所获取的当前时刻的编码器值确定原点所对应的编码器值的步骤包括：

根据所获取的当前时刻的编码器值设定原点标定范围(E-a×k×D，E+a×k×D)；其中，E为所获取的当前时刻的编码器值，D为原点传感器的感应误差，k为电机与关节运动部的传动比，a为预设系数；

判断所述原点标定范围内是否有允许标定位置；所述允许标定位置为在编码器单圈范围内预先设定的若干个位置，相邻两个所述允许标定位置的编码器值之间的差值大于或等于k×D；

如果是，则确定该允许标定位置的编码器值为原点所对应的编码器值；

如果否，则在编码器上沿设定方向找出最邻近所获取的当前时刻的编码器值的允许标定位置，确定所找出的允许标定位置的编码器值为原点所对应的编码器值；所述设定方向为逆时针方向或者顺时针方向。

7.根据权利要求6所述的原点标定方法，其特征在于，a≤0.5。

8.根据权利要求6所述的原点标定方法，其特征在于，若干个所述允许标定位置在编码器单圈范围内等间隔布置。

9.根据权利要求6所述的原点标定方法，其特征在于，D＝D₁+D₂；其中，D₁为原点传感器的精度误差；D₂为原点标定系统的时延误差，D₂＝v₁×t，v₁为关节运动部的第二速度，t为标定部件与原点传感器对准的时刻到所述编码器当前时刻的编码器值被获取的时刻的时间差。

10.根据权利要求6所述的原点标定方法，其特征在于，当电机或编码器更换后，控制器重新标定关节运动部的原点，将重新标定的原点所对应的编码器值与原来的原点所对应的编码器值作差，计算得到修正值，以便于利用所述修正值对关节运动部的实时位置的编码器值进行修正。

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