CN109737998A - 编码器电调方法、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种编码器电调方法、设备及存储介质，所述方法包括：控制所述光源发光，所述光源所发出的光线投射到所述光电池，并使所述光电池产生电气信号；使所述光源与所述光电池相对，控制所述基板径向移动，并记录所述光电池在所述径向移动中输出的电气信号；根据所述光电池在所述基板径向移动时产生的所述电气信号的变化，获取所述光电池的定位位置。本发明实施例通过电气信号调整对编码器光电池进行高精度定位，再利用现有编码器机械空间进行机械定位、既不浪费编码器空间又提高了编码器的容错能力。

Description

编码器电调方法、设备及存储介质

技术领域

本发明实施例涉及编码器领域，更具体地说，涉及一种编码器电调方法、设备及存储介质。

背景技术

编码器是一种集光、机、电于一体的角度测量装置。在一个典型的闭环控制中，编码器作为观测器、其性能参数直接影响控制系统精度、增益、和稳定性。随着工业自动化的发展，高精度控制的需求，编码器已成为电机，尤其是伺服电机的重要的速度和位置反馈传感器。编码器光电池和码盘对位工艺也随着需求越来越多样化，高精度化。

现有技术采用手工调整定位或利用显微镜进行光学对位，采用手工调整定位准确度低且耗费时间和人力，利用显微镜进行光学对位，需要编码器留有对位机械空间(如光学成像位置)，不利于编码器小型化，对位后形成机械空间浪费；且由于仅对光电池和码盘对位，忽略了光源对位，降低了编码器光学容错能力。

发明内容

本发明实施例提供一种编码器电调方法、设备及存储介质，旨在解决上述现有技术采用手工调整定位准确度低且耗费时间和人力，利用显微镜进行光学对位，需要编码器留有对位机械空间(如光学成像位置)，不利于编码器小型化，对位后形成机械空间浪费；且由于仅对光电池和码盘对位，忽略了光源对位，降低了编码器光学容错能力的问题。

本发明实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种编码器电调方法，所述编码器包括光源、码盘、光电池和基板，所述光电池固定在所述基板上，所述编码器电调方法包括：

控制所述光源发光，所述光源所发出的光线投射到所述光电池，并使所述光电池产生电气信号；

使所述光源与所述光电池相对，控制所述基板径向移动，并记录所述光电池在所述径向移动中输出的电气信号；

根据所述光电池在所述基板径向移动时产生的所述电气信号的变化，获取所述光电池的定位位置。

在本发明实施例所述的编码器电调方法中，所述控制所述基板径向移动，并记录所述光电池在所述径向移动中输出的电气信号；包括：

控制所述基板从初始位置往第一方向移动，并记录所述光电池在移动过程中产生的第一电气信号；

控制所述基板从初始位置往第二方向移动，并记录所述光电池在移动过程中产生的第二电气信号。

在本发明实施例所述的编码器电调方法中，所述第一方向和所述第二方向为相反方向；所述第一电气信号和所述第二电气信号为以模拟量或数字量表示的电压幅值信号。

在本发明实施例所述的编码器电调方法中，所述控制所述基板从原始位置往第一方向移动，并记录所述光电池在移动过程中产生的第一电气信号，包括：

获取所述第一电气信号的第一临界值，并确定所述第一临界值对应的第一移动量；

所述控制所述基板从原始位置往第二方向移动，并记录所述光电池在移动过程中产生的第二电气信号，包括：

获取所述第二电气信号的第二临界值，并确定所述第二临界值对应的第二移动量；

所述根据所述光电池在所述基板径向移动时产生的所述电气信号的变化，获取所述光电池的定位位置，包括：根据所述第一移动量和所述第二移动量，获取所述光电池的定位位置。

在本发明实施例所述的编码器电调方法中，所述第一临界值为所述第一电气信号的幅值最低值，所述第二临界值为所述第二电气信号的幅值最低值。

在本发明实施例所述的编码器电调方法中，所述根据所述第一移动量和所述第二移动量，获取所述光电池的定位位置，包括：通过以下计算式获得所述光电池的定位位置X3：

X3＝(X1+X2)/2

其中，X1为所述第一移动量，X2为所述第二移动量。

在本发明实施例所述的编码器电调方法中，所述控制所述基板径向移动，包括采用手动方式控制所述基板径向移动，或者通过电气设备控制所述基板径向移动。

在本发明实施例所述的编码器电调方法中，所述光源位于码盘下方，所述光源所发出的光线透过所述码盘投射到所述光电池，并使所述光电池产生电气信号；或者所述光源位于光电池下方，所述光源所发出的光线通过所述码盘反射到所述光电池，并使所述光电池产生电气信号。

本发明实施例还提供一种编码器电调设备，包括存储单元和处理单元，所述存储单元中存储有可在所述处理单元执行的计算机程序，且所述处理单元执行所述计算机程序时实现如上所述的编码器电调方法的步骤。

本发明实施例还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述编码器电调方法的步骤。

本发明实施例提供的编码器电调方法、设备及存储介质具有以下有益效果：采用编码器高精度电调工艺，通过电气信号调整对编码器光电池进行高精度定位，再利用现有编码器机械空间进行机械定位、既不浪费编码器空间又提高了编码器的容错能力；对编码器的机械精度依赖性降低，具有经济性，空间利用率高，利于编码器小型化设计。

附图说明

图1是本发明提供的编码器电调方法中编码器第一实施例的示意图；

图2是本发明提供的编码器电调方法中编码器第二实施例的示意图；

图3是本发明实施例提供的编码器电调方法的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的编码器电调设备示意图。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明实施例，并不用于限定本发明实施例。

如图1所示，是本发明提供的编码器第一实施例的示意图，该编码器包括光源、码盘、光电池和基板，其中光电池固定在基板上，光源位于码盘下方，光源所发出的光线透过码盘上的孔投射到光电池，并使光电池产生电气信号(例如电压信号)。如图2所示，是本发明提供的编码器第二实施例的示意图，光源也可位于光电池和码盘之间，光源所发出的光线通过码盘反射到光电池，并使光电池产生电气信号。上述光源具体可采用LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)。

如图3所示，是本发明实施例提供的编码器电调方法的流程示意图，该编码器电调方法适用于编码器高精度电调工艺。该编码器电调方法具体包括：

步骤S1：控制光源发光，光源所发出的光线可投射到光电池，并使光电池产生电气信号(例如输出电压信号)。

步骤S2：使光源与光电池相对，控制基板径向移动，并记录光电池在径向移动中输出的电气信号。

在该步骤中，使光源与光电池相对，是指使码盘保持静止，同时光源、码盘上的其中一个通孔以及光电池在同一直线上(此时码盘位于光源和光电池之间)，从而使得光源所发出的光线透过码盘上的通孔投射到光电池；或者使码盘保持静止，同时使光源所发出的光线通过码盘通孔之间的部分反射到光电池，使光电池产生电气信号。

具体地：控制基板从初始位置(即基板未移动前的原始位置)往第一方向移动，并记录光电池在移动过程中产生的第一电气信号；获取第一电气信号的第一临界值，并确定第一临界值对应的第一移动量。

控制基板从原始位置往第二方向移动，并获取光电池在移动过程中产生的第二电气信号；获取第二电气信号的第二临界值，并确定第二临界值对应的第二移动量。

上述控制基板径向移动，包括采用手动方式控制基板径向移动，或者通过电气设备控制基板径向移动。具体地，在通过电气设备使基板径向移动时，基板上可设有腰形孔，通过电机可控制基板沿腰形孔的长轴方向移动，不仅结构简单，而且控制方便。

优选地，上述第一方向和第二方向具体可为码盘的直径方向(即第一方向和第二方向位于同一直线)，且第一方向和第二方向相反。

上述第一电气信号和第二电气信号可为以模拟量或数字量表示的电压幅值信号，上述获取光电池(即基板)在移动中输出的电气信号时，可通过一个采样电路，按预设采样时间间隔采样光电池在移动中输出的电压幅值信号，并记录各个采样时间与对应的输出的电压幅值，然后可根据光电池(即基板)的移动速度获得各个采样时间的位置，最终获得光电池的位置与输出电压幅值的对应关系。

上述第一电气信号和第二电气信号也可为电压幅值信号做FFT(Fast FourierTransformation，快速傅氏变换，是离散傅氏变换的快速算法，根据离散傅氏变换的奇、偶、虚、实等特性，对离散傅立叶变换的算法进行改进获得的)变换后的值或其他分析方法观测获得值。

上述第一临界值可为第一电气信号的幅值最低值，即往第一方向移动过程中光电池输出的电压幅值最低值，第二临界值可为第二电气信号的幅值最低值即往第二方向移动过程中光电池输出的电压幅值最低值。

步骤S3：根据光电池在基板径向移动时产生的电气信号的变化，获取光电池的定位位置。

具体地，在通过按预设采样时间间隔采样光电池在径向移动中输出的电压幅值信号，并记录输出的电压幅值时，光电池在每一个采样时间间隔对应一个移动量，以此通过每一个采样时间间隔建立光电池输出的电压幅值信号与移动量的对应关系，通过光电池输出的电压幅值信号与移动量的对应关系，获取光电池的定位位置。

上述光电池的定位位置可根据第一移动量和第二移动量计算获取。例如，可通过以下计算式获得光电池的定位位置X3：

X3＝(X1+X2)/2 (1)

其中，X1为上述第一临界值即光电池往第一方向移动的电压幅值最低值对应的第一移动量，X2为上述第二临界值即光电池往第二方向移动的电压幅值最低值对应的第二移动量。本发明实施例的数据输出可以人工计算或自动化软件计算。

本发明实施例只通过移动基板带动光电池移动，准确获得光电池的最佳定位位置，而码盘和光源则无需移动。

本发明实施例提供的编码器电调方法，采用编码器高精度电调工艺，通过电气信号调整对编码器光电池进行高精度定位，再利用现有编码器机械空间进行机械定位、既不浪费编码器空间又提高了编码器的容错能力；对编码器的机械精度依赖性降低，具有经济性，空间利用率高，利于编码器小型化设计。

本发明实施例还提供一种编码器电调设备6，如图4所示，该编码器电调设备6包括存储单元61和处理单元62，存储单元61中存储有可在处理单元62执行的计算机程序，且处理单元62执行计算机程序时实现如上所述编码器电调方法的步骤。本实施例中的编码器电调设备6与上述图3对应实施例中的编码器电调方法属于同一构思，其具体实现过程详细见对应的方法实施例，且方法实施例中的技术特征在本设备实施例中均对应适用，这里不再赘述。

本发明实施例还提供一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现如上所述一种编码器电调方法的步骤。本实施例中的存储介质与上述图3对应实施例中的编码器电调方法属于同一构思，其具体实现过程详细见对应的方法实施例，且方法实施例中的技术特征在本存储介质实施例中均对应适用，这里不再赘述。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种编码器电调方法，所述编码器包括光源、码盘、光电池和基板，所述光电池固定在所述基板上，其特征在于，所述编码器电调方法包括：

控制所述光源发光，所述光源所发出的光线投射到所述光电池，并使所述光电池产生电气信号；

使所述光源与所述光电池相对，控制所述基板径向移动，并记录所述光电池在所述径向移动中输出的电气信号；

根据所述光电池在所述基板径向移动时产生的所述电气信号的变化，获取所述光电池的定位位置。

2.根据权利要求1所述的编码器电调方法，其特征在于，所述控制所述基板径向移动，并记录所述光电池在所述径向移动中输出的电气信号；包括：

控制所述基板从初始位置往第一方向移动，并记录所述光电池在移动过程中产生的第一电气信号；

控制所述基板从初始位置往第二方向移动，并记录所述光电池在移动过程中产生的第二电气信号。

3.根据权利要求2所述的编码器电调方法，其特征在于，所述第一方向和所述第二方向为相反方向；所述第一电气信号和所述第二电气信号为以模拟量或数字量表示的电压幅值信号。

4.根据权利要求2所述的编码器电调方法，其特征在于，所述控制所述基板从原始位置往第一方向移动，并记录所述光电池在移动过程中产生的第一电气信号，包括：

获取所述第一电气信号的第一临界值，并确定所述第一临界值对应的第一移动量；

所述控制所述基板从原始位置往第二方向移动，并记录所述光电池在移动过程中产生的第二电气信号，包括：

获取所述第二电气信号的第二临界值，并确定所述第二临界值对应的第二移动量；

所述根据所述光电池在所述基板径向移动时产生的所述电气信号的变化，获取所述光电池的定位位置，包括：根据所述第一移动量和所述第二移动量，获取所述光电池的定位位置。

5.根据权利要求4所述的编码器电调方法，其特征在于，所述第一临界值为所述第一电气信号的幅值最低值，所述第二临界值为所述第二电气信号的幅值最低值。

6.根据权利要求5所述的编码器电调方法，其特征在于，所述根据所述第一移动量和所述第二移动量，获取所述光电池的定位位置，包括：通过以下计算式获得所述光电池的定位位置X3：

X3＝(X1+X2)/2

其中，X1为所述第一移动量，X2为所述第二移动量。

7.根据权利要求1所述的编码器电调方法，其特征在于，所述控制所述基板径向移动，包括采用手动方式控制所述基板径向移动，或者通过电气设备控制所述基板径向移动。

8.根据权利要求1所述的编码器电调方法，其特征在于，所述光源位于码盘下方，所述光源所发出的光线透过所述码盘投射到所述光电池，并使所述光电池产生电气信号；或者所述光源位于光电池下方，所述光源所发出的光线通过所述码盘反射到所述光电池，并使所述光电池产生电气信号。

9.一种编码器电调设备，其特征在于，包括存储单元和处理单元，所述存储单元中存储有可在所述处理单元执行的计算机程序，且所述处理单元执行所述计算机程序时实现如权利要求1-8中任一项所述的编码器电调方法的步骤。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至8中任一项所述编码器电调方法的步骤。