CN113295197A - 一种增量编码器的计数矫正方法及计数系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种增量编码器的计数矫正方法及计数系统,涉及医学设备技术领域,包括以下:预设参数,进行回零过程,并获得在接触首个Z相信号后AB相走过的脉冲数CNTAB1;基于所述目标脉冲量使床板正向运动或反向运动,并记录CNTAB2,CNTAB3以及CNTZ,以确定相邻两个Z相之间AB相经过的脉冲数是否位于预设范围内;若是,则计数正常;若否,则计数异常,根据两个Z相之间AB相经过的脉冲数计算Z相信号丢失数量;当所述Z相信号丢失数量未超出阈值,则补充丢失的Z相信号;当所述Z相信号丢失数量超出阈值,则重新进行回零过程或更换编码器,用于解决现有技术中编码器在运动过程中出现干扰,丟步等现象而无法发现导致的记录结果不准确的问题。
Description
技术领域
本发明涉及医学设备技术领域,尤其涉及一种增量编码器的计数矫正方法及计数系统。
背景技术
CT是当今临床医学上应用最多的常规检测设备之一,目前已经被广泛应用于疾病检测、血管造影、心脏成像、介入治疗等诸多临床医学领域。CT设备扫描床的功能不仅仅是将病人送到扫描架的孔径内,还必须把被检测病人的被检查部位正确固定在X射线束射来的位置上。
CT 诊断床水平运动是由伺服电机驱动的,床体上会设置一个编码器,用于记录真实床板位置,但是如果编码器在运动过程中出现如干扰,丟步等现象,其记录的位置就会出现偏差,久而久之床板记录的位置与真实位置就不一致,由此会导致记录结果不准确,进而影响诊断结果的准确性。
发明内容
为了克服上述技术缺陷,本发明的目的在于提供一种增量编码器的计数矫正方法及计数系统,用于解决现有技术中编码器在运动过程中出现干扰,丟步等现象而无法发现导致的记录结果不准确的问题。
本发明公开了一种增量编码器的计数矫正方法,,用于设置在床体外部用于记录床板真实位置的增量编码器且所述编码器接入主控板,包括以下:
预设控制伺服电机执行第一脉冲数对应床板移动第一长度,编码器AB相第二脉冲数对应接收1个Z相信号,编码器第三脉冲数运行床板移动第一长度;
设床板向进床体机架的方向移动为正向运动,向出床体机架的方向移动为反向运动;
根据设置在床体上的零位开关对床板进行回零过程,以初始化位置信息,并获得回零过程下在接触首个Z相信号后AB相走过的脉冲数CNTAB1;
获取所述床板的目标位置信息,并根据所述目标位置信息计算目标脉冲量,以控制伺服电机运动;
通过伺服电机基于所述目标脉冲量使床板正向运动或反向运动,并记录编码器AB相在床板运动开始至停止所走过的脉冲数CNTAB2,每经过一个Z相后AB相经过的脉冲数CNTAB3以及Z相在运动开始至停止所走的脉冲数CNTZ,以确定相邻两个Z相之间AB相经过的脉冲数是否位于基于所述第二相脉冲数生成的预设范围内;
若是,则计数正常,并获取床板的真实位置信息;
若否,则计数异常,根据两个Z相之间AB相经过的脉冲数计算Z相信号丢失数量;
当所述Z相信号丢失数量未超出阈值,则补充丢失的Z相信号;
当所述Z相信号丢失数量超出阈值,则重新进行回零过程或更换编码器。
优选地,根据设置在床体上的零位开关对床板进行回零过程,以初始化位置信息,并获得回零过程下接触首个Z相信号后AB相走过的脉冲数CNTAB1,包括以下:
移动床板,使所述床板反向运动至零位开关后,移动所述床板正向运动,直至不触发零位开关;
判断获得的在首个Z相信号后AB相走过的脉冲数对应床板是否为正向运动;
若是,则CNTAB1为在接触首个Z相信号后AB相走过的脉冲数;
若否,则CNTAB1为在第二脉冲数与在接触首个Z相信号后AB相走过的脉冲数的差值。
优选地,根据公式CNTAB2=(第二脉冲数-CNTAB1)+(CNTZ-1)*第二脉冲数+ CNTAB3计算,并判断所述记录编码器AB相在床板运动开始至停止所走过的脉冲数CNTAB2是否位于基于根据公式计算获得的结果的预设区间内;
若是,则计数正常;若否,则计数异常。
优选地,所述确定两个Z相之间AB相经过的脉冲数是否位于基于第二AB相脉冲数生成的预设范围内,包括以下:
当在第一个Z相信号后经过预设范围的AB相脉冲数后接收第二个Z相信号,则判断两个Z相之间AB相经过的脉冲数位于基于第二AB相脉冲数生成的预设范围内。
优选地,根据两个Z相之间AB相经过的脉冲数计算Z相信号丢失数量,当所述Z相信号丢失数量未超出阈值,则补充丢失的Z相信号;当所述Z相信号丢失数量超出阈值,则重新进行回零过程或更换编码器,包括以下:
当第一个Z相后经过n个预设范围的AB相脉冲后接收到第二个Z相信号;
则,若n位于预设阈值内,则补充丢失n-1个Z相信号;
若n超出预设阈值,则重新进行回零过程或更换编码器。
优选地,在获取床板的真实位置信息前,还包括以下:
根据每经过一个Z相AB相经过的脉冲数CNTAB3以及床板运动开始至停止所走过的脉冲数CNTAB2获取最后一个Z相AB相经过的脉冲数;
判断所述经过最后一个Z相AB相经过的脉冲数CNTAB3是否位于基于第二相脉冲数生成的预设范围内。
优选地,所述重新进行回零过程,还包括以下:
获取重新回零过程下首个接触Z相后经过的AB相脉冲数,并将获得的脉冲数与首次回零过程获得的CNTAB1进行比较,当两者差值超出预设差值,则再次重新进行回零过程,当再次重新进行回零过程次数超出预设次数,则发出硬件存在异常的警示。
优选地,当所述床板反向运行,则接触首个Z相信号后AB相走过的脉冲数CNTAB1、编码器AB相在床板运动开始至停止所走过的脉冲数CNTAB2,每经过一个Z相AB相经过的脉冲数CNTAB3均为负值。
优选地,获取床板的真实位置信息,包括:
当所述床板正向运动,所述床板的真实位置信息=CNTZ*第二脉冲数+ CNTAB3-CNTAB1;
当所述床板为反向运动,所述床板的真实位置信息=CNTZ*第二脉冲数+(CNTZ*第二脉冲数+CNTAB3)- CNTAB1。
本发明还公开一种增量编码器的计数系统,包括床体,还包括设置在床体外部用于记录床板真实位置的增量编码器,用于所述编码器接入的主控板,控制床板运动的伺服电机;所述主控板包括以下:
参数设置模块,用于预设控制伺服电机执行第一脉冲数对应床板移动第一长度,编码器AB相第二脉冲数对应接收1个Z相信号,编码器第三脉冲数运行床板移动第一长度;设床板向进床体机架的方向移动为正向运动,向出床体机架的方向移动为反向运动;
回零模块,用于根据设置在床体上的零位开关对床板进行回零过程,以初始化位置信息,并获得回零过程下在接触第首个Z相信号后AB相走过的脉冲数CNTAB1;获取所述床板的目标位置信息,并根据所述目标位置信息计算目标脉冲量,以控制伺服电机运动;
矫正模块,用于通过伺服电机基于所述目标脉冲量使床板正向运动或反向运动,并记录编码器AB相在床板运动开始至停止所走过的脉冲数CNTAB2,每经过一个Z相AB相经过的脉冲数CNTAB3以及Z相在运动开始至停止所走的脉冲数CNTZ,以确定两个Z相之间AB相经过的脉冲数是否位于基于所述第二相脉冲数生成的预设范围内; 若是,则计数正常,并获取床板的真实位置信息;若否,则计数异常,根据两个Z相之间AB相经过的脉冲数计算Z相信号丢失数量;当所述Z相信号丢失数量未超出阈值,则补充丢失的Z相信号;当所述Z相信号丢失数量超出阈值,则重新进行回零过程或更换编码器。
采用了上述技术方案后,与现有技术相比,具有以下有益效果:
在本方案中,预设伺服电机脉冲数、编码器脉冲数与床板移动距离对应关系,根据设置在床体上的零位开关对床板进行回零过程,并获得在接触第一个Z相信号后AB相走过的脉冲数CNTAB1,根据床板的目标位置信息控制伺服电机运动带动床板运动,而后获得编码器AB相在床板运动开始至停止所走过的脉冲数CNTAB2、每经过一个Z相后AB相经过的脉冲数CNTAB3、Z相在运动开始至停止所走的脉冲数CNTZ,并根据CNTAB1、CNTAB2、CNTAB3、CNTZ确定确认编码器是否存在丢步或异常的情况,若存在丢步,则补充丢失的信号,若编码器异常,则更换编码器,在使用AB相脉冲的同时接收Z相脉冲,解决现有技术中编码器在运动过程中出现干扰,丟步等现象而无法发现导致的记录结果不准确的问题。
附图说明
图1为本发明所述一种增量编码器的计数矫正方法及计数系统实施例一的流程图;
图2为本发明所述一种增量编码器的计数矫正方法及计数系统实施例一中获得回零过程下接触第一个Z相信号后AB相走过的脉冲数CNTAB1流程图;
图3为本发明所述一种增量编码器的计数矫正方法及计数系统实施例一中床板正向运动和反向运动实施示例的参考图;
图4本发明所述一种增量编码器的计数矫正方法及计数系统实施例二的模块示意图。
附图标记:7-增量编码器的计数系统;71-床体;72-床板;73-编码器;74-主控板;741-参数设置模块;742-回零模块;743-矫正模块;75-伺服电机;76-零位开关。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解,尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息,但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如,在不脱离本公开范围的情况下,第一信息也可以被称为第二信息,类似地,第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境,如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,除非另有规定和限定,需要说明的是,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
在后续的描述中,使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明,其本身并没有特定的意义。因此,“模块”与“部件”可以混合地使用。
实施例一:本实施例提供了一种增量编码器的计数矫正方法,用于设置在床体外部用于记录床板真实位置的增量编码器且所述编码器接入主控板,参阅图1,包括以下步骤:
S100:预设控制伺服电机执行第一脉冲数对应床板移动第一长度,编码器AB相第二脉冲数对应接收1个Z相信号,编码器第三脉冲数运行床板移动第一长度;
设床板向进床体机架的方向移动为正向运动,向出床体机架的方向移动为反向运动;
在本实施方式中,床体外部用于记录真实位置的编码器是正交信号增量编码器。该编码信号连接入主控板,床体上设置有一个零位开关,床体可进行零位运动,初始化位置信息。这里为方便描述对一些数据进行假设1.伺服1000个脉冲床板为1mm(即上述第一脉冲数为1000,第一长度为1mm)。2.增量编码器4000个AB相脉冲接收1个Z相信号(即上述第二脉冲数为4000),增量编码器1600个脉冲运行1mm(即上述点脉冲数为1600),同时上述定义床板正向运动或反向运动涉及到下述各个数据的正负值。
S200:根据设置在床体上的零位开关对床板进行回零过程,以初始化位置信息,并获得回零过程下在接触首个Z相信号后AB相走过的脉冲数CNTAB1;
生产调试过程中,测试并记录回零过程中的CNTAB1,在上述步骤中,具体的根据设置在床体上的零位开关对床板进行回零过程,以初始化位置信息,并获得回零过程下接触首个Z相信号后AB相走过的脉冲数CNTAB1(首个Z相信号即下述图3中第0个Z相),参阅图2,包括以下步骤:
S210:移动床板,使所述床板反向运动至零位开关后,移动所述床板正向运动,直至不触发零位开关;
在上述步骤中,所述床板反向运动至零位开关后会触发零位开关,在移动所述床板正向运动时,缓慢向正方向运动,直至不再触发零位开关。
S220:判断获得的在首个Z相信号后AB相走过的脉冲数对应床板是否为正向运动;
S230:若是,则CNTAB1为在接触首个Z相信号后AB相走过的脉冲数;
S240:若否,则CNTAB1为在第二脉冲数与在接触首个第一个Z相信号后AB相走过的脉冲数的差值。
即若在床板正方向运动时碰到Z相后又走了n个AB相脉冲则CNTAB1=n,若否,则CNTAB1=4000-n,此值是在生产调试过程中得到的且是正确的,也由此之后在每次回零操作时都会经过此值,需要将测得值与CNTAB1比较(如下述重新进行零位过程的具体操作),如果在误差范围内则认为正常,否则回零失败需要重新回零,多次失败则认为硬件存在异常需要校准或更换。
S300:获取所述床板的目标位置信息,并根据所述目标位置信息计算目标脉冲量,以控制伺服电机运动;
S400:通过伺服电机基于所述目标脉冲量使床板正向运动或反向运动,并记录编码器AB相在床板运动开始至停止所走过的脉冲数CNTAB2,每经过一个Z相后AB相经过的脉冲数CNTAB3以及Z相在运动开始至停止所走的脉冲数CNTZ(S400-1),以确定相邻两个Z相之间AB相经过的脉冲数是否位于基于所述第二相脉冲数生成的预设范围内(S400-2);
所述方法还包括根据公式CNTAB2=(第二脉冲数-CNTAB1)+(CNTZ-1)*第二脉冲数+CNTAB 3计算,并判断所述记录编码器AB相在床板运动开始至停止所走过的脉冲数CNTAB2是否位于基于根据公式计算获得的结果的预设区间内;若是,则计数正常;若否,则计数异常。
以一具体实施示例(正向运动)为例,参阅图3,用于进一步补充说明步骤S300-S600,设床板运动到123.4mm位置处,根据上述步骤S300给伺服发送123400个脉冲。通过计算理论上编码器会发送123.4*1600=197440个脉冲信号,此时设已经在回零过程中得到了CNTAB1,CNTAB2用于记录AB相在床板运动开始至停止所走的脉冲数,CNTAB3用于记录每经过一个Z相AB相经过的脉冲数,CNTZ用于记录Z相在运动开始至停止所走的脉冲数。可以知道每个Z相对应AB相计数值位置:
第一个Z相对应AB相计数值:4000- CNTAB1;
第二个Z相对应AB相计数值:4000- CNTAB1+4000*1;
第3个Z相对应AB相计数值:4000- CNTAB1+4000*2;
…
第n个Z相对应AB相计数值:4000- CNTAB1+4000*(n-1);
通过分析可以得到CNTAB2=(4000-CNTAB1)+(CNTZ-1)*4000+ CNTAB3≈197440,此时不再使用CNTAB2作为位置信息,而是使用(4000-CNTAB1)+(CNTZ-1)*4000+ CNTAB3作为位置信息。
通过上述步骤S100中的预设数据,在两个Z相信号间CNTAB3应为4000个脉冲,设置一个允许误差值5,如果在第一个Z相信号后经过4000±5个AB相脉后又接收到了1个Z相脉冲,则认为接收的Z相是正确的Z相信号。如果接收到Z相后经过n个4000±5个AB相脉冲再接受到一个Z相脉冲,则认为丢了n-1个Z相脉冲,需要将丢失的n-1个Z相信号补上。如果n>3,则认为干扰严重Z相异常,需要重新回零操作或者更换编码器。若出现在3500个脉冲,即3500+n*4000个脉冲接收到了Z相脉冲,则显然与4000个脉冲倍数相差很远,此时需要确认编码器异常,同时在确认过程中可以获得到一个正确的Z相脉冲数。CNTAB3可以视作为最后一个Z相脉冲后的AB相脉冲计数值,但是该值是不能保证正确的,因此可以通过(4000-CNTAB1)+(CNTZ-1)*4000+ CNTAB3≈197440这个公式,判断是否误差过大。这里设置一个误差范围50,假设最后(4000-CNTAB1)+(CNTZ-1)*4000+ CNTAB3=197400,在预设的197440±50之内,则认为正确,此时认为床板真实位置在197400位置处,床板当前位置不在123.4mm,而是在123.375mm位置处(197400/1600)。
当所述床板反向运行,则接触首个Z相信号后AB相走过的脉冲数CNTAB1、编码器AB相在床板运动开始至停止所走过的脉冲数CNTAB2,每经过一个Z相AB相经过的脉冲数CNTAB3均为负值。
以另一具体实施示例(反向运动)为例,参阅图3,设床板位置由123.375mm运动到100mm处,给伺服发送-23375个脉冲。通过计算理论上编码器会发送-23.375mm*1600=-37400个AB相脉冲信号,当前床的位置在197400位置处,最后停止位置应在160000处(即197400-37400),定义CNTAB1’为碰到第一个Z相脉冲时记录的AB相脉冲值,正方向为正值,负方向为负值(即与上述CNTAB1意义一致,但用于与上述正向运动的实施示例区分),CNTAB3’为一个Z相脉冲后记录的AB相脉冲值,正方向为正值,负方向为负值,CNTZ’ 为整个运动过程中Z相脉冲数,正方向为正值,负方向为负值。
CNTAB1’与CNTAB3比较,如果CNTAB3在| CNTAB1’±5+n*4000|(n<3)范围内则认为Z相有效,但需要补上-(n-1)个Z相脉冲,同时CNTAB1’= -CNTAB3。否则认为异常。其余的Z相数量判断参考上述正向运动的实施示例进行判断。CNTAB3’ 同上述CNTAB3判断,此时我们已经得到了正确的CNTZ’ ,CNTAB3’与CNTAB1’,此时正确位置为:(4000-CNTAB1)+(CNTZ-1)*4000+ CNTAB3+(CNTZ’+1)*4000+ CNTAB3’+ CNTAB1’。
需要说明的,CNTZ 与CNTAB3为上一次运动完成记录的值,CNTZ’与CNTAB3’为记录的本次运动产生的值。
具体的,所述确定两个Z相之间AB相经过的脉冲数是否位于基于第二AB相脉冲数生成的预设范围内,包括以下:
当在第一个Z相信号后经过预设范围的AB相脉冲数后接收第二个Z相信号,则判断两个Z相之间AB相经过的脉冲数位于基于第二AB相脉冲数生成的预设范围内。
S500:若是,则计数正常,并获取床板的真实位置信息;
具体的,在获取床板的真实位置信息前,还包括以下:
根据每经过一个Z相AB相经过的脉冲数CNTAB3以及床板运动开始至停止所走过的脉冲数CNTAB2获取最后一个Z相AB相经过的脉冲数;
判断所述经过最后一个Z相AB相经过的脉冲数CNTAB3是否位于基于第二相脉冲数生成的预设范围内。
上述过程即为确认最后一个Z相脉冲后的AB相脉冲计数符合误差范围,进而判断在编码尾部是否存在丟步或者异常的情况,即使出现丟步发生在尾部,也可减少丟步干扰对真实位置的影响。
更具体的,上述获取床板的真实位置信息,包括:
当所述床板正向运动,所述床板的真实位置信息=CNTZ*第二脉冲数+ CNTAB3-CNTAB1;
当所述床板为反向运动,所述床板的真实位置信息=CNTZ*第二脉冲数+(CNTZ*第二脉冲数+CNTAB3)- CNTAB1。
如下为过去真实位置信息的具体流程示例,以进一步阐述上述真实位置信息的获取:
If(CNTZ’<>0)
{
If(正方向)
{
CNTZ= CNTZ+ CNTZ’
真实位置= CNTZ*4000+ CNTAB3- CNTAB1
}
Else
{
CNTZ= CNTZ+ CNTZ’; //CNT AB3’ CNTZ’带符号,反方向为负值
真实位置= CNTZ*4000+(4000+CNT AB3’)- CNTAB1
}
}
Else
{
真实位置= CNTZ*4000+ CNTAB3- CNTAB1。
}
S600若否,则计数异常,根据两个Z相之间AB相经过的脉冲数计算Z相信号丢失数量;
当所述Z相信号丢失数量未超出阈值,则补充丢失的Z相信号;
当所述Z相信号丢失数量超出阈值,则重新进行回零过程或更换编码器。
具体的,上述根据两个Z相之间AB相经过的脉冲数计算Z相信号丢失数量,当所述Z相信号丢失数量未超出阈值,则补充丢失的Z相信号;当所述Z相信号丢失数量超出阈值,则重新进行回零过程或更换编码器,即包括以下:
当第一个Z相后经过n个预设范围的AB相脉冲后接收到第二个Z相信号;
则,若n位于预设阈值内,则补充丢失n-1个Z相信号;
若n超出预设阈值,则重新进行回零过程或更换编码器。
为了进一步补充阐述,补充丢失n-1个Z相信号,以下为具体示例:
假设:
CNTAB1=123
CNTAB=83873,
则((83873-4000+123+10)/4000)+1=21.0015 //21.005为第21个Z相脉冲
4000-123+((Int)21.0015-1)*4000=83877 //第21个Z相脉冲对应AB相脉冲为83877
|83877-83873|=4<=5,误差在允许范围内
CNTAB=83877
此时说明丟了4步,将83877赋值给CNTAB校准。
具体的,上述重新进行回零过程,还包括以下:
获取重新回零过程下首个接触Z相后经过的AB相脉冲数,并将获得的脉冲数与首次回零过程获得的CNTAB1进行比较,当两者差值超出预设差值,则再次重新进行回零过程,当再次重新进行回零过程次数超出预设次数,则发出硬件存在异常的警示,即如上述所述的由步骤S240之后在每次回零操作时都会经过此值,需要将测得值与CNTAB1比较。
在本实施方式中,预设参数(如伺服电机脉冲数、编码器脉冲数与床板移动距离对应关系),根据设置在床体上的零位开关对床板进行回零过程,并获得CNTAB1,根据床板的目标位置信息控制伺服电机运动带动床板运动,而后获得CNTAB2、CNTAB3、CNTZ,并根据CNTAB1、CNTAB2、CNTAB3、CNTZ确定两个Z相之间AB相经过的脉冲数是否位于基于所述第二相脉冲数生成的预设范围,还根据公式CNTAB2=(第二脉冲数-CNTAB1)+(CNTZ-1)*第二脉冲数+ CNTAB3计算,并判断所述记录编码器AB相在床板运动开始至停止所走过的脉冲数CNTAB2是否位于基于根据公式计算获得的结果的预设区间内,以及判断所述经过最后一个Z相AB相经过的脉冲数CNTAB3是否位于基于第二相脉冲数生成的预设范围内,确认编码器是否存在丢步或异常的情况,若存在丢步,则补充丢失的信号,若编码器异常,则更换编码器,解决现有技术中编码器在运动过程中出现干扰,丟步等现象而无法发现导致的记录结果不准确的问题。本方案中在使用AB相脉冲的同时接收Z相脉冲,同时依据伺服电机运动是非常准确这一特性,根据记录的AB相编码,Z相编码判断出是否编码存在丟步或者异常,即使出现丟步也只会发生在尾部。减少丟步干扰对真实位置的影响。
实施例二:本实施例还提供一种增量编码器的计数系统7,参阅图4,包括床体71,还包括设置在床体外部用于记录床板72真实位置的增量编码器73,用于所述编码器73接入的主控板74,控制床板运动的伺服电机75;所述主控板74控制执行上述实施例一所述的一种增量编码器的计数矫正方法,具体的包括以下:
参数设置模块741,用于预设控制伺服电机执行第一脉冲数对应床板移动第一长度,编码器AB相第二脉冲数对应接收1个Z相信号,编码器第三脉冲数运行床板移动第一长度;设床板向进床体机架的方向移动为正向运动,向出床体机架的方向移动为反向运动;
回零模块742,用于根据设置在床体上的零位开关76对床板进行回零过程,以初始化位置信息,并获得回零过程下在接触第首个Z相信号后AB相走过的脉冲数CNTAB1;获取所述床板的目标位置信息,并根据所述目标位置信息计算目标脉冲量,以控制伺服电机运动;
矫正模块743,用于通过伺服电机基于所述目标脉冲量使床板正向运动或反向运动,并记录编码器AB相在床板运动开始至停止所走过的脉冲数CNTAB2,每经过一个Z相AB相经过的脉冲数CNTAB3以及Z相在运动开始至停止所走的脉冲数CNTZ,以确定两个Z相之间AB相经过的脉冲数是否位于基于所述第二相脉冲数生成的预设范围内; 若是,则计数正常,并获取床板的真实位置信息;若否,则计数异常,根据两个Z相之间AB相经过的脉冲数计算Z相信号丢失数量;当所述Z相信号丢失数量未超出阈值,则补充丢失的Z相信号;当所述Z相信号丢失数量超出阈值,则重新进行回零过程或更换编码器。
采用参数模块741预设参数,基于回零模块742根据设置在床体上的零位开关76对床板进行回零过程,并获得CNTAB1,根据床板的目标位置信息控制伺服电机运动带动床板运动,在矫正模块743内基于获得的CNTAB2、CNTAB3、CNTZ,并根据CNTAB1、CNTAB2、CNTAB3、CNTZ确定编码器是否存在丢步或异常的情况,若存在丢步,则补充丢失的信号,若编码器异常,则更换编码器,解决现有技术中编码器在运动过程中出现干扰,丟步等现象而无法发现导致的记录结果不准确的问题。
应当注意的是,本发明的实施例有较佳的实施性,且并非对本发明作任何形式的限制,任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例,但凡未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种增量编码器的计数矫正方法,其特征在于,用于设置在床体外部用于记录床板真实位置的增量编码器且所述编码器接入主控板,包括以下:
预设控制伺服电机执行第一脉冲数对应床板移动第一长度,编码器AB相第二脉冲数对应1个Z相信号,编码器第三脉冲数运行床板移动第一长度;
设床板向进床体机架的方向移动为正向运动,向出床体机架的方向移动为反向运动;
根据设置在床体上的零位开关对床板进行回零过程,以初始化位置信息,并获得回零过程下在接触首个Z相信号后AB相走过的脉冲数CNTAB1;
获取所述床板的目标位置信息,并根据所述目标位置信息计算目标脉冲量,以控制伺服电机运动;
通过伺服电机基于所述目标脉冲量使床板正向运动或反向运动,并记录编码器AB相在床板运动开始至停止所走过的脉冲数CNTAB2,每经过一个Z相后AB相经过的脉冲数CNTAB3以及Z相在运动开始至停止所走的脉冲数CNTZ,以确定相邻两个Z相之间AB相经过的脉冲数是否位于基于所述第二相脉冲数生成的预设范围内;
若是,则计数正常,并获取床板的真实位置信息;
若否,则计数异常,根据两个Z相之间AB相经过的脉冲数计算Z相信号丢失数量;
当所述Z相信号丢失数量未超出阈值,则补充丢失的Z相信号;
当所述Z相信号丢失数量超出阈值,则重新进行回零过程或更换编码器。
2.根据权利要求1所述的计数矫正方法,其特征在于,根据设置在床体上的零位开关对床板进行回零过程,以初始化位置信息,并获得回零过程下接触首个Z相信号后AB相走过的脉冲数CNTAB1,包括以下:
移动床板,使所述床板反向运动至零位开关后,移动所述床板正向运动,直至不触发零位开关;
判断获得的首个Z相信号后AB相走过的脉冲数对应床板是否为正向运动;
若是,则CNTAB1为在接触首个Z相信号后AB相走过的脉冲数;
若否,则CNTAB1为在第二脉冲数与在接触首个Z相信号后AB相走过的脉冲数的差值。
3.根据权利要求1所述的计数矫正方法,其特征在于:
根据下述公式CNTAB2=(第二脉冲数-CNTAB1)+(CNTZ-1)*第二脉冲数+ CNTAB3计算,并判断所述记录编码器AB相在床板运动开始至停止所走过的脉冲数CNTAB2是否位于基于根据公式计算获得的结果的预设区间内;
若是,则计数正常;若否,则计数异常。
4.根据权利要求1所述的计数矫正方法,其特征在于:所述确定两个Z相之间AB相经过的脉冲数是否位于基于第二AB相脉冲数生成的预设范围内,包括以下:
当在第一个Z相信号后经过预设范围的AB相脉冲数后接收第二个Z相信号,则判断两个Z相之间AB相经过的脉冲数位于基于第二AB相脉冲数生成的预设范围内。
5.根据权利要求1所述的计数矫正方法,其特征在于,根据两个Z相之间AB相经过的脉冲数计算Z相信号丢失数量,当所述Z相信号丢失数量未超出阈值,则补充丢失的Z相信号;当所述Z相信号丢失数量超出阈值,则重新进行回零过程或更换编码器,包括以下:
当第一个Z相后经过n个预设范围的AB相脉冲后接收到第二个Z相信号;
则,若n位于预设阈值内,则补充丢失n-1个Z相信号;
若n超出预设阈值,则重新进行回零过程或更换编码器。
6.根据权利要求3所述的计数矫正方法,其特征在于,在获取床板的真实位置信息前,还包括以下:
根据每经过一个Z相AB相经过的脉冲数CNTAB3以及床板运动开始至停止所走过的脉冲数CNTAB2获取最后一个Z相AB相经过的脉冲数;
判断所述经过最后一个Z相AB相经过的脉冲数CNTAB3是否位于基于第二相脉冲数生成的预设范围内。
7.根据权利要求2所述的计数矫正方法,其特征在于,所述重新进行回零过程,还包括以下:
获取重新回零过程下首个接触Z相后经过的AB相脉冲数,并将获得的脉冲数与首次回零过程获得的CNTAB1进行比较,当两者差值超出预设差值,则再次重新进行回零过程,当再次重新进行回零过程次数超出预设次数,则发出硬件存在异常的警示。
8.根据权利要求1所述的计数矫正方法,其特征在于,
当所述床板反向运行,则接触首个Z相信号后AB相走过的脉冲数CNTAB1、编码器AB相在床板运动开始至停止所走过的脉冲数CNTAB2,每经过一个Z相AB相经过的脉冲数CNTAB3均为负值。
9.根据权利要求1所述的计数矫正方法,其特征在于,获取床板的真实位置信息,包括:
当所述床板正向运动,
所述床板的真实位置信息=CNTZ*第二脉冲数+ CNTAB3- CNTAB1;
当所述床板为反向运动,
所述床板的真实位置信息=CNTZ*第二脉冲数+(CNTZ*第二脉冲数+CNTAB3)- CNTAB1。
10.一种增量编码器的计数系统,其特征在于,包括床体,还包括设置在床体外部用于记录床板真实位置的增量编码器,用于所述编码器接入的主控板,控制床板运动的伺服电机;所述主控板包括以下:
参数设置模块,用于预设控制伺服电机执行第一脉冲数对应床板移动第一长度,编码器AB相第二脉冲数对应接收1个Z相信号,编码器第三脉冲数运行床板移动第一长度;设床板向进床体机架的方向移动为正向运动,向出床体机架的方向移动为反向运动;
回零模块,用于根据设置在床体上的零位开关对床板进行回零过程,以初始化位置信息,并获得回零过程下在接触首个Z相信号后AB相走过的脉冲数CNTAB1;
获取所述床板的目标位置信息,并根据所述目标位置信息计算目标脉冲量,以控制伺服电机运动;
矫正模块,用于通过伺服电机基于所述目标脉冲量使床板正向运动或反向运动,并记录编码器AB相在床板运动开始至停止所走过的脉冲数CNTAB2,每经过一个Z相AB相经过的脉冲数CNTAB3以及Z相在运动开始至停止所走的脉冲数CNTZ,以确定两个Z相之间AB相经过的脉冲数是否位于基于所述第二相脉冲数生成的预设范围内;
若是,则计数正常,并获取床板的真实位置信息;
若否,则计数异常,根据两个Z相之间AB相经过的脉冲数计算Z相信号丢失数量;
当所述Z相信号丢失数量未超出阈值,则补充丢失的Z相信号;
当所述Z相信号丢失数量超出阈值,则重新进行回零过程或更换编码器。
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