CN116817995A - 直线电机编码器信号校准方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种直线电机编码器信号校准方法、装置、设备及存储介质，应用在直线电机编码器领域，其中方法包括：获取待测直线电机编码器对应的编码器编号；利用所述编码器编号查找待测直线电机编码器对应的偏差曲线；按照所述偏差曲线调整待测直线电机编码器的参数。本申请具有的技术效果是：高效、快速的地直线电机编码器的输出信号进行校准。

Description

直线电机编码器信号校准方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及直线电机编码器的技术领域，尤其是涉及一种直线电机编码器信号校准方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

直线电机编码器在长期的使用过程中，其输出的信号可能会发生一些偏差，从而对其负载的运行可能会产生不利影响，也有可能是直线编码器在生产的过程中受加工环境、加工设备的误差或工作人员的失误，导致产品存在偏差。如果上述的这种偏差范围在允许的范围临界点上，就可以不对这种直线电机编码器进行报废处理，而是对其进行校准使其成为合格产品，以节省资源。在对直线电机编码器的进度要求比较高的应用场合，可以为直线电机编码器增加一个校准装置，将直线电机编码器产生的偏差控制在允许的范围内。

如何高效、快速地对直线电机编码器的输出信号进行校准是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

为了高效、快速地直线电机编码器的输出信号进行校准，本申请提供的一种直线电机编码器信号校准方法、装置、设备及存储介质。

第一方面，本申请提供一种直线电机编码器信号校准方法，采用如下的技术方案：所述方法包括：获取待测直线电机编码器对应的编码器编号；

利用所述编码器编号查找待测直线电机编码器对应的偏差曲线；

按照所述偏差曲线调整待测直线电机编码器的参数。

通过上述技术方案，输出信号校准系统中事先存储有各种型号的直线电机编码器的偏差曲线，在直线电机编码器的运行过程中，输出信号校准系统按照该款直线电机编码器对应的偏差曲线对直线电机编码器的输出信号进行校准，使其能够在误差范围之内，利用偏差曲线直接校准直线电机编码器的输出信号，减少了采集直线电机编码器的输出信号并与标准的、无偏差的输出信号进行比较，进而完成校准过程所花费的时间，实现了高效、快速的地直线电机编码器的输出信号进行校准的效果。

在一个具体的可实施方案中，所述偏差曲线的绘制，具体包括：

采集模板直线电机编码器的输出信号，形成采样信号；

采集标准直线电机编码器的输出信号，形成标准信号；

根据所述采样信号与所述标准信号找寻偏差信号，计算偏差信号对应的偏差值；

根据所述偏差值生成偏差曲线。

通过上述技术方案，输出信号校准系统采集模板直线电机编码器的输出信号与标准直线电机编码器的输出信号，利用这两种输出信号绘制偏差曲线，使得绘制的偏差曲线与待测直线电机编码器的实际运行情况能够匹配。

在一个具体的可实施方案中，在所述按照所述偏差曲线调整待测直线电机编码器的参数之后，还包括：

按照预设的抽样频率采集待测直线电机编码器的输出信号，并记为修正信号；

判断所述修正信号与所述标准信号之间是否存在偏差信号，并记为修正偏差信号；

计算所述修正偏差信号对应的修正偏差值；

将所述修正偏差值与预设的偏差允许范围的端点值进行比对，判断所述修正偏差值是否位于所述偏差允许范围内；

若不位于，则采用实时校准方案对集待测直线电机编码器的输出信号进行校准。

通过上述技术方案，输出信号校准系统在利用偏差曲线对待测直线电机编码器的输出信号进行校准后，还会抽样采集待测直线电机编码器被校准后的输出信号，并与标准信号之间进行对比，以验证按照预设的偏差曲线进行输出信号的校准是否有效，若是按照预设的偏差曲线进行输出信号的校准效果较差，输出信号校准系统则会更换其他输出信号校准方式，尽量使得待测直线电机编码器的输出信号在规定的范围内。

在一个具体的可实施方案中，所述采用实时校准方案对集待测直线电机编码器的输出信号进行校准，具体包括：

实时采集待测直线电机编码器的输出信号，形成实时采样信号；

实时采集标准直线电机编码器的输出信号，形成实时标准信号；

根据所述实时采样信号与所述实时标准信号找寻实时偏差信号，计算实时偏差信号对应的实时偏差值；

将所述实时偏差值与预设的偏差允许范围的端点值进行比对，判断所述实时偏差值是否位于所述偏差允许范围内；

若不位于，则根据所述实时偏差值对待测直线电机编码器的输出信号进行校准。

通过上述技术方案，输出信号校准系统实施动态检测直线待测直线电机编码器的输出信号偏差情况，对检测到的信号偏差进行实时处理以保证待测直线电机编码器的输出信号在规定的范围内。

在一个具体的可实施方案中，所述根据所述实时偏差值对待测直线电机编码器的输出信号进行校准，具体包括：

确定实时偏差值；

将所述实时偏差值与预设的偏差分割值进行对比；

若所述实时偏差值不小于所述偏差分割值，则对待测直线电机编码器的输出信号进行粗略校准；

否则，则对待测直线电机编码器的输出信号进行精细校准。

通过上述技术方案，输出信号校准系统将对待测直线电机编码器输出信号的校准过程划分为两个部分分布为粗略校准与精细校准，当输出信号偏差较大时，使用粗略校准；如果输出信号偏差较小时，则采用精细校准，有利于提高整体校准的效率。

在一个具体的可实施方案中，所述粗略校准对应的修正值大于所述精细校准对应的修正值。

通过上述技术方案，输出信号校准系统在粗略校准中的单次校准幅度大于精细校准中的校准幅度，使得校准方式与当时的信号偏差的大小更加匹配。

在一个具体的可实施方案中，在获取待测直线电机编码器对应的编码器编号之后，还包括：

根据所述编码器编号查询待测直线电机编码器的运行时长；

将所述运行时长与预设的校准分割值进行对比；

若所述运行时长达到所述校准分割值，则采用实时校准方案对待测直线电机编码器的输出信号进行校准。

通过上述技术方案，输出信号校准系统根据待测直线电机编码器的运行时长来判断是否直接对该直线电机编码器采用实时校准的方式，由于运行时间越长的直线电机编码器出现故障的风险就越高，因此，采用实时校准的方式更加符合直线电机编码器的自身情况。

第二方面，本申请提供一种直线电机编码器信号校准装置，采用如下技术方案：所述装置包括：

编码器编号确定模块，用于获取待测直线电机编码器对应的编码器编号；

偏差曲线查询模块，用于利用所述编码器编号查找待测直线电机编码器对应的偏差曲线；

输出信号校准模块，用于按照所述偏差曲线调整待测直线电机编码器的参数。

第三方面，本申请提供一种计算机设备，采用如下技术方案：包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如上述任一种直线电机编码器信号校准方法的计算机程序。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下技术方案：存储有能够被处理器加载并执行上述任一种直线电机编码器信号校准方法的计算机程序。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.输出信号校准系统中事先存储有各种型号的直线电机编码器的偏差曲线，在直线电机编码器的运行过程中，输出信号校准系统按照该款直线电机编码器对应的偏差曲线对直线电机编码器的输出信号进行校准，使其能够在误差范围之内，利用偏差曲线直接校准直线电机编码器的输出信号，减少了采集直线电机编码器的输出信号并与标准的、无偏差的输出信号进行比较，进而完成校准过程所花费的时间，实现了高效、快速的地直线电机编码器的输出信号进行校准的效果；

2.输出信号校准系统在利用偏差曲线对待测直线电机编码器的输出信号进行校准后，还会抽样采集待测直线电机编码器被校准后的输出信号，并与标准信号之间进行对比，以验证按照预设的偏差曲线进行输出信号的校准是否有效，若是按照预设的偏差曲线进行输出信号的校准效果较差，输出信号校准系统则会更换其他输出信号校准方式，尽量使得待测直线电机编码器的输出信号在规定的范围内。

附图说明

图1是本申请实施例中直线电机编码器信号校准方法的流程图。

图2是本申请实施例中直线电机编码器信号校准装置的结构框图。

图3是本申请实施例中直线电机编码器信号校准装置的另一结构框图。

附图标记：301、编码器编号确定模块；302、偏差曲线查询模块；303、输出信号校准模块；304、偏差曲线绘制模块；305、修正效果检验模块。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种直线电机编码器信号校准方法。该方法应用于输出信号校准系统，直线电机编码器信号校准方法对应的程序代码被预先存储在输出信号校准系统的控制中心内。

如图1所示，该方法包括以下步骤：

S10，获取待测直线电机编码器对应的编码器编号。

具体来说，由于市场上的直线电机编码器的型号、种类较多，不同型号、种类的直线电机编码器拥有唯一一个编码器编号。

S20，利用编码器编号查找待测直线电机编码器对应的偏差曲线。

输出信号校准系统预先设置有一个偏差曲线数据库，偏差曲线数据库中存储有若干个偏差曲线，每一个偏差曲线的对应一种直线电机编码器，其中偏差曲线的绘制背景为其对应的直线电机编码器的使用场景。偏差曲线数据库中存储有偏差曲线与编码器编号之间的映射关系，也就是说，直线电机编码器、编码器编号、偏差曲线均为一一对应的映射关系，输出信号校准系统根据编码器编号查询与之对应的偏差曲线，偏差曲线上存在有若干个偏差信号点，偏差信号点的二维坐标的含义分别为时间数据与差值数据，这里所说的时间数据是指该个偏差信号点的生成时间，差值数据即为偏差信号点的数值大小。

偏差曲线的绘制过程，具体来说如下：输出信号校准系统分别采集模板直线电机编码器的输出信号，以及标准直线电机编码器的输出信号，采集到的两种输出信号分贝记为采样信号、标准信号；这里需要说明的是，标准直线电机编码器为一个标准且无偏差的直线电机编码器，其种类、型号与模板直线电机编码器一致，模板直线电机编码器的输出信号的采集频率与标准直线电机编码器的输出信号的采集频率保持一致，并且采集输出信号的过程的启动时间也是一致的，本实施例中，启动时间设计为直线电机编码器启动时间，当直线电机编码器开始工作，采样过程也随之启动，换句话说，若干采样信号中肯定存在一个且是唯一一个采样信号的采用时间与一个标准信号的采样时间保持一致，获取同一采集时间下的一组信号，其中包括一个采样信号与一个标准信号，将这组信号对应的两个信号值进行对比，判断两者是否一致，若是两个信号值不同，那么计算两个信号值之间的差值，该差值以及该组信号对应的采集时间即为一个偏差信号点的坐标含义，利用采集到的采样信号、标准信号能够生成多个偏差信号点，将这些偏差信号点对应的采样时间的先后顺序进行排序，得到偏差信号排序序列，输出信号校准系统根据这个偏差信号排序序列绘制偏差曲线，本实施例中，偏差曲线至少三个偏差信号点。

S30，按照偏差曲线调整待测直线电机编码器的参数。

具体来说，输出信号校准系统依次读取偏差曲线上的偏差信号点，根据偏差信号点对应的偏差值调整待测直线电机编码器的相关参数，实现对待测直线电机编码器输出信号的修正，输出信号校准系统直接根据待测直线电机编码器对应的偏差曲线进行输出信号的校准，不需要不断采集待测直线电机编码器的输出信号，并将其与标准信号进行对比来实现输出信号的校准工作，使得输出信号的校准过程总花费时间减少，进而实现了高效、快速的地直线电机编码器的输出信号进行校准的效果。

在一个实施例中，为了尽量保证待测直线电机编码器的输出信号与标准信号的误差在规定范围之内，在按照偏差曲线调整待测直线电机编码器的参数之后，还可以执行以下步骤：

输出信号校准系统在根据偏差曲线对待测直线电机编码器输出信号进行修正的过程中，会按照预设的抽样频率采集待测直线电机编码器的输出信号，并记为修正信号，根据修正信号的采用时间找到具有相同采用时间的标准信号，然后将修正信号的信号值与标准信号的信号值进行对比，判断两者是否一致，若是修正信号的信号值与标准信号的信号值不同，则能够说明修正信号与标准信号之间存在偏差信号，将修正信号的信号值减去标准行信号的信号值，得到差值即为修正偏差值，修正偏差值与相应采集时间的构成一个修正偏差信号。

将修正偏差值与预设的偏差允许范围的端点值进行比对，判断修正偏差值是否位于偏差允许范围内，如果修正偏差值在预定的偏差允许范围内，那么输出信号校准系统会更换输出信号的校准方案，采用实时校准方案对集待测直线电机编码器的输出信号进行校准。由于待测直线电机编码器的工作环境与模板直线电机编码器的工作场景可能存在差异较大的情况，这种情况可能会使生成的偏差曲线并不适用于待测直线电机编码器，因此，输出信号校准系统会对修正后的待测直线电机编码器的输出信号进行抽样检查，依次来判断偏差曲线是否适用于当前的待测直线电机编码器，若不使用的话，更换新的输出信号校准方式，尽量保证待测直线电机编码器的输出信号与标准信号的误差在规定范围之内。

输出信号校准系统改用实时校准的方案对待测直线电机编码器的输出信号进行修正的具体过程如下：实时采集待测直线电机编码器的输出信号，形成实时采样信号，实时采样的方式使得输出信号校准系统能够获取到待测直线电机编码器的每一个输出信号，与此同时，输出信号校准系统实时采集标准直线电机编码器的输出信号，形成实时标准信号，两个直线电机编码器的初始采样时间相同；将具有同样采集时间的实时采样信号的信号值与实时标准信号的信号值进行比对，也就是说，每获取到一个实时采用信号与实时标准信号，输出信号校准系统都会将这两者进行比较。若是这两个信号值不一致，那么计算它们之间的差值数据，也即为实时偏差值，根据计算得到的实时偏差值与预设的偏差允许范围的端点值进行比对，判断实时偏差值是否位于偏差允许范围内，如果不位于，那么说明此时待测直线电机编码器的输出信号不满足要求，需要进行修正、调整，因此，输出信号校准系统根据实时偏差值对待测直线电机编码器的输出信号进行校准。

在一个实施例中，为了提升输出信号校准系统在对输出信号校准过程中的效率，根据实时偏差值对待测直线电机编码器的输出信号进行校准，具体可以执行为以下步骤：

输出信号校准系统首先确定实时偏差值，将实时偏差值与预设的偏差分割值进行对比，这里所说的偏差分割值用于将实时偏差值划分为两个部分，这两个部分分别对应不同的修正方式，若实时偏差值不小于偏差分割值，那么说明待测直线电机编码器的输出信号与标准信号之间的差距较大，输出信号校准系统对待测直线电机编码器的输出信号进行粗略校准；实时偏差值小于偏差分割值，那么说明待测直线电机编码器的输出信号与标准信号之间的差距较小，输出信号校准系统对待测直线电机编码器的输出信号进行精细校准。本实施例中，粗略校准与精细校准之间的差别在于两者对应的修正值不一样，粗略校准对应的修正值大于精细校准对应的修正值，这里所说的修正值即为输出信号校准系统在待测直线电机编码器当前参数的基础之上，进行调整的值，输出信号校准系统通过改变待测直线电机编码器参数的大小实现对其输出信号的调整。

为了便于理解，这里通过举例的方式进行说明，将偏差分割值设定为6，粗略校准的修正值设为3，精细校准的修正值设为1，此时计算得到的偏差分割值为8，说明待测直线电机编码器的输出信号的信号值高于标准信号的信号值，由于8大于6，因此，输出信号校准系统首先进行粗略校准，将待测直线电机编码器的参数下调3，参数下调后，待测直线电机便器的输出信号变化为4,4小于6，输出信号校准系统采用精细校准，将待测直线电机编码器的参数下调1，然后再根据待测直线电机便器的输出信号变化情况选用合适的修正方式，直至待测直线电机编码器的输出信号与标准信号的误差在规定范围之内。粗略校准与精细校准相结合的方式能够在保证修成效果的同时提升修正效率。

值得一提的是，在利用偏差曲线对待测直线电机编码器的输出信号进行修正时，每一次的修正过程也可以采用粗略校准与精细校准相结合的方式进行。

在一个实施例中，为了使得校准方式与待测直线电机编码器实际情况相匹配，在获取待测直线电机编码器对应的编码器编号之后，还可以执行以下步骤：

根据编码器编号查询待测直线电机编码器的运行时长，运行时长是指待测直线电机编码器截止到目前为止处于运行状态的总计时长，将查询到的运行时长与预设的校准分割值进行对比，若运行时长达到校准分割值，表示待测直线编码器已经工作了较长时间，其中零部件存在故障、老化的风险较高，输出信号校准系统直接采用实时校准方案对待测直线电机编码器的输出信号进行校准，使得校准方式与待测直线电机编码器实际情况相匹配。

图1为一个实施例中直线电机编码器信号校准方法的流程示意图。应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行；除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行；并且图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

基于上述方法，本申请实施例还公开一种直线电机编码器信号校准装置。

如图2所示，该装置包括以下模块：

编码器编号确定模块301，用于获取待测直线电机编码器对应的编码器编号；

偏差曲线查询模块302，用于利用编码器编号查找待测直线电机编码器对应的偏差曲线；

输出信号校准模块303，用于按照偏差曲线调整待测直线电机编码器的参数。

如图3所示，在一个实施例中，偏差曲线绘制模块304，用于采集模板直线电机编码器的输出信号，形成采样信号；

采集标准直线电机编码器的输出信号，形成标准信号；

根据采样信号与标准信号找寻偏差信号，计算偏差信号对应的偏差值；

根据偏差值生成偏差曲线。

如图3所示，在一个实施例中，修正效果检验模块305，用于按照预设的抽样频率采集待测直线电机编码器的输出信号，并记为修正信号；

判断修正信号与标准信号之间是否存在偏差信号，并记为修正偏差信号；

计算修正偏差信号对应的修正偏差值；

将修正偏差值与预设的偏差允许范围的端点值进行比对，判断修正偏差值是否位于偏差允许范围内；

若不位于，则采用实时校准方案对集待测直线电机编码器的输出信号进行校准。

如图3所示，在一个实施例中，输出信号校准模块303，还用于实时采集待测直线电机编码器的输出信号，形成实时采样信号；

实时采集标准直线电机编码器的输出信号，形成实时标准信号；

根据实时采样信号与实时标准信号找寻实时偏差信号，计算实时偏差信号对应的实时偏差值；

将实时偏差值与预设的偏差允许范围的端点值进行比对，判断实时偏差值是否位于偏差允许范围内；

若不位于，则根据实时偏差值对待测直线电机编码器的输出信号进行校准。

如图3所示，在一个实施例中，输出信号校准模块303，还用于确定实时偏差值；

将实时偏差值与预设的偏差分割值进行对比；

若实时偏差值不小于偏差分割值，则对待测直线电机编码器的输出信号进行粗略校准；

否则，则对待测直线电机编码器的输出信号进行精细校准。

如图3所示，在一个实施例中，输出信号校准模块303，还用于粗略校准对应的修正值大于精细校准对应的修正值。

如图3所示，在一个实施例中，输出信号校准模块303，还用于根据编码器编号查询待测直线电机编码器的运行时长；

将运行时长与预设的校准分割值进行对比；

若运行时长达到校准分割值，则采用实时校准方案对待测直线电机编码器的输出信号进行校准。

本申请实施例还公开一种计算机设备。

具体来说，该计算机设备包括存储器和处理器，存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述直线电机编码器信号校准方法的计算机程序。

本申请实施例还公开一种计算机可读存储介质。

具体来说，该计算机可读存储介质，其存储有能够被处理器加载并执行如上述直线电机编码器信号校准方法的计算机程序，该计算机可读存储介质例如包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种直线电机编码器信号校准方法，其特征在于，所述方法包括：

获取待测直线电机编码器对应的编码器编号；

利用所述编码器编号查找待测直线电机编码器对应的偏差曲线；

按照所述偏差曲线调整待测直线电机编码器的参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述偏差曲线的绘制，具体包括：

采集模板直线电机编码器的输出信号，形成采样信号，；

采集标准直线电机编码器的输出信号，形成标准信号；

根据所述采样信号与所述标准信号找寻偏差信号，计算偏差信号对应的偏差值；

根据所述偏差值生成偏差曲线。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述按照所述偏差曲线调整待测直线电机编码器的参数之后，还包括：

按照预设的抽样频率采集待测直线电机编码器的输出信号，并记为修正信号；

判断所述修正信号与所述标准信号之间是否存在偏差信号，并记为修正偏差信号；

计算所述修正偏差信号对应的修正偏差值；

将所述修正偏差值与预设的偏差允许范围的端点值进行比对，判断所述修正偏差值是否位于所述偏差允许范围内；

若不位于，则采用实时校准方案对集待测直线电机编码器的输出信号进行校准。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用实时校准方案对集待测直线电机编码器的输出信号进行校准，具体包括：

实时采集待测直线电机编码器的输出信号，形成实时采样信号；

实时采集标准直线电机编码器的输出信号，形成实时标准信号；

根据所述实时采样信号与所述实时标准信号找寻实时偏差信号，计算实时偏差信号对应的实时偏差值；

将所述实时偏差值与预设的偏差允许范围的端点值进行比对，判断所述实时偏差值是否位于所述偏差允许范围内；

若不位于，则根据所述实时偏差值对待测直线电机编码器的输出信号进行校准。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述实时偏差值对待测直线电机编码器的输出信号进行校准，具体包括：

确定实时偏差值；

将所述实时偏差值与预设的偏差分割值进行对比；

若所述实时偏差值不小于所述偏差分割值，则对待测直线电机编码器的输出信号进行粗略校准；

否则，则对待测直线电机编码器的输出信号进行精细校准。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述粗略校准对应的修正值大于所述精细校准对应的修正值。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取待测直线电机编码器对应的编码器编号之后，还包括：

根据所述编码器编号查询待测直线电机编码器的运行时长；

将所述运行时长与预设的校准分割值进行对比；

若所述运行时长达到所述校准分割值，则采用实时校准方案对待测直线电机编码器的输出信号进行校准。

8.一种直线电机编码器信号校准装置，其特征在于，所述装置包括：

编码器编号确定模块(301)，用于获取待测直线电机编码器对应的编码器编号；

偏差曲线查询模块(302)，用于利用所述编码器编号查找待测直线电机编码器对应的偏差曲线；

输出信号校准模块(303)，用于按照所述偏差曲线调整待测直线电机编码器的参数。

9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一种方法的计算机程序。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一种方法的计算机程序。