CN202814441U - 一种绝对式编码器检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种绝对式编码器检测系统，包括：控制器、待测绝对式编码器、用于根据控制器的信号对步进电机进行微步驱动的细分驱动器、用于根据细分驱动器的信号转动并输出扭矩带动减速装置转动的步进电机和用于带动待测绝对式编码器转动的减速装置。所述控制器包括：用于设置给定角位移的设置模块；用于将包含给定角位移的信号发送至细分驱动器的发送模块；用于读取待测绝对式编码器的初始角位移和实际转动角位移的读取模块；用于将实际转动角位移与初始角位移的差值和给定角位移进行比对，并根据比对结果判断待测绝对式编码器的精度的判断模块。本实用新型相对现有技术提高了利用率、可靠性与使用寿命。

Description

一种绝对式编码器检测系统

技术领域

本实用新型涉及编码器检测领域，更具体地说，涉及一种绝对式编码器检测系统。

背景技术

编码器是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备，按照工作原理，编码器可分为增量式编码器和绝对式编码器两类。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。绝对式编码器的精度是控制系统的基础，在绝对式编码器装入控制系统前需要对绝对式编码器的精度进行检测，以避免由于绝对式编码器的精度不合格而造成的控制系统性能不佳。

现有技术对于绝对式编码器的精度检测，主要采用高精度编码器进行辅助检测，具体的，在被测编码器的部位平行安装一款精度比被测编码器高一个量级的高精度编码器，以高精度编码器的输出作为真实值，与被测编码器输出的测量值进行比较，根据差值判断被测编码器的精度指标。这种绝对式编码器的精度检测方式，需采用高精度编码器进行辅助检测，而高精度编码器对工作环境的要求相对较高，当处于高低温、振动、冲击、加速等特殊工作环境时，为防止特殊工作环境对高精度编码器的破坏，高精度编码器的工作时间有着严格的限制，这就造成现有绝对式编码器检测系统的利用率较低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种绝对式编码器检测系统，以解决现有技术由于高精度编码器在特殊工作环境下的工作限制，而造成的现有绝对式编码器检测系统的利用率较低的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

一种绝对式编码器检测系统，包括：控制器、待测绝对式编码器、用于根据所述控制器的信号对步进电机进行微步驱动的细分驱动器、用于根据所述细分驱动器的信号转动并输出扭矩带动减速装置转动的步进电机和用于带动所述待测绝对式编码器转动的减速装置；

所述控制器分别与所述细分驱动器和待测绝对式编码器相连，所述细分驱动器依次通过所述步进电机、减速装置与所述待测绝对式编码器相连；

其中，所述控制器包括：

用于设置给定角位移的设置模块，

用于将包含所述给定角位移的信号发送至所述细分驱动器的发送模块，

用于读取所述待测绝对式编码器的初始角位移和实际转动角位移的读取模块，

用于将所述实际转动角位移与初始角位移的差值和所述给定角位移进行比对，并根据比对结果判断所述待测绝对式编码器的精度的判断模块。

优选地，所述判断模块包括：

用于计算所述实际转动角位移与初始角位移的差值的计算单元；

用于将所述计算单元的计算结果与所述给定角位移进行比对的比对单元；

用于根据所述比对单元的比对结果生成反映所述待测绝对式编码器精度的测试报告的报告生成单元；

用于显示所述比对结果和/或所述测试报告的显示单元。

优选地，所述控制器还包括：

分别与所述设置模块、发送模块、读取模块和判断模块相连，用于在所述控制器掉电时存储数据的电可擦可编程只读存储器。

优选地，所述系统还包括：

用于安装所述步进电机的第一安装底盘；

用于安装所述减速装置的第二安装底盘；

用于安装所述待测绝对式编码器的第三安装底盘。

基于上述技术方案，本实用新型实施例提供的绝对式编码器检测系统，控制器首先读取待测绝对式编码器的初始角位移，然后将包含给定角位移的信号发送给细分驱动器，通过细分驱动器的微步驱动控制步进电机转动，步进电机的转动带动减速装置转动，从而带动与减速装置输出端相连的待测绝对式编码器转动，之后控制器读取待测绝对式编码器的实际转动角位移，并将所述实际转动角位移与初始角位移的差值和所述给定角位移进行比对，从而根据比对结果判断待测绝对式编码器的精度。相对现有技术，本实用新型实施例不采用高精度编码器进行待测绝对式编码器的精度检测，避免了高精度编码器在特殊工作环境下的工作限制，同时本实用新型实施例提供的绝对式编码器检测系统的各部件对工作环境的要求相对较低，解决了现有绝对式编码器检测系统的利用率较低的问题，本实用新型实施例提供的绝对式编码器检测系统相对现有技术提高了利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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他的附图。

图1为本实用新型提供的一种绝对式编码器检测系统的结构框图；

图2为本实用新型提供的控制器的结构框图；

图3为本实用新型提供的控制器中判断模块的结构框图；

图4为本实用新型提供的一种绝对式编码器检测系统的另一结构框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型实施例提供的一种绝对式编码器检测系统的结构框图，图2为本实用新型实施例提供的控制器的结构框图。参考图1，该系统包括：控制器1，细分驱动器2，步进电机3，减速装置4和待测绝对式编码器5。控制器1分别与细分驱动器2和待测绝对式编码器5相连，细分驱动器2依次通过步进电机3、减速装置4与待测绝对式编码器5相连。

参考图2，控制器1包括：

设置模块10，用于设置给定角位移。

具体地，所设置的给定角位移为用户期望待测绝对式编码器5理论应转动的角位移，对于给定角位移的设置可以仅设置其大小，如设置给定角位移为N°（度，角度单位），N为正数。

发送模块11，用于将包含所述给定角位移的信号发送至细分驱动器2。

返回到图1，细分驱动器2用于根据控制器1的信号对步进电机3进行微步驱动，细分驱动器2可以为任意的具有细分功能的驱动器，细分驱动器2进行微步驱动后，生成与控制器1发送的信号对应的脉冲电流，将该脉冲电流输送给步进电机3，以驱动步进电机3转动。

可选的，细分驱动器2可采用样值查表方式进行微步驱动，通过内置的采样电阻采集的实时电流情况进行电流闭环，从而保证微步跟踪精度。

步进电机3用于根据细分驱动器2的信号转动并输出扭矩带动减速装置4转动。减速装置4用于带动待测绝对式编码器5转动。

可选的，步进电机3为两相混合式步进电机。减速装置4可以为高精度的齿轮减速器，可选为零背隙减速机。

再次回到图2，控制器1还包括：

读取模块12，用于读取待测绝对式编码器5的初始角位移和实际转动角位移。

具体地，初始角位移为减速装置4带动待测绝对式编码器5转动之前的角位移。实际转动角位移为待测绝对式编码器5在减速装置4带动其转动之后实际转动的角位移。

判断模块13，用于将所述实际转动角位移与初始角位移的差值和所述给定角位移进行比对，并根据比对结果判断待测绝对式编码器5的精度。

具体地，将待测绝对式编码器5的实际转动角位移与初始角位移的差值与理论应转动的给定角位移进行比对，即可得出误差值，通过误差值判断待测绝对式编码器5的精度，误差值与待测绝对式编码器5的精度的对应关系，可根据实际情况设定，本实用新型并不设限。

待测绝对式编码器5与减速装置4的输出端相连，理论上待测绝对式编码器5与减速装置4应进行同步转动，待测绝对式编码器5转动的角位移应与减速装置4转动的角位移相等，均为所述给定角位移，但由于待测绝对式编码器5的精度问题，待测绝对式编码器5所转动的角位移并不一定是给定角位移，为验证待测绝对式编码器5的精度，控制器1读取待测绝对式编码器5的实际转动角位移与初始角位移，并计算其差值，用所述差值与给定角位移进行比对，并根据比对结果判断待测绝对式编码器5的精度。

可选的，控制器1还可以包括E2PROM（Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory，电可擦可编程只读存储器），E2PROM分别与设置模块10、发送模块11、读取模块12和判断模块13相连，在控制器1掉电时，对上述各模块的数据进行存储，防止控制器1掉电后的数据丢失。

图3为本实用新型实施例提供的控制器中判断模块的结构框图。如图3所示，判断模块13包括：

计算单元130，用于计算所述实际转动角位移与初始角位移的差值。

比对单元131，用于将计算单元130的计算结果与所述给定角位移进行比对。

报告生成单元132，用于根据比对单元131的比对结果生成反映待测绝对式编码器5精度的测试报告。

显示单元133，用于显示所述比对结果和/或所述测试报告。

本实用新型实施例提供的绝对式编码器检测系统，通过控制器、细分驱动器、步进电机和减速装置，向待测绝对式编码器传达控制器所设置的待测绝对式编码器的理论转动角位移，将待测绝对式编码器实际转动角位移与初始角位移的差值与理论转动角位移进行比对，从而判断待测绝对式编码器的精度。相对现有技术，本实用新型实施例不采用高精度编码器进行待测绝对式编码器的精度检测，提高了系统的利用率。

图4为本实用新型实施例提供的一种绝对式编码器检测系统的另一结构框图，结合图1和图4所示，图4所示系统还包括：第一安装底盘33，第二安装底盘44和第三安装底盘55。其中，

第一安装底盘33用于安装步进电机3，第二安装底盘44用于安装减速装置4，第三安装底盘55用于安装待测绝对式编码器5。

第一安装底盘33、第二安装底盘44和第三安装底盘55的具体形状可根据所选定的步进电机3、减速装置4和待测绝对式编码器5的结构和型号进行加工设计。

由于本实用新型实施例所提供的绝对式编码器检测系统，具有特殊工作环境的工作需求，因此图4所示系统在图1所示系统的基础上增加设置了步进电机3、减速装置4和待测绝对式编码器5对应的安装底盘，将本实用新型系统需要进行转动的执行部件（步进电机3、减速装置4和待测绝对式编码器5）设置在对应的安装底盘上，这样在特殊工作环境下，只需将第一安装底盘33、第二安装底盘44和第三安装底盘55设置在特殊工作环境中，通过通信线缆进行第一安装底盘33上安装的步进电机3与细分驱动器2的通信、及第三安装底盘55上安装的待测绝对式编码器5与控制器1的通信，避免了系统控制部件（控制器1和细分驱动器2）放置在特殊工作环境中的情况，提高了本系统控制部件的可靠性与使用寿命。同时在更换新的待测绝对式编码器时，只需进行系统部件间的联轴调节，或，更换待测绝对式编码器的安装底盘即可实现新的待测绝对式编码器的检测。

可选的，第一安装底盘33、第二安装底盘44可设置在一个安装总板上。

综上所述，相对现有技术，本实用新型实施例提供的绝对式编码器检测系统，不采用高精度编码器进行辅助检测，同时本实用新型实施例提供的系统的各部件对工作环境的要求相对较低，避免了高精度编码器在特殊工作环境下的工作限制，解决了现有绝对式编码器检测系统的利用率较低的问题，本实用新型实施例提供的绝对式编码器检测系统相对现有技术提高了利用率。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种绝对式编码器检测系统，其特征在于，包括：控制器、待测绝对式编码器、用于根据所述控制器的信号对步进电机进行微步驱动的细分驱动器、用于根据所述细分驱动器的信号转动并输出扭矩带动减速装置转动的步进电机和用于带动所述待测绝对式编码器转动的减速装置；

所述控制器分别与所述细分驱动器和待测绝对式编码器相连，所述细分驱动器依次通过所述步进电机、减速装置与所述待测绝对式编码器相连；

其中，所述控制器包括：

用于设置给定角位移的设置模块，

用于将包含所述给定角位移的信号发送至所述细分驱动器的发送模块，

用于读取所述待测绝对式编码器的初始角位移和实际转动角位移的读取模块，

用于将所述实际转动角位移与初始角位移的差值和所述给定角位移进行比对，并根据比对结果判断所述待测绝对式编码器的精度的判断模块。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述判断模块包括：

用于计算所述实际转动角位移与初始角位移的差值的计算单元；

用于将所述计算单元的计算结果与所述给定角位移进行比对的比对单元；

用于根据所述比对单元的比对结果生成反映所述待测绝对式编码器精度的测试报告的报告生成单元；

用于显示所述比对结果和/或所述测试报告的显示单元。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器还包括：

分别与所述设置模块、发送模块、读取模块和判断模块相连，用于在所述控制器掉电时存储数据的电可擦可编程只读存储器。

4.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

用于安装所述步进电机的第一安装底盘；

用于安装所述减速装置的第二安装底盘；

用于安装所述待测绝对式编码器的第三安装底盘。

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