CN204594485U - 多圈绝对编码器的性能检测装置 - Google Patents

Abstract

多圈绝对编码器的性能检测装置。提供了一种高效快捷、能够同时检测多个多圈绝对编码器，以满足阀门电动装置的大量需求的多圈绝对编码器的性能检测装置。包括箱体、主控板、连接台、开关电源、若干直流无刷电机和若干多圈绝对编码器，所述主控板设置在箱体的中间，所述连接台固定设在箱体的上部，若干所述直流无刷电机均布设在所述连接台的下方，所述主控板控制所述直流无刷电机，所述多圈绝对编码器设在所述连接台的上方、且一一对应所述直流无刷电机。本实用新型大幅提高了生产效率，节约了成本，指导了工人对多圈绝对编码器的生产装配，满足了阀门电动装置中对多圈绝对编码器的产量的需求。

Description

多圈绝对编码器的性能检测装置

    技术领域 

    本实用新型涉及自动化控制领域，尤其涉及一种多个多圈绝对编码器的性能检测装置。

    背景技术 

阀门电动装置中多圈绝对编码器的使用逐渐取代了原有机械式行程计数器和机械力矩开关，实现了阀门电动装置的全面数字化发展。由于生产过程中对高可靠性多圈绝对编码器数量的大量需求，能够大规模、批量生产专用多圈绝对编码器的厂商较少，而成功完成1个多圈绝对编码器的检测时间大约需要0.5个小时，检测时间较长；

而且，现有的检测设备一次只能同时检测一个多圈绝对编码器，必须手动操作，检测内容单一；要同时实现对多个直流无刷电机的独立控制和多个多圈绝对编码器的数据通讯具有一定的技术难度，大量的编码器通信数据容易造成检测系统死机或检测错误。

所以，迫切需要一种高效、便捷、具备交互式操作功能的智能多圈绝对编码器的性能检测装置，以指导工人对多圈绝对编码器的生产装配。

实用新型内容

本实用新型针对以上问题，提供了一种高效快捷、能够同时检测多个多圈绝对编码器，以满足阀门电动装置的大量需求的多圈绝对编码器的性能检测装置。

    本实用新型的技术方案是：包括箱体、主控板、连接台、开关电源、若干直流无刷电机和若干多圈绝对编码器，所述主控板设置在箱体的中间，所述开关电源设在所述主控板的一侧，所述连接台固定设在箱体的上部、且位于所述主控板和开关电源的上方，所述连接台上均布设有若干通孔；

     若干所述直流无刷电机均布设在所述连接台的下方，所述主控板控制所述直流无刷电机，所述直流无刷电机的转子穿过所述连接台的通孔，所述多圈绝对编码器设在所述连接台的上方、且一一对应所述直流无刷电机，所述直流无刷电机通过触头套设在转子上带动所述多圈绝对编码器转动；

      所述箱体上设有功能按钮、液晶显示屏和电源接口，所述功能按钮和液晶显示屏连接所述主控板，所述电源接口对应所述开关电源。

所述箱体上设有散热风扇。

所述多圈绝对编码器具有支脚，所述连接台上设有支孔，所述支脚设在所述支孔内。

所述箱体上设有红外遥控指示灯。

若干所述多圈绝对编码器至少包括两个。

    本实用新型实现了同时在线对若干多圈绝对编码器性能的性能数据进行同时采集和实时显示，对直流无刷电机的分别控制，设计紧凑，操作便捷，实用性强，检测过程可通过物理按钮或红外遥控实现全自动智能控制，大幅提高了生产效率，节约了成本，指导了工人对多圈绝对编码器的生产装配，满足了阀门电动装置中对多圈绝对编码器的产量的需求。

    附图说明 

图1是本实用新型的结构示意图，

图2是本实用新型中多圈绝对编码器的结构示意图，

图3是本实用新型的流程框图，

图4是本实用新型的检测方法过程图；

图中1是箱体，2是主控板，3是连接台，4是开关电源，5是直流无刷电机，6是多圈绝对编码器，61编码齿轮，62码盘，63接收电路板，64接收管，65发射管，66发射电路板，7是触头，8是功能按钮，9是液晶显示屏，10是电源接口，11是散热风扇，12是支脚，13是红外遥控指示灯。

具体实施方式

本实用新型如图1-4所示，包括箱体1、主控板2（单片机模块：C8051F340器件）、连接台3、开关电源4、若干直流无刷电机5和若干多圈绝对编码器6，箱体1为密封箱体，图中为了方便观察该装置的整体结构，将箱体的上盖板去除；

     所述主控板2设置在箱体1的中间，所述开关电源4设在所述主控板2的一侧，所述连接台3设在所述主控板2和开关电源4的上方（所述连接台固定在箱体的上部），所述连接台3上均布设有若干通孔；

     若干所述直流无刷电机5均布设在所述连接台3的下方，所述主控板2控制所述直流无刷电机5，所述直流无刷电机5的转子穿过所述连接台3的通孔，所述多圈绝对编码器6设在所述连接台3的上方、且一一对应所述直流无刷电机5，所述直流无刷电机5通过触头7套设在转子上带动所述多圈绝对编码器6转动；

     所述箱体1上设有功能按钮8、液晶显示屏9和电源接口10，所述功能按钮和液晶显示屏连接所述主控板，所述电源接口对应所述开关电源。

所述箱体1上设有散热风扇11，便于对箱体的散热，降低温度。

所述多圈绝对编码器6具有支脚12，所述连接台上设有支孔，所述支脚设在所述支孔内。方便连接，防止在转动过程中的晃动。

    所述箱体1上设有红外遥控指示灯13。本实用新型的操作方式包括箱体物理功能按钮就地操作和红外远程遥控两种，并通过液晶显示屏实时显示，真正实现了可视化交互式操作与检测过程的全自动智能控制。

若干所述多圈绝对编码器至少包括两个，便于根据检测需求进行设置。

如图4所示，本实用新型的检测方法，包括以下步骤：

   1）、接通电源，分别为直流无刷电机、主控制板、液晶显示屏和多圈绝对编码器提供电源；

   2）、多圈绝对编码器的硬件准确性检测；

   安装多圈绝对编码器的接收电路板63、接收管64、发射管65和发射电路板66，接收管设在接收电路板上，发射管设在发射电路板上，接收管和发射管一一对应，将多圈绝对编码器放置在连接台上，多圈绝对编码器通过串口与主控板通讯，再由主控板将数字量信号进行处理后，传递给液晶显示屏显示；应用中，主轴上设有编码齿轮61；

   接收管和发射管之间设置遮光板，通过遮光板控制接收管和发射管之间的通断，通过液晶显示屏判断数字量信号是否产生交替变化，若数字量信号呈交替性变化，表示硬件准确；反之，存在问题；

    步骤2）是关于绝对编码器元器件质量和焊接质量检测，不涉及码盘部件（即没有安装码盘），只是通过对多圈绝对编码器内部控制板、发射电路板、接收电路板的简单连接，测试元器件质量和焊接质量。

   多圈绝对编码器的内部控制板通过串口实现与主控板的通讯，再由主控板将数字量信号进行处理后，传递给液晶显示屏显示。

   硬件准确性检测，就是检测绝对编码器内部板件所有硬件焊接状况，人为采用遮光板干扰红外发射管与接收管之间信号的通断，通过液晶显示屏可判断出的数字信号是否产生“0”和“1”的交替变化，这样才可以判断出绝对编码器内部板件是否工作正常，便于发现生产问题。通过遮光板人为干扰通断是必不可少的一个步骤。

   3）、多圈绝对编码器的多级码盘装配准确性检测；

   在步骤2）中检测硬件准确后，安装码盘62，进行多圈绝对编码器的多级码盘装配准确性检测；多圈绝对编码器的多级码盘安装是交替进行的，多级码盘安装在准确的位置后，会全部遮挡发射管，输出性能检测数据相同，否则，判断为相应的某级或多个码盘没有装配好，需重新装配；

   安装过程中，每一级镂空码盘的正上方分布有若干红外发射管，正下方分布有对应接收管，红外发射管与接收管一一对应（即码盘位于红外发射管和接收管之间）。

   根据多圈绝对编码器的控制原理，码盘安装在准确的位置后，会全部遮挡红外发射管，输出性能检测数据全为“1”，否则，判断为相应的某级或多个码盘没有装配好，需重新装配。

   多圈绝对编码器的控制原理为：多圈绝对编码器由n级码盘及相应的红外发射管、接收管及第一级单圈绝地磁编码器组成，总行程4096圈，码盘采用光栅盘式结构，与红外发射管、接收管配合得到编码数据。如果码盘安装位置准确，多级码盘的非镂空部位恰好全部阻断所有红外发射管与接收管的信号，此时液晶显示屏的显示数据都为“1”；如果码盘安装位置不准确，必有某一级码盘的某处镂空位置发生了红外发射管与接收管的信号正常通信，此时液晶显示屏的显示数据至少有一个“0”。

   本实用新型中步骤2）没有安装码盘，观察的数字量变化是通过人为遮挡所产生的红外发射管与接收管的通断信号；步骤3）完成码盘安装，观察的数字量变化是通过镂空码盘特定的安装位置造成红外发射管与接收管的通断信号（非镂空处阻断红外信号，镂空处接通红外信号）。

   4）、多圈绝对编码器的输出信号准确性检测；

   在步骤2）、步骤3）可行的基础上，进行检测；功能按钮启动，主控板控制直流无刷电机动作，直流无刷电机驱动多圈绝对编码器，检测数据显示在液晶显示屏上，若检测过程中多圈绝对编码器的码盘圈数数据出现误码，其对应的直流无刷电机会自动停止检测，并且在液晶显示屏显示出检测结果；

   5）、多圈绝对编码器在启动一个多圈绝对编码器的检测操作后，可依次增加其他待检多圈绝对编码器，按照步骤2）、3）、4）分别进行检测，检测过程中，可在液晶显示屏上选择控制对应的多圈绝对编码器。直流无刷电机独立工作，互不干扰，所有检测数据会实时显示在液晶显示屏上，通过按键或红外遥控器供用户选择查看。

    按照上述步骤即可完成对若干多圈绝对编码器的输出信号准确性及其性能状态的检测，节省工作时间，提高工作效率，指导了工人对多圈绝对编码器的生产装配。

    如图3所示，本实用新型的结构框图，包括单片机控制模块（即主控板）、多圈绝对编码器信号检测模块、OLED液晶显示模块和直流无刷电机控制模块，

单片机控制模块通过多圈绝对编码器信号检测模块用于检测若干多圈绝对编码器，单片机控制模块将多圈绝对编码器的数字量信号实时传输给OLED液晶显示模块；

单片机控制模块通过直流无刷电机控制模块控制若干多圈绝对编码器，直流无刷电机控制模块用于控制若干直流无刷电机，直流无刷电机一一对应多圈绝对编码器。

   所述主控板通过逻辑电路实时通讯多个多圈绝对编码器，实现多个多圈绝对编码器性能数据的同时检测。即多圈绝对编码器信号检测模块通过逻辑电路的控制方法实现单片机的单串口与多个多圈绝对编码器串口的实时通讯，实现多个多圈绝对编码器性能数据的同时检测。

多圈绝对编码器信号检测模块包括逻辑或门电路、上拉电阻、限流电阻和串口插件，主要通过对逻辑或门电路的选择控制，从而实现对相应的绝对编码器的控制。

所述的直流无刷电机通过自保持继电器交叉控制多个多圈绝对编码器，实现功能按钮或红外遥控器对多个多圈绝对编码器的分别控制。即直流无刷电机控制模块通过自保持继电器的交叉控制方法实现物理按键或红外遥控器对多个多圈绝对编码器的分别控制。

直流无刷电机控制模块包括自保持继电器、光耦、三极管、二极管、上拉电阻、限流电阻和滤波电容，主要通过光耦的导通控制自保持继电器开关的吸合和释放，配合控制三极管通断实现对自保持继电器的选择，从而实现对多个直流无刷电机的单独控制。

    工作中，一方面通过自保持继电器实现对直流无刷电机的交叉控制；另一方面提高系统的主频，利用单串口通过逻辑“或门”电路实现与多个多圈绝对编码器的数据交换，满足实时通讯的需求。

Claims (5)

1.多圈绝对编码器的性能检测装置，其特征在于，包括箱体、主控板、连接台、开关电源、若干直流无刷电机和若干多圈绝对编码器，所述主控板设置在箱体的中间，所述开关电源设在所述主控板的一侧，所述连接台固定设在箱体的上部、且位于所述主控板和开关电源的上方，所述连接台上均布设有若干通孔；

     若干所述直流无刷电机均布设在所述连接台的下方，所述主控板控制所述直流无刷电机，所述直流无刷电机的转子穿过所述连接台的通孔，所述多圈绝对编码器设在所述连接台的上方、且一一对应所述直流无刷电机，所述直流无刷电机通过触头套设在转子上带动所述多圈绝对编码器转动；

      所述箱体上设有功能按钮、液晶显示屏和电源接口，所述功能按钮和液晶显示屏连接所述主控板，所述电源接口对应所述开关电源。

2.根据权利要求1所述的多圈绝对编码器的性能检测装置，其特征在于，所述箱体上设有散热风扇。

3.根据权利要求1所述的多圈绝对编码器的性能检测装置，其特征在于，所述多圈绝对编码器具有支脚，所述连接台上设有支孔，所述支脚设在所述支孔内。

4.根据权利要求1所述的多圈绝对编码器的性能检测装置，其特征在于，所述箱体上设有红外遥控指示灯。

5.根据权利要求1所述的多圈绝对编码器的性能检测装置，其特征在于，若干所述多圈绝对编码器至少包括两个。