CN209310837U - 编码器校准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种编码器校准装置，包括带高精度编码器驱动电机、待校准电机和工控机，所述待校准电机的转动轴与所述带高精度编码器驱动电机的转动连接，所述待校准电机上设有待校准磁编码器，所述带高精度编码器驱动电机用于带动所述待校准电机的转动轴同步转动；所述工控机分别与所述带高精度编码器驱动电机及连接，用于接收所述带高精度编码器驱动电机输出的参考值以所述待校准电机的待校准值，通过所述参考值以及所述待校准值对所述待校准磁编码器进行输出角度的校准。可对待校准编码器进行校准，实现编码器的高精度角度输出。

Description

编码器校准装置

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种编码器校准装置。

背景技术

在运动-控制应用中，旋转编码器对于系统的控制很关键，其任务就是向系统控制器指示电机轴的位置，系统控制器可以利用位置信息，准确高效地给电机绕组转向及确定速度和方向。而编码器可以基于各种技术，但无论是基于光学技术还是基于磁技术，都涉及到对原始信号的校准及位置误差的补偿技术。

磁编码器有生产设备简单，适合有冲击，粉尘，油污环境工作等明显优势，但也存在着由于磁性材料不一致，安装偏差，温度漂移、磁元器件差异等引起的非线性误差，使得磁编码器在提供位置时存在精度降低的问题。

绝对式旋转磁编码器是一种非接触式的位置传感器，能够提供0～360°的位置反馈。编码器磁钢片是一片具有一对南极和北极磁场的磁片，与电机转轴相对静止，当电机转轴转动时，安装在编码器电路板上的磁阻传感器会产生一对相差90°的正余弦信号，通过磁编码器电路板上单片机的ADC模块采样到数字信号处理单元，进行复杂的数字信号处理解算出0～360°转角位置。然后通过同步串行通讯接口(SSC Interface)或增量接口(Incremental IF)输出。对旋转编码器进行校准需要提供合适的校准平台，以通过校准平台对磁编码器进行校准，实现编码器的高精度输出。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种编码器校准装置。

为实现上述目的，根据本实用新型实施例的编码器校准装置，所述编码器校准装置包括：

带高精度编码器驱动电机；

待校准电机，所述待校准电机的转动轴与所述带高精度编码器驱动电机的转动连接，所述待校准电机上设有待校准磁编码器，所述带高精度编码器驱动电机用于带动所述待校准电机的转动轴同步转动；

工控机，所述工控机分别与所述带高精度编码器驱动电机及连接，用于接收所述带高精度编码器驱动电机输出的参考值以所述待校准电机的待校准值，通过所述参考值以及所述待校准值对所述待校准磁编码器进行输出角度的校准。

进一步地，根据本实用新型的一个实例，还包括：驱动器，所述驱动器分别与所述工控机及带高精度编码器驱动电机，用于接收所述工控机的输出驱动指令，对所述带高精度编码器驱动电机进行转动的驱动。

进一步地，根据本实用新型的一个实例，还包括：接口转换电路，所述接口电路分别与所述工控机及待校准电机，用于将所述工控机及待校准电机之间的接口信号进行相互的转换。

进一步地，根据本实用新型的一个实例，还包括：连轴体，所述待校准电机的转动轴通过所述连轴体与所述带高精度编码器驱动电机的转轴连接，以带动所述待校准电机的转动轴同步转动。

进一步地，根据本实用新型的一个实例，还包括：连接面板，所述连接面板用于将所述连轴体安装到所述带高精度编码器驱动电机上。

进一步地，根据本实用新型的一个实例，还包括：电机支撑架，所述电机支撑架用于对所述待校准电机进行安装固定。

进一步地，根据本实用新型的一个实例，还包括：电机定位销，所述待测电机通过所述电机定位销安装到所述电机支撑架上。

进一步地，根据本实用新型的一个实例，还包括：

第一电机支撑板，所述第一电机支撑板与所述待校准电机连接，用于为所述待校准电机提供支持；

第二电机支撑板，所述第二电机支撑板与所述带高精度编码器驱动电机连接，用于通过所述带高精度编码器驱动电机提供支持；

第一电机支撑条，所述第一电机支撑条设置在所述第一电机支撑板和第二电机支撑板之间。

本实用新型实施例提供编码器校准装置中，通过带高精度编码器驱动电机用于带动所述待校准电机的转动轴同步转动；工控机接收所述带高精度编码器驱动电机输出的参考值以所述待校准电机的待校准值，通过所述参考值以及所述待校准值对所述待校准磁编码器进行输出角度的校准。可对待校准编码器进行校准，实现编码器的高精度角度输出。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的磁编码器及与校准设备、系统控制器连接结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的SIN和COS信号与对应当输出角度示意图；

图3为本实用新型实施例提供的校准平台结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的带高精度编码器驱动电机和待测电机及编码器结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的带高精度编码器驱动电机和待测电机及编码器分解结构示意图。

附图标记：

带高精度编码器驱动电机10；

待校准电机20；

待校准磁编码器30；

工控机40；

驱动器50；

接口转换电路60；

连轴体70；

连接面板80；

电机支撑架90；

电机定位销11；

第一电机支撑板12；

第二电机支撑板13；

第一电机支撑条14。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参阅图3、图4和图5，本实用新型提供一种编码器校准装置，包括：带高精度编码器驱动电机10、待校准电机20和工控机40，所述待校准电机20的转动轴与所述带高精度编码器驱动电机10的转动连接，所述待校准电机20上设有待校准磁编码器30，所述带高精度编码器驱动电机10用于带动所述待校准电机20的转动轴同步转动，并通过所述待校准磁编码器30进行转动角度的解算；所述带高精度编码器驱动电机10可输出高精度的参考值，由于所述带高精度编码器驱动电机10可带动所述待校准磁编码器30同步转动。此时，所述待校准磁编码器30输出与所述高精度的参考值相对应的被校准值。

所述工控机40分别与所述带高精度编码器驱动电机10及连接，用于接收所述带高精度编码器驱动电机10输出的参考值以所述待校准电机20的待校准值，通过所述参考值以及所述待校准值对所述待校准磁编码器30进行输出角度的校准。在本实用新型的一个实施例中，所述校准包括对原始采样信号的参数校准，例如，始采样信号校准参数包括：零点偏差、幅值比例系数和相位偏差等。在本实用新型的另一个实施例中，所述校准包括对输出角度的校准。所述工控机40一方面对所述带高精度编码器驱动电机10进行驱动控制，控制所述带高精度编码器驱动电机10转动，另一方面，接收所述带高精度编码器驱动电机10输出的参考值，以及所述待测试编码器输出端被校准值，通过拟合处理，产生校准参数，并存储值所述待校准磁编码器30的存储器内，以对所述待校准磁编码器30进行校准。

参阅图3，还包括：驱动器50，所述驱动器50分别与所述工控机40及带高精度编码器驱动电机10，用于接收所述工控机40的输出驱动指令，对所述带高精度编码器驱动电机10进行转动的驱动。所述驱动器50接收所述工控机40输出的驱动命令，并通过所述驱动命令输出驱动信号至所述带高精度编码器驱动电机10进行驱动。

参阅图3，还包括：接口转换电路60，所述接口电路分别与所述工控机40及待校准电机20，用于将所述工控机40及待校准电机20之间的接口信号进行相互的转换。由于所述工控机40与待校准电机20之间的接口并不相同，需要通过所述接口转换电路60以输入输出信号进行转换。实现工控机40及待校准电机20之间的通信。

参阅图5，还包括：连轴体70，所述待校准电机20的转动轴通过所述连轴体70与所述带高精度编码器驱动电机10的转轴连接，以带动所述待校准电机20的转动轴同步转动。所述连轴体70一端设置在所述带高精度编码器的转轴上，另一端与所述待校准电机20的转动轴连接，以通过所述带高精度编码器带通所述待校准电机20的转动轴同步转动，所述待测试编码器对所述待校准电机20进行角度编码输出。通过连轴体70实现角度的同步输出，以通过带高精度编码器驱动电机10的输出对待测试编码器进行校准。

参阅图5，还包括：连接面板80，所述连接面板80用于将所述连轴体70安装到所述带高精度编码器驱动电机10上。所述连接面板80的一端面与所述带高精度编码器驱动电机10固定连接，另一端面与所述连轴体70固定连接，从而将所述连轴体70安装固定到所述带高精度编码器驱动电机10的转到轴上。

参阅图5，还包括：电机支撑架90，所述电机支撑架90用于对所述待校准电机20进行安装固定。由于所述待校准电机20有一定的重力，且垂直放置。在进行校准测试时，可能导致放置不稳定导致误差。通过所述电机支撑架90可将所述待校准电机20进行安装固定。避免电机放置不稳定。

参阅图5，还包括：电机定位销11，所述待测电机通过所述电机定位销11安装到所述电机支撑架90上。所述待测电机通过所述电机定位销11与所述电机支撑架90安装固定。简单方便。

参阅图5，还包括：第一电机支撑板12、第二电机支撑板13和第一电机支撑条14，所述第一电机支撑板12与所述待校准电机20连接，用于为所述待校准电机20提供支持；通过所述第一电机支撑板12与所述待校准电机20的底部相固定，使得所述待校准电机20相对稳定。如图中所示，待校准电机20的底部完全固定在所述第一电机支撑板12，所述第一电机支撑板12水平放置。大大提高待测电机的稳定。

所述第二电机支撑板13与所述带高精度编码器驱动电机10连接，用于通过所述带高精度编码器驱动电机10提供支持；所述第二电机支撑板13通过固定柱固定到所述带高精度编码器驱动电机10的顶部端面，且靠近边缘的位置。从而进行相对的固定。

所述第一电机支撑条14设置在所述第一电机支撑板12和第二电机支撑板13之间。所述第一电机支撑条14设为两个，通过两个所述第一电机支撑条14对所述第一电机支撑板12进行支持。所述连轴体70处于所述两个所述第一电机支撑条14的构成的空间的中部的位置。所述第一电机支撑条14的上下端分别与所述第一电机支撑板12和第二电机支撑板13相固定。

本实用新型实施例提供编码器校准装置中，通过带高精度编码器驱动电机用于带动所述待校准电机的转动轴同步转动；工控机接收所述带高精度编码器驱动电机输出的参考值以所述待校准电机的待校准值，通过所述参考值以及所述待校准值对所述待校准磁编码器进行输出角度的校准。可对待校准编码器进行校准，实现编码器的高精度角度输出

以上仅为本实用新型的实施例，但并不限制本实用新型的专利范围，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型专利保护范围之内。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种编码器校准装置，其特征在于，包括：

带高精度编码器驱动电机；

待校准电机，所述待校准电机的转动轴与所述带高精度编码器驱动电机的转动连接，所述待校准电机上设有待校准磁编码器，所述带高精度编码器驱动电机用于带动所述待校准电机的转动轴同步转动；

工控机，所述工控机分别与所述带高精度编码器驱动电机及连接，用于接收所述带高精度编码器驱动电机输出的参考值以所述待校准电机的待校准值，通过所述参考值以及所述待校准值对所述待校准磁编码器进行输出角度的校准。

2.根据权利要求1所述的编码器校准装置，其特征在于，还包括：驱动器，所述驱动器分别与所述工控机及带高精度编码器驱动电机，用于接收所述工控机的输出驱动指令，对所述带高精度编码器驱动电机进行转动的驱动。

3.根据权利要求1所述的编码器校准装置，其特征在于，还包括：接口转换电路，所述接口转换电路分别与所述工控机及待校准电机，用于将所述工控机及待校准电机之间的接口信号进行相互的转换。

4.根据权利要求1所述的编码器校准装置，其特征在于，还包括：连轴体，所述待校准电机的转动轴通过所述连轴体与所述带高精度编码器驱动电机的转轴连接，以带动所述待校准电机的转动轴同步转动。

5.根据权利要求4所述的编码器校准装置，其特征在于，还包括：连接面板，所述连接面板用于将所述连轴体安装到所述带高精度编码器驱动电机上。

6.根据权利要求1所述的编码器校准装置，其特征在于，还包括：电机支撑架，所述电机支撑架用于对所述待校准电机进行安装固定。

7.根据权利要求6所述的编码器校准装置，其特征在于，还包括：电机定位销，所述待校准电机通过所述电机定位销安装到所述电机支撑架上。

8.根据权利要求6所述的编码器校准装置，其特征在于，所述电机支撑架包括：

第一电机支撑板，所述第一电机支撑板与所述待校准电机连接，用于为所述待校准电机提供支持；

第二电机支撑板，所述第二电机支撑板与所述带高精度编码器驱动电机连接，用于通过所述带高精度编码器驱动电机提供支持；

第一电机支撑条，所述第一电机支撑条设置在所述第一电机支撑板和第二电机支撑板之间。