编码器组位置补偿方法、机器人模组位置补偿方法技术

本发明专利技术公开了一种编码器组位置补偿方法和机器人模组位置补偿方法，通过将编码器组设置在机器人模组中，编码器组包括电机侧编码器、输出侧编码器和外置编码器。首先采集编码器组的数据；对编码器组的数据进行预处理，得到转换值；然后再对转换值进行样条曲线插值处理，从而得到电机侧编码器的位置补偿信息和输出侧编码器的位置补偿信息；从而不但校正了电机侧编码器和输出侧编码器的相对偏心，还有效提高机器人模组的绝对定位精度。提高机器人模组的绝对定位精度。提高机器人模组的绝对定位精度。

【技术实现步骤摘要】
编码器组位置补偿方法、机器人模组位置补偿方法


[0001]本专利技术涉及机器人
，尤其涉及一种编码器组位置补偿方法、机器人模组位置补偿方法。

技术介绍

[0002]随着工业4.0的发展需求，工业机器人产业前所未有的崛起。近年来，模块化的协作机器人越来越火爆，而机器人模组是协作机器人的基本组成部分。在机器人模组的控制中，编码器起到了重要的作用。然而，很多机器人模组中编码器的安装误差很难彻底根除，保证安装在电机两侧的编码器的同心度是一个难题，现有的方法会有自动校正偏差的功能，但是这也仅仅只校正了其中一个的定位误差，无法同时校正两个编码器的定位误差，使得安装误差一直存在。

技术实现思路

[0003]一方面，本专利技术实施例提供一种编码器组位置补偿方法，以解决编码器安装误差问题。
[0004]另一方面，本专利技术实施例提供一种机器人模组位置补偿方法，以解决编码器安装误差的问题，提高机器人模组的控制精度。
[0005]本专利技术实施例的第一方面，提供了一种编码器组位置补偿方法，所述编码器组设置在机器人模组中，所述编码器组包括电机侧编码器、输出侧编码器和外置编码器，所述外置编码器设置在所述机器人模组的减速机输出侧的连接柱上；
[0006]所述编码器组位置补偿方法包括：
[0007]在所述机器人模组运转模式下，采集所述编码器组的数据，所述编码器组的数据包括第一数据、第二数据和第三数据，其中，所述第一数据是输出侧编码器的数据，所述第二数据是电机侧编码器的数据，所述第三数据是外置编码器的数据；
[0008]对所述编码器组的数据进行预处理，得到转换值；
[0009]对所述转换值进行样条插值处理，得到电机侧编码器的位置补偿信息和输出侧编码器的位置补偿信息。
[0010]进一步地，所述对所述编码器组的数据进行预处理，得到转换值，包括：
[0011]对所述编码器组数据进行数据转换，得到第一转换值、第二转换值和第三转换值，其中，第一转换值是对所述第一数据进行数据转换得到的，第二转换值是对所述第二数据进行数据转换得到的，第三转换值是对所述第三数据进行数据转换得到的。
[0012]进一步地，所述对所述编码器组的数据进行数据转换，得到第一转换值和第三转换值，包括以下步骤：
[0013]采用如下公式对所述编码器组的数据进行第一数据转换：
[0014]X
i
＝x
i
％360,i＝0,1,2,3,...,n；
[0015]Z
i
＝z
i
％360,i＝0,1,2,3,...,n；
[0016]其中，x
i
为对所述第一数据进行角度转换得到的角度值，X
i
为第一转换值，z
i
为对所述第三数据进行角度转换得到的角度值，Z
i
为第三转换值。
[0017]进一步地，采用如下公式对所述编码器组的数据进行第二数据转换，得到第二转换值，包括以下步骤：
[0018]采用如下公式对所述第二数据进行第二数据转换：
[0019]p
i
＝y
i
％360,i＝0,1,2,3,...,n；
[0020]其中，y
i
为对所述第二数据进行角度转换得到的角度值，p
i
为第二中间值。
[0021]采用如下公式获得零点角度值：
[0022]R＝r％(360/g)；
[0023]其中，R为零点角度值，r为所述输出侧编码器对应所述第二中间值为0
°
时的角度，g为减速机的减速比；
[0024]根据所述零点角度值R、所述第一转换值和所述第二中间值，通过如下公式确定圈数m
i
：
[0025]m
i
＝round[(X
i-R)/(360/g)-(p
i
/360)],i＝0,1,2,3,...,n；
[0026]根据所述第二中间值和所述圈数m
i
，通过如下公式确定第二转换值Y
i
：
[0027]Y
i
＝(p
i
+360m
i
)/g,i＝0,1,2,...,n。
[0028]进一步地，所述对所述转换值进行样条插值处理，得到电机侧编码器的位置补偿信息和输出侧编码器的位置补偿信息包括：
[0029]计算所述输出侧编码器的误差，对所述输出侧编码器的误差进行样条插值处理，得到输出侧编码器的位置补偿信息；
[0030]计算所述电机侧编码器的误差，对所述电机侧编码器的误差进行样条插值处理，得到电机侧编码器的位置补偿信息。
[0031]进一步地，所述计算所述输出侧编码的器误差，对所述输出侧编码器的误差进行样条插值处理，得到输出侧编码器的位置补偿信息，包括：
[0032]采用如下公式得到输出侧编码器误差exi：
[0033][0034]采用如下公式确定输出侧编码器的位置补偿信息s(x)：
[0035]s(X)＝{d
i
(X),X∈[X
i
,X
i+1
],i＝0,1,2,...,n-1}；
[0036]d
i
(X)＝a
i0
+a
i1
(X-X
i
)+a
i2
(X-X
i
)2+a
i3
(X-X
i
)3；
[0037]其中，X为实时采集的所述输出侧编码器数据经过所述第一数据转换后的转换值，d
i
(X)表示[X
i
,X
i+1
]区间上关于所述X的三次多项式，a
i0
、a
i1
、a
i2
、a
i3
为多项式系数，d
i
(X)满足以下约束条件：
[0038]d0(X0)＝d
n-1
(X
n
)＝(e
x0
+e
xn
)/2；
[0039][0040][0041]d
i
(X
i
)＝d
i-1
(X
i
)＝e
xi
,i＝1,2,...,n-1；
[0042][0043][0044]进一步地，计算所述电机侧编码器的误差，对所述电机侧编码器的误差进行样条插值处理，得到电机侧编码器的位置补偿信息，包括：
[0045]通过如下公式得到电机侧编码器的误差eyi：
[0046][0047]采用如下公式确定电机侧编码器的位置补偿信息c(y)：
[0048]c(Y)＝{f
i
(Y),Y∈[Y...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种编码器组位置补偿方法，其特征在于，所述编码器组设置在机器人模组中，所述编码器组包括电机侧编码器、输出侧编码器和外置编码器，所述外置编码器设置在所述机器人模组的减速机输出侧的连接柱上；所述编码器组位置补偿方法包括：在所述机器人模组运转模式下，采集所述编码器组的数据，所述编码器组的数据包括第一数据、第二数据和第三数据，其中，所述第一数据是所述输出侧编码器的数据，所述第二数据是所述电机侧编码器的数据，所述第三数据是所述外置编码器的数据；对所述编码器组的数据进行预处理，得到转换值；对所述转换值进行样条曲线插值处理，得到所述电机侧编码器的位置补偿信息和所述输出侧编码器的位置补偿信息。2.如权利要求1所述的编码器组位置补偿方法，其特征在于，所述对所述编码器组的数据进行预处理，得到转换值，包括：对所述编码器组的数据进行数据转换，得到第一转换值、第二转换值和第三转换值，其中，所述第一转换值是对所述第一数据进行数据转换得到的，所述第二转换值是对所述第二数据进行数据转换得到的，所述第三转换值是对所述第三数据进行数据转换得到的。3.如权利要求2所述的编码器组位置补偿方法，其特征在于，所述对所述编码器组的数据进行数据转换，得到第一转换值和第三转换值，包括：采用如下公式对所述编码器组的数据进行第一数据转换：X
i
＝x
i
％360,i＝0,1,2,3,...,n；Z
i
＝z
i
％360,i＝0,1,2,3,...,n；其中，x
i
为对所述第一数据进行角度转换得到的角度值，X
i
为第一转换值，z
i
为对所述第三数据进行角度转换得到的角度值，Z
i
为第三转换值。4.如权利要求2所述的编码器组位置补偿方法，其特征在于，所述对所述编码器组的数据进行数据转换，得到第二转换值，包括：采用如下公式对所述第二数据进行第二数据转换：p
i
＝y
i
％360,i＝0,1,2,3,...,n；其中，y
i
为对所述第二数据进行角度转换得到的角度值，p
i
为第二中间值；采用如下公式获得零点角度值：R＝r％(360/g)；其中，R为零点角度值，r为所述输出侧编码器对应所述第二中间值为0
°
时的角度，g为减速机的减速比；根据所述零点角度值R、所述第一转换值和所述第二中间值，通过如下公式确定圈数m
i
：m
i
＝round[(X
i-R)/(360/g)-(p
i
/360)],i＝0,1,2,3,...,n；根据所述第二中间值和所述圈数m
i
，通过如下公式确定第二转换值Y
i
：Y
i
＝(p
i
+360m
i
)/g,i＝0,1,2,...,n。5.如权利要求4所述的编码器组位置补偿方法，其特征在于，所述对所述转换值进行样条曲线插值处理，得到所述电机侧编码器的位置补偿信息和所述输出侧编码器的位置补偿信息包括：计算所述输出侧编码器的误差，对所述输出侧编码器的误差进行样条曲线插值处理，
得到所述输出侧编码器的位置补偿信息；计算所述电机侧编码器的误差，对所述电机侧编码器的误差进行样条曲线插值处理，得到所述电机侧编码器的位置补偿信息。6.如权利要求5所述的编码器组位置补偿方法，其特征在于，所述计算所述输出侧编码的器误差，对所述输出侧编码器的误差进行样条曲线插值处理，得到所述输出侧编码器的位置补偿信息，包括：采用如下公式得到所述输出侧编码器误差e
xi
：采用如下公式确定所述输出侧编码器的位置补偿信息s(X)：s(X)＝{d
i
(X),X∈[X
i
,X
i+1
],i＝0,1,2,...,n-1}；d
i
(X)＝a
i0
+a
i1
(X-X
i
)+a
i2
(X-X
i
)2+a
i3

【专利技术属性】
技术研发人员：李小凤，刘苗，高月波，路红艳，王光能，张国平，张鹏，高云峰，
申请(专利权)人：深圳市大族机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：