一种齿轮式编码器的补偿方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及齿轮式编码器技术领域，具体提供一种齿轮式编码器的补偿方法及系统，旨在解决现有的齿轮式编码器存在因齿轮码盘各齿跳动导致测量精度不高的问题。为此目的，本发明专利技术的齿轮式编码器的补偿方法包括：使齿轮式编码器中的齿轮码盘按照设定的方式旋转，获取齿轮码盘上每一个轮齿上预设的测量点的转动角度的测量值；根据不同轮齿上设定的测量点转动角度的测量值，确定第一补偿值；根据同一轮齿内设定的测量点转动角度的测量值，确定第二补偿值；根据第一补偿值和第二补偿值，确定对齿轮码盘上的轮齿进行跳动误差补偿处理的补偿值。如此，对各齿的齿形跳动造成的偏差进行了补偿，提高编码器的定位精度。提高编码器的定位精度。提高编码器的定位精度。

【技术实现步骤摘要】
一种齿轮式编码器的补偿方法及系统


[0001]本专利技术涉及编码器
，具体提供一种齿轮式编码器的补偿方法及系统。

技术介绍

[0002]齿轮式编码器适用于电机的矢量闭环控制系统，常用于伺服驱动系统、电梯控制系统等，齿轮式编码器的精度直接影响矢量闭环控制系统的精度。
[0003]齿轮式编码器的精度通常由机械加工和机械安装精度来决定，在安装时利用定位工装很难保证读数头中心、齿轮码盘、机床主轴安装的同心度，同时，齿轮码盘受到齿轮机械加工的影响，使得齿轮式编码器输出的信号位置与实际位置会产生偏差，这些误差直接影响到伺服控制系统的精度和可靠性。因此，在使用齿轮式编码器时，需要对齿轮式编码器的安装误差和加工误差进行补偿，以使齿轮式编码器的误差控制在预设范围内。
[0004]现有的齿轮式编码器通常是通过同轴设置的超高精度编码器对齿轮式编码器进行校正。
[0005]但是，现有的齿轮式编码器存在因齿轮码盘各齿跳动导致定位精度不高的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少一定程度地解决上述技术问题，即，至少一定程度地解决现有的齿轮式编码器存在的因齿轮码盘的各个齿跳动导致测量精度不高的问题。
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种齿轮式编码器的补偿方法，所述补偿方法包括：使齿轮式编码器中的齿轮码盘按照设定的方式旋转，获取所述齿轮码盘上每一个轮齿上预设的测量点的转动角度的测量值；根据不同所述轮齿上设定的所述测量点转动角度的测量值，确定第一补偿值；根据同一所述轮齿内设定的所述测量点转动角度的测量值，确定第二补偿值；根据所述第一补偿值和所述第二补偿值，确定对所述齿轮码盘上的轮齿进行跳动误差补偿处理的补偿值。
[0008]作为本专利技术提供的上述补偿方法的一种优选的技术方案，多个所述轮齿在轮齿齿形上同一部位分别设置一个所述测量点，所述的“根据不同轮齿上设定的多个测量点的读数值，确定第一补偿值”包括：根据不同所述轮齿上的同一部位的所述测量点转动角度的测量值，确定第一补偿值。
[0009]作为本专利技术提供的上述齿轮式编码器的补偿方法的一种优选的技术方案，所述的“根据不同所述轮齿上的同一部位的所述测量点转动角度的测量值，确定第一补偿值”包括：计算多个不同所述轮齿上的同一部位的所述测量点转动角度的测量值的平均值；将所述平均值做归一化处理；根据所述归一化处理后的数据，确定第一补偿值。
[0010]作为本专利技术提供的上述齿轮式编码器的补偿方法的一种优选的技术方案，所述的“根据所述归一化处理后的数据，确定第一补偿值”包括：根据所述归一化处理后的数据，确定出第一补偿曲线；基于所述第一补偿曲线，确定第一补偿值。
[0011]作为本专利技术提供的上述齿轮式编码器的补偿方法的一种优选的技术方案，所述的
“
根据所述归一化处理后的数据，确定出第一补偿曲线”包括：所述归一化处理后的数据通过最小二乘法或拉格朗日插值法拟合形成所述第一补偿曲线。
[0012]作为本专利技术提供的上述齿轮式编码器的补偿方法的一种优选的技术方案，在“多个所述轮齿在轮齿齿形上同一部位分别设置一个所述测量点”的步骤中，所述轮齿的数量至少大于整个齿轮码盘总齿数的三分之一。
[0013]作为本专利技术提供的上述齿轮式编码器的补偿方法的一种优选的技术方案，所述的“根据同一所述轮齿内设定的所述测量点转动角度的测量值，确定第二补偿值”，包括：获取每个所述轮齿内的多个所述测量点转动角度的最大正幅值；根据获取的最大正幅值中的至少一部分，确定第二补偿值。
[0014]作为本专利技术提供的上述齿轮式编码器的补偿方法的一种优选的技术方案，所述的“根据获取的最大正幅值中的至少一部分，确定第二补偿值”包括：将获取的所有最大正幅值中的最大值，作为第二补偿值。
[0015]作为本专利技术提供的上述齿轮式编码器的补偿方法的一种优选的技术方案，“根据所述第一补偿值和所述第二补偿值对所述齿轮码盘上的轮齿进行跳动误差补偿处理”包括：根据第一补偿值和第二补偿值乘积获取轮齿上对应测量点的跳动误差补偿值，并根据此跳动误差补偿值对轮齿进行补偿处理。
[0016]在采用上述技术方案的情况下，本专利技术的齿轮式编码器的补偿方法具有如下的技术效果：
[0017]通过根据不同轮齿上设定的测量点转动角度的测量值，确定第一补偿值；根据同一轮齿内的测量点转动角度的测量值，确定第二补偿值；根据第一补偿值和第二补偿值对齿轮码盘上的轮齿进行跳动误差补偿处理。如此，在安装误差补偿的基础上对齿轮式编码器上的各个轮齿的齿形跳动造成的偏差又进行了补偿，提高编码器的定位精度。
[0018]第二方面，本专利技术提供了一种齿轮式编码器的补偿系统，该系统包括控制模块，所述控制模块能够被配置为执行前述任一项所述的齿轮式编码器的补偿方法。
[0019]该系统具有前述的补偿方法的所有技术效果，在此不再赘述。
附图说明
[0020]下面结合附图来描述本专利技术的齿轮式编码器的补偿方法的优选实施方式，附图中：
[0021]图1是本专利技术一种实施例的齿轮式编码器的补偿方法的主要流程示意图；
[0022]图2是本专利技术一种实施例的齿轮式编码器的补偿方法的详细流程示意图；以及
[0023]图3是本专利技术一种实施例的齿轮式编码器中齿轮码盘的各轮齿内测量点误差数据的波形示意图。
具体实施方式
[0024]下面参照附图来描述本专利技术的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本专利技术的技术原理，并非旨在限制本专利技术的保护范围。
[0025]需要说明的是，在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0026]此外，还需要说明的是，在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0027]需要说明的是，本实施例的齿轮式编码器的补偿方法对于齿轮式编码器的补偿主要是对于齿轮式编码器中齿轮码盘上的各轮齿的跳动误差进行补偿修正。而本实施例的补偿方法使用之前，需要先使用编码器补偿装置对齿轮式编码器的齿轮码盘进行安装误差补偿。编码器补偿装置主要包括驱动器、电机、齿轮式编码器和超高精度编码器。
[0028]其中，齿轮式编码器包括齿轮码盘以及与齿轮码盘配置使用的读数头；超高精度编码器包括环形码盘以及与环形码盘配置使用的读数头；驱动器是整个编码器补偿装置的控制部分，驱动器用于控制电机旋转，还用于收集齿轮式编码器中读数头采集齿轮码盘转动角度的测量值和超高精度编码器中读数头采集环形码盘转动角度的测量值，再把两种测量值的差值进行比较运算，得到齿轮式编码器的安装误差补偿数据，然后将得到的安装误差补偿数据存储本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种齿轮式编码器的补偿方法，其特征在于，所述补偿方法包括：使齿轮式编码器中的齿轮码盘按照设定的方式旋转，获取所述齿轮码盘上每一个轮齿上预设的测量点的转动角度的测量值；根据不同所述轮齿上设定的所述测量点转动角度的测量值，确定第一补偿值；根据同一所述轮齿内设定的所述测量点转动角度的测量值，确定第二补偿值；根据所述第一补偿值和所述第二补偿值，确定对所述齿轮码盘上的轮齿进行跳动误差补偿处理的补偿值。2.根据权利要求1所述的补偿方法，其特征在于，多个所述轮齿在轮齿齿形上同一部位分别设置一个所述测量点，所述的“根据不同轮齿上设定的多个测量点的读数值，确定第一补偿值”包括：根据不同所述轮齿上的同一部位的所述测量点转动角度的测量值，确定第一补偿值。3.根据权利要求2所述的补偿方法，其特征在于，所述的“根据不同所述轮齿上的同一部位的所述测量点转动角度的测量值，确定第一补偿值”包括：计算多个不同所述轮齿上的同一部位的所述测量点转动角度的测量值的平均值；将所述平均值做归一化处理；根据所述归一化处理后的数据，确定第一补偿值。4.根据权利要求3所述的补偿方法，其特征在于，所述的“根据所述归一化处理后的数据，确定第一补偿值”包括：根据所述归一化处理后的数据，确定出第一补偿曲线；基于所述第一补偿曲线，确定第一补偿值。5.根据权利要求4所述的补偿方法，其特征在于，所述的“根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐忠利，庞建军，高军，华纯，
申请(专利权)人：超同步股份有限公司，
类型：发明
国别省市：