单圈绝对值编码器断电校正方法与设备技术

本发明专利技术公开了单圈绝对值编码器断电校正方法与设备，属于编码器技术领域。本发明专利技术通过设置一个方向的位移分界线数，结合记录的编码器断电瞬间的第一圈数和第一位置点圈内编码读数，以及恢复供电瞬间的第二位置点圈内编码读数，利用位移分界线数确定可能的位移区间，以及计圈位置点/零点、记录位置点与位移区间之间的位置关系，或者利用位移分界线、计圈位置点编码读数/零点、记录位置点编码读数之间的数值关系，对恢复供电瞬间的第二圈数进行校正。本发明专利技术在不采用任何备用电源的情况下，能够保证编码器在断电后发生位移后重新上电时准确的位置数据，允许断电后最大位移达到编码器分辨率减一，极大的扩展了单圈绝对值编码器的使用场合。的使用场合。的使用场合。

【技术实现步骤摘要】
单圈绝对值编码器断电校正方法与设备


[0001]本专利技术涉及一种单圈绝对值编码器断电校正方法与设备，属于编码器


技术介绍

[0002]旋转编码器是一种测量旋转轴位置或转速的装置，按编码形式可分为增量式和绝对值式，按计圈方式可分为单圈编码器和多圈编码器。在应用多圈编码器的场合可直接使用机械多圈编码器或电子计圈方式加单圈编码器。机械多圈编码器一般是由齿轮传动的多圈计数机构组成，其最大的优点是能提供绝对位置信息，断电后也能记录编码器的绝对位置，但其计量范围受限、结构复杂、体积大、成本高。电子多圈一般由单圈绝对值编码器加电子计圈组成，电子计圈的编码器一般都要带后备电源供电，以保证断电后发生多圈位移输出正常。电子计圈编码器计圈范围大、使用更灵活、结构简单、成本低、应用广泛。但缺点是断电后如果发生一定位移时则可能产生误差。比如，突然断电惯性作用使正在旋转的转动轴产生角位移；同样，振动或机械配合磨损间隙等因素，也会导致转动轴发生位移，重新上电后编码器位置指示可能发生位置误差。
[0003]对于上述问题，一般会要求重新校准编码器，或在设计时就选用机械计圈或带备用电源供电的电子计圈编码器解决问题。例如，中国专利技术专利申请CN202110167352.6公开了一种绝对编码器的圈数解码方法、装置、系统，其方法包括：当主电源为主编码组件和备编码组件正常供电时，采集主编码组件输出的主编码信号和备编码组件输出的备编码信号；对主编码信号进行解码运算，获得并输出包括第一圈数值和单圈位置的绝对位置；对备编码信号进行解码运算，获得并记录第二圈数值；当主电源断电，备电源为备编码组件供电时，采集备编码组件输出的备编码信号，并获得第二圈数值；当主电源断电后再次上电时，根据当前时刻的当前单圈位置和码道零点位置偏差确定圈数校正值，根据圈数校正值对当前第二圈数值校正并以校正后的当前第二圈数值作为当前圈数值输出。该方法避免了主电源意外断电导致绝对位置中的圈数值不准确的问题，提高了绝对式编码器的测量精度，但需要配置主、备编码组件，且配置备用电源为备编码组件供电。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：针对上述现有技术的不足，本专利技术目的在于提供一种单圈绝对值编码器断电校正方法与设备，对于单圈绝对值编码器的多圈应用场合，在不采用任何备用电源或电池的情况下，能够在编码器断电后重新上电时进行位置校正，保证编码器在断电后发生位移后重新上电时保证正确的位置数据。
[0005]技术方案：为实现上述专利技术目的，本专利技术提供的一种单圈绝对值编码器断电校正方法，包括如下步骤：
[0006]获取记录的编码器电源断开瞬间的第一圈数N和第一位置点B的圈内编码读数U；
[0007]获取设置的编码器断电后相对于B的位移分界线数K，K∈[0，Q)，Q为编码器单圈总线数；根据U和K确定编码器断电后存在的位移区域，包括沿编码数值增加方向的第一位移
区域和/或沿编码数值减小方向的第二位移区域；
[0008]获取记录的编码器恢复供电瞬间的第二位置点E的圈内编码读数V；
[0009]根据编码器计圈位置点Z和第二位置点E与第一位移区域和/或第二位移区域的位置关系，在第一圈数N的基础上对编码器恢复供电瞬间的第二圈数M进行校正。
[0010]进一步地，所述校正方法中，当Z和E同时位于第一位移区域，且E相对于Z在编码数值增加方向上时，M＝N+1；当Z和E同时位于第二位移区域，且E相对于Z在编码数值减小方向上时，M＝N
‑
1；其余情况M＝N。
[0011]进一步地，所述校正方法中，当K的方向预设为与编码器读数减小方向相同时，编码器读数增加方向的位移分界线数为Q
‑1‑
K；当K的方向预设为与编码器读数增加方向相同时，编码器读数减小方向的位移分界线数为Q
‑1‑
K。
[0012]进一步地，所述校正方法中，当K∈(0，Q)时，根据U和K将编码器断电后存在的位移区域分为第一位移区域和第二位移区域；
[0013]当K的方向预设为与编码器读数减小方向相同时，第一位移区域的圈内编码读数范围为(U，Q
‑
1]∪[0，U
‑
K)，U≥K；或者(U，Q+U
‑
K)，U＜K；第二位移区域的圈内编码读数范围为[U
‑
K，U)，U≥K；或者[Q+U
‑
K，Q
‑
1]∪[0，U)，U＜K；
[0014]当K的方向预设为与编码器读数增加方向相同时，第一位移区域的圈内编码读数范围为(U，U+K]，U+K<Q；或者(U，Q
‑
1]∪[0，U+K
‑
Q]，U+K≥Q；第二位移区的圈内编码读数范围为(U+K，Q
‑
1]∪[0，U)，U+K<Q；或者(U+K
‑
Q，U)，U+K≥Q。
[0015]进一步地，所述校正方法中，当预设编码器读数减小方向的K＝0时，编码器断电后只存在第一位移区域，若E相对于Z在编码数值增加方向上，则M＝N+1，否则M＝N；当预设编码器读数增加方向的K＝0时，编码器断电后只存在第二位移区域，若E相对于Z在编码数值减小方向上，则M＝N
‑
1，否则M＝N。
[0016]进一步地，所述校正方法中，当K∈(0，Q)，K的方向预设为与编码器读数减小方向相同，且U＜K时，设G为Z的圈内编码读数；若G∈(U，Q+U
‑
K)，V∈(U，Q+U
‑
K)，且V≥G；则M＝N+1；若G∈[Q+U
‑
K，Q
‑
1]，V∈[Q+U
‑
K，Q
‑
1]，且V＜G；或者G∈[0，U)，V∈[0，U)，且V＜G；或者G∈[0，U)，V∈[Q+U
‑
K，Q
‑
1]；则M＝N
‑
1；当K∈(0，Q)，K的方向预设为与编码器读数减小方向相同，且U≥K时，若G∈(U，Q
‑
1]，V∈(U，Q
‑
1]，且V≥G；或者G∈[0，U
‑
K)，V∈[0，U
‑
K)，且V≥G；或者G∈(U，Q
‑
1]，V∈[0，U
‑
K)；则M＝N+1；若G∈[U
‑
K，U)，V∈[U
‑
K，U)，且V＜G，则M＝N
‑
1；当K∈(0，Q)，K的方向预设为与编码器读数增加方向相同，且U+K<Q时，若G∈(U，U+K]，V∈(U，U+K]，且V≥G；则M＝N+1；若G∈(U+K，Q
‑
1]，V∈(U+K，Q
‑
1]，且V＜G；或者G∈[0，U)，V∈[0，U)，且V＜G；或者G∈[0，U)，V∈(U+K，Q
‑
1]；则M＝N
‑
1；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.单圈绝对值编码器断电校正方法，其特征在于，包括如下步骤：获取记录的编码器电源断开瞬间的第一圈数N和第一位置点B的圈内编码读数U；获取设置的编码器断电后相对于B的位移分界线数K，K∈[0，Q)，Q为编码器单圈总线数；根据U和K确定编码器断电后存在的位移区域，包括沿编码数值增加方向的第一位移区域和/或沿编码数值减小方向的第二位移区域；获取记录的编码器恢复供电瞬间的第二位置点E的圈内编码读数V；根据编码器计圈位置点Z和第二位置点E与第一位移区域和/或第二位移区域的位置关系，在第一圈数N的基础上对编码器恢复供电瞬间的第二圈数M进行校正。2. 根据权利要求1所述的单圈绝对值编码器断电校正方法，其特征在于：当Z和E同时位于第一位移区域，且E相对于Z在编码数值增加方向上时，M=N+1；当Z和E同时位于第二位移区域，且E相对于Z在编码数值减小方向上时，M= N
‑
1；其余情况M=N。3.根据权利要求1所述的单圈绝对值编码器断电校正方法，其特征在于：当K的方向预设为与编码器读数减小方向相同时，编码器读数增加方向的位移分界线数为Q
‑1‑
K；当K的方向预设为与编码器读数增加方向相同时，编码器读数减小方向的位移分界线数为Q
‑1‑
K。4.根据权利要求1所述的单圈绝对值编码器断电校正方法，其特征在于：当K∈(0，Q)时，根据U和K将编码器断电后存在的位移区域分为第一位移区域和第二位移区域；当K的方向预设为与编码器读数减小方向相同时，第一位移区域的圈内编码读数范围为(U，Q
‑
1]∪ [0，U
‑
K)，U≥K；或者(U，Q+U
‑
K)，U＜K；第二位移区域的圈内编码读数范围为[U
‑
K，U)，U≥K；或者[Q+U
‑
K，Q
‑
1] ∪[0，U)，U＜K；当K的方向预设为与编码器读数增加方向相同时，第一位移区域的圈内编码读数范围为(U，U+K]，U+K<Q；或者(U，Q
‑
1] ∪[0，U+K
‑
Q]，U+K≥Q；第二位移区的圈内编码读数范围为(U+K，Q
‑
1] ∪[0，U) ，U+K<Q；或者(U+K
‑
Q，U)，U+K≥Q。5.根据权利要求1所述的单圈绝对值编码器断电校正方法，其特征在于：当预设编码器读数减小方向的K=0时，编码器断电后只存在第一位移区域，若E相对于Z在编码数值增加方向上，则M=N+1，否则M=N；当预设编码器读数增加方向的K=0时，编码器断电后只存在第二位移区域，若E相对于Z在编码数值减小方向上，则M= N
‑
1，否则M=N。6.根据权利要求1所述的单圈绝对值编码器断电校正方法，其特征在于：当K∈(0，Q)，K的方向预设为与编码器读数减小方向相同，且U＜K时，设G为Z的圈内编码读数；若G∈(U，Q+U
‑
K)，V∈(U，Q+U
‑
K)，且V≥G；则M= N+1；若G∈[Q+U
‑
K，Q
‑
1]，V∈[Q+U
‑
K，Q
‑
1]，且V＜G；或者G∈ [0，U)，V∈ [0，U)，且V＜G；或者G∈ [0，U)，V∈[Q+U
‑
K，Q
‑
1]；则M= N
‑
1；当K∈(0，Q)，K的方向预设为与编码器读数减小方向相同，且U≥K时，若G∈(U，Q
‑
1]，V∈(U，Q
‑
1]，且V≥G；或者G∈[0，U
‑
K)，V∈[0，U
‑
K)，且V≥G；或者G∈(U，Q
‑
1]，V∈ [0，U
‑
K)；则M= N+1；若G∈[U
‑
K，U)，V∈[U
‑
K，U)，且V＜G，则M= N
‑
1；当K∈(0，Q)，K的方向预设为与编码器读数增加方向相同，且U+K<Q时，若G∈(U，U+K]，V∈(U，U+K]，且V≥G；则M= N+1；若G∈(U+K，Q
‑
1]，V∈(U+K，Q
‑
1]，且V＜G；或者G∈ [0，U)，V∈ [0，U)，且V＜G；或者G∈ [0，U)，V∈(U+K，Q
‑
1]；则M= N
‑
1；
当K∈(0，Q)，K的方向预设为与编码器读数增加方向相同，且U+K≥Q时，若G∈(U，Q
‑
1]，V∈(U，Q
‑
1]，且V≥G；或者G∈ [0，U+K
‑
Q]，V∈ [0，U+K
‑
Q]，且V≥G；或者G∈(U，Q
‑
1]，V∈[0，U+K
‑
Q]；则M= N+1；若G∈(U+K
‑
Q，U)，V∈(U+K
‑
Q，U)，且V＜G，则M= N
‑
1。7.单圈绝对值编码器断电校正方法，其特征在于，包括如下步骤：获取记录的编码器电源断开瞬间的第一圈数N和第一位置点B的圈内编码读数U；获取设置的编码器断电后相对于B的位移分界线数K，K∈[0，Q)，Q为编码器单圈总线数；根据U和K确定编码器断电后存在...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱平，周兴荣，居文宝，王英，
申请(专利权)人：扬州大祺自动化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：