高精度磁编码器的原点位置设置方法与流程

本发明涉及精密机械与伺服控制领域，具体是一种高精度磁编码器的原点位置设置方法。

背景技术：

目前增量式编码器尤其磁编码器存在原点位置设置困难的缺陷，虽然在直线运动机构中经常使用一个接近开关或行程开关来作为编码器的原点位置，但接近开关受温度变化尤其温度较高或较低时会出现感应距离变化的情形，行程开关则一直存在精度不高的情形，这严重影响了直线伺服机构的运动精度。绝对值编码器可以克服上述缺陷，具有一定的优势，如果增量式编码器也能够解决这一缺陷，则增量式编码器与绝对值编码器相比具有绝对的经济性优势。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种高精度磁编码器的原点位置设置方法，用接近开关作为编码原点位置时由于接近开关随温度变化感应距离变化导致原点位置发生改变的问题，保证了磁编码器在不同环境下仍能够保证很高的原点位置精度，与高精度绝对值编码器相比具有很高的经济性。

本发明包括以下步骤：

1）依次连接直线运动机构、带磁编码器的低压直流有刷电机、驱动控制模块和两个高重复位置接近开关，所述的直线运动机构为滚珠丝杠丝母传动、梯形丝杠丝母传动或直齿传动。

2）给驱动控制模块上电，检测后端的高精度重复位置接近开关；

2.1）如果高精度重复位置接近开关处于闭合状态：

2.11）驱动电机正转，接收到前端的高精度重复位置接近开关的信号后停止；

2.12）驱动电机反转，此时编码器同步计算电机转动的圈数，接收到后端的高精度重复位置接近开关的信号后电机停止转动，通过编码器计算电机反转的圈数为n1；

2.13）设置此时电机反转，接收到编码器n1/2圈的信号后，电机停止转动，此时的位置设置为编码器的零位；

2.2）如果检测后端的高精度重复位置接近开关处于打开状态：

2.21）驱动电机反转，接收到后端的高精度重复位置接近开关的信号后停止；

2.22）驱动电机正转，此时编码器同步计算电机转动的圈数，接收到前端的高精度重复位置接近开关的信号后电机停止转动，通过编码器计算电机反转的圈数n1；

2.23）设置此时电机正转，接收到编码器n1/2圈的信号后，电机停止转动，此时的位置设置为编码器的零位。

本发明有益效果在于：

选用接近开关作为编码原点位置时由于接近开关随温度变化感应距离变化导致原点位置发生改变的问题，保证了磁编码器在不同环境下仍能够保证很高的原点位置精度，与高精度绝对值编码器相比具有很高的经济性。

附图说明

图1为本发明硬件组成示意图。

图2为本发明传动原理示意图。

图3为原点位置设置算法实现逻辑图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明硬件组成如图1所示，原点位置的设置需包含以下几个部分：磁编码器，低压直流有刷电机、直线运动机构（滚珠丝杠丝母传动、梯形丝杠丝母传动、直齿传动）、驱动控制模块、两个高重复位置接近开关。

本发明传动原理如图2所示，方案的硬件支持来自两个完全相同的高重复位置精度接近开关，重复位置精度为0.005mm，克服了行程控制开关单点重复位置精度不高的缺陷，保证单点较高的重复位置精度，但是直线伺服机构工作范围为-40°c—+70°c，经济性的接近开关由于温度漂移效应，其感应距离变化较大，带来单点位置的重复位置精度的下降明显，对一确定的器件来说其温漂是固定的，考虑高精度重复位置接近开关的工作特点，选取两个高精度重复位置接近开关来设置编码器的原点位置，依据温漂方向，取两个高精度重复位置接近开关安装位置的中点作为编码器的原点位置便可抵消温漂效应带来的影响。

本发明算法实现逻辑图如图3所示，驱动控制模块上电后，检测后端的高精度重复位置接近开关，如果处于闭合状态，则驱动电机正转，接收到前端（末端）的高精度重复位置接近开关的信号后停止，驱动电机反转，此时编码器同步计算电机转动的圈数，接收到后端（始端）的高精度重复位置接近开关的信号后电机停止转动，通过编码器计算电机反转的圈数n1。设置此时电机反转，接收到编码器n1/2圈的信号后，电机停止转动，此时的位置设置为编码器的零位；如果检测后端的高精度重复位置接近开关处于打开状态，驱动电机反转，接收到后端（始端）的高精度重复位置接近开关的信号后停止，驱动电机正转，此时编码器同步计算电机转动的圈数，接收到前端（末端）的高精度重复位置接近开关的信号后电机停止转动，通过编码器计算电机反转的圈数n1。设置此时电机正转，接收到编码器n1/2圈的信号后，电机停止转动，此时的位置设置为编码器的零位。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种高精度磁编码器的原点位置设置方法，原点位置的设置需包含以下几个部分：磁编码器，低压直流有刷电机、直线运动机构、驱动控制模块、两个高重复位置接近开关。本发明克服了编码器传统方法里选用行程开关作为编码器原点位置精度不高的问题，选用接近开关作为编码原点位置时由于接近开关随温度变化感应距离变化导致原点位置发生改变的问题，保证了磁编码器在不同环境下仍能够保证很高的原点位置精度，与高精度绝对值编码器相比具有很高的经济性。

技术研发人员：甘欣辉;宋亮;姚连喜;万韬;郭贺;李智君;孙中阳;冯继林;吴德华;刘重九;喻子明;陈亚洲;顾香琴;杨宝奇;刘明智
受保护的技术使用者：江苏和正特种装备有限公司
技术研发日：2018.03.16
技术公布日：2018.11.06