[发明专利]增量传感器的自动回零位的方法及其设备

说明书

技术领域

本发明属于机电一体化仪器与设备领域，具体涉及一种用于增量传感器的自动回零位的方法及其设备。

背景技术

位置闭环控制的机电系统，一般用某种角度检测装置（如轴角编码器等）来测量运动部件的当前转角，轴角检测装置可以分为绝对传感器和增量传感器两大类。绝对传感器测得的数据总是运动体的当前转角，不需要参考零点；而增量传感器测得的数据是从零点起算的运动体转过的角度，当系统掉电或计量的结果因某种原因出错后，必需转回到零点处（可由安装在零点处的机械开关、光电开关等装置的信号判知），同时把测量数据清零，重新计量，才能保证测得的角度正确，这种转回零点并把读数清零的过程称为“回零”。

回零时，因角度传感器的读数是不可信的（否则就不必回零了），所以不能根据角度传感器的读数来判断零点在哪里、应该向哪个方位转动。目前常用的判断回零方向的方法有两种：一是“人工判断法”，由操作人员根据零点的位置和转动体的当前位置来判断转动方向，二是“固定方向法”，不考虑当前的转角，总是固定向某个方向转动，直到转到限位的位置（可由安装在该位置的机械开关、光电开关等装置的信号判知），然后反向运动。

“人工判断法”的缺点是必需有人操作，效率低、易出错、对操作员要求高，另外很多设备的现场是无人或人员难以到达的，所以只适合性能不高的低端产品上使用。“固定方向法”的缺点是根本不参考运动体的当前位置，造成效率低下，浪费时间和动力，对于重要的设备来说，这种不必要的时间浪费是不能容忍的。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明将提供一种新的增量传感器的自动回零位的方法及其设备，利用该方法及其设备，能快速判断回零的方向，实现高效的自动回零。

完成上述发明任务的方案是：

一种增量传感器的自动回零位的方法，步骤如下： 

⑴、在所述增量传感器运动行程的中间位置附近安装零点检测装置；

⑵、在零点两侧的行程方向上，对称各安装一只机械开关或光电开关，记为W+，W-；

⑶、在所述增量传感器的转动体上，安装一个机械挡片，挡片以零点为中心；光电开关被挡片挡住时，其信号为1，未挡时信号为0；

⑷、过零时，电控系统不断检测W+与W-的值， 如W- W+ = 1 0  ，则应正向运动；

如W- W+ = 0 1 ，则应正向运动；

如W- W+ = 1 1，则先反向运动到W- W+ = 1 0的状态，再正向运动；

⑸、在运动过程中，不断检查零点信号，当零点信号生效时，把角度传感器的读数清零；或者开启硬件自动清零功能，当零点信号生效时，硬件自动把角度传感器的读数清零；

⑹、如果过零过程中检测到W+ W-的状态从1 0变成0 1，或者从0 1变成 1 0，但没有检测到零点信号，则回零因某种原因失败，需重新回零；如多次回零仍失败，则器件发生故障，需维修。

以上方案中，步骤⑴中所述的零点检测装置选自：机械开关、光电开关或激光光栅的零位刻线。

步骤⑵中所述的机械开关或光电开关的安装位置离开零点的角度，为S/4+N，其中S为运动行程的角度，N取1~3度。

步骤⑶中所述的挡片的轴角，为S/2+N+M，其中S为运动行程的角度，N取1~3度，M取1~3度。

本发明推荐的优化方案中，步骤⑵中所述的机械开关的 数量为2只或2只以上，其设置位置是在W+ W- 之间。

在W+ W- 之间增加第2条中机械开关的数量，可以进一步缩短冗余行程，提高回零的效率，但机构及处理流程相应变复杂，应视性能要求综合考虑。

完成本申请第2个发明任务的方案是，实现上述增量传感器的自动回零位的方法所使用的设备，在所述增量传感器运动行程的中间位置附近设有零点检测装置（如机械开关、光电开关、激光光栅的零位刻线等）；

在零点两侧（行程方向上），对称各安装有一只机械开关或光电开关等；

在所述增量传感器的转动体上，安装有一个机械挡片，挡片以零点为中心，挡片的轴角，为S/2+N+M，S、N的大小同第2条所述，M取1~3度即可。

优化方案中，在零点两侧安装的机械开关或光电开关的数量，为2只或2只以上，其安装位置是在W+ W- 之间。

本发明克服了现有技术的不足，能快速判断回零的方向，缩短冗余行程，实现高效的自动回零。

附图说明

图1为增量传感器的自动回零位设备结构示意图。

具体实施方式