[发明专利]用于检验分解器输出信号可信度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检验分解器的输出信号的可信度的方法。

背景技术

为了确定机器的两个可相对于彼此关于转动轴转动的部件的角位置，使用所谓的分解器(Resolver)。具有可相对于彼此转动的部件的机器例如是机器人。机器人通常是处理机器，其装备有适用的工具并在多个运动轴上特别是关于方向、位置和工作进程是可编程的，以对对象自动进行处理。机器人通常包括具有多个节肢的机器人臂和可编程控制器（控制装置），该控制器在运行期间控制或调节机器人臂的运动过程。驱动器例如是电驱动器，而节肢可相对于彼此关于转动轴可转动地受到支承。

由专利文献EP2211148A2本领域技术人员可了解分解器。分解器是指一种电磁测量变换器，用于将两个彼此相对运动的部件的角位置变换为电输出信号。两个彼此相对运动的部件例如是两个关于转动轴可转动地受到支承的节肢或者电机的转子，其相对于电机的定子转动。输出信号通常是两个相移90°的正弦电信号，尤其是两个相移90°的正弦电压，据此可以确定角位置的模数（modulo）n，在此，n是所谓的分解器的极对数，其可以由线圈绕组的排列得到并且是较小的正自然数，并且也可以是1。

发明内容

本发明的目的在于给出一种用于检验分解器输出信号可信度（Plausibilitaet）的改进的方法。这种可信度检验特别是能够根据极对的数量n>1的分解器的测量值（这至少适用于在机器人中常见的分解器），推断出实际的电机角度，而不仅仅是如同现有技术那样只得到模数n。

本发明的目的通过一种用于检验分解器输出信号可信度的方法实现，利用该方法可以确定机器的两个关于转动轴可转动地受到支承的节肢相对于彼此的角位置，该方法具有以下步骤：

在机器正常运行之前，确定所用分解器的特征参数，这使得能够根据电机位置计算出所期望的分解器输出信号的有效范围，

在机器正常运行期间并借助于分解器产生两个输出信号，利用该输出信号可以确定两个节肢相对于彼此的角位置，

将至少一个输出信号与配属于分解器的所讨论的输出信号的额定值进行比较，或者将两个输出信号的组合与这两个输出信号的组合的额定值进行比较，以及

当所讨论的输出信号不同于其额定值、至少小于一预设的值时，或者当这两个输出信号的组合不同于这两个输出信号的组合的额定值、至少小于一预设的值时，只使用输出信号来确定两个节肢相对于彼此的角位置。

本发明的另一方面涉及一种机器，其具有：至少两个相对于彼此关于转动轴可运动的节肢；和具有电机的驱动器，用于使节肢彼此相对运动；与电机耦合的分解器，用于确定电机的转子相对于其定子的角位置；和与驱动器以及分解器相连接的控制装置，用于根据本发明的方法确定两个节肢相对于彼此的角位置。根据本发明的机器特别是工业机器人，这种工业机器人具有包括多个节肢的机器人臂和用于使节肢运动的驱动器以及与驱动器相连接的控制装置，将该控制装置设计为，控制用于使节肢彼此相对运动的驱动器。

使用分解器确定两个节肢相对于彼此的角位置对于本领域技术人员而言原则上是公知的。在此分解器是一种测量变换器，用于将两个可彼此相对运动的部件的角位置转换为电输出信号。两个可彼此相对运动的部件例如是两个关于转动轴可转动地受到支承的节肢或相对于电机定子转动的电机转子。

这两个节肢例如可以借助于机器的电机彼此相对运动，从而使分解器的输出信号与电机转子相对于其定子的角位置相对应。优选将至少一个关于电机的至少一个完整的电机旋转的分解器输出信号或两个输出信号的组合与对应的额定值进行比较。在一个完整的电机旋转中，电机的轴或转子相对于电机的定子转动360°。

分解器包括例如两个错开90°的绕组和可关于转动轴旋转的另一绕组。在分解器的运行中，向其另一绕组施加交变电压，由此在固定的绕组中分别感应出彼此相移90°的交变电压。这两个交变电压是两个固定绕组或分解器的输出信号。由于通常这些绕组中的若干个会旋转偏移n倍（在此，该倍数相当于伺服电机中的极对的数n）地设置，因此所产生的输出信号在理想化的制造的情况下会以1/n电机旋转为周期重复地进行，因此，理想化制成的极对数为n的分解器理论上只能作为用于1/n电机旋转的绝对值产生器。

在理想化的或理想设定的分解器中，其输出信号准确地相位错移90°，并产生相同振幅且周期为1/n电机旋转的正弦输出信号。如果将该输出信号标准化，则在正确工作的理想化分解器中，输出信号的平方和始终为1.0。