一种绝对式编码器、电机控制方法及相关组件技术

本申请公开了一种绝对式编码器，所述绝对式编码器包括通过联轴器与被测量机械转轴相连的编码滚筒；其中，所述编码滚筒的外侧壁上划有用于指示所述编码滚筒转动角度的码道；通过编码器狭缝采集所述编码滚筒的外侧壁图像的图像采集器；其中，所述编码器狭缝与所述编码滚筒的轴线平行；与所述图像采集器连接，用于根据所述外侧壁图像确定所述被测量机械转轴的转动角度的角度识别装置。该绝对式编码器能够避免编码器在测量过程中径向跳动带来的读数误差，提高编码器的测量准确率。本申请还公开了一种电机控制方法、一种计算机可读存储介质及一种电机控制装置，具有以上有益效果。

An absolute encoder, motor control method and related components

The present application discloses an absolute encoder, which comprises a coding drum connected to the measured mechanical rotating shaft through a coupling; a code channel for indicating the rotation angle of the coding drum is marked on the outer wall of the coding drum; and the outer wall of the coding drum is collected through a slit of the encoder. An image acquisition device for determining the rotation angle of the measured mechanical rotating shaft according to the outer wall image is connected with the image acquisition device, in which the encoder slit is parallel to the axis of the encoding drum. The absolute encoder can avoid the reading error caused by the radial runout of the encoder in the measurement process and improve the measurement accuracy of the encoder. The application also discloses a motor control method, a computer readable storage medium and a motor control device, which have the above beneficial effects.

【技术实现步骤摘要】
一种绝对式编码器、电机控制方法及相关组件
本专利技术涉及工控
，特别涉及一种绝对式编码器、一种电机控制方法、一种电机控制装置及一种计算机可读存储介质。
技术介绍
编码器主要应用在工控领域的角度位置测量。伴随着工控脚步的跨越式前进，机械手臂、大行程位移测控装置等相应的工厂设备对旋转设备的要求更加苛刻。伺服驱动系统中大都使用编码器作为检测位置的传感器，因此编码器的精度决定了伺服系统的静态指标。在编码器的生产研发过程中，不仅要提高编码器的性能，也要控制成本关注产品的经济性。目前，使用最多的编码器种类为光电编码器。光电编码器分为增量式和绝对式两种，其中，绝对式编码器得到越来越广泛地应用。现有技术中的编码器的码盘上划分有N个等角的扇形区间，每一所述扇形区间进一步沿径向划分为用于指示该扇形区间在N个扇形区间中排列次序n的位置标定区间以及用于进一步指示精确角度的格雷码道区间。但是，上述这种编码器码的盘的码道都刻划在玻璃等材料上，而电机在运行过程中，不可避免地会产生一定的径向跳动，从而可能造成码道出现微小位移，进而导致出现编码器读数错误的问题。因此，如何避免编码器在测量过程中径向跳动带来的读数误差，提高编码器的测量准确率是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种绝对式编码器、一种电机控制方法、一种电机控制装置及一种计算机可读存储介质，能够避免编码器在测量过程中径向跳动带来的读数误差，提高编码器的测量准确率。为解决上述技术问题，本申请提供一种绝对式编码器，该绝对式编码器包括：通过联轴器与被测量机械转轴相连的编码滚筒；其中，所述编码滚筒的外侧壁上划有用于指示所述编码滚筒转动角度的码道；通过编码器狭缝采集所述编码滚筒的外侧壁图像的图像采集器；其中，所述编码器狭缝与所述编码滚筒的轴线平行；与所述图像采集器连接，用于根据所述外侧壁图像确定所述被测量机械转轴的转动角度的角度识别装置。可选的，所述角度识别装置具体为利用机器视觉技术识别所述外侧壁图像中的码道信息并根据所述码道信息确定所述被测量机械转轴的转动角度的处理电路。可选的，所述码道包括：将所述外侧壁沿转动方向划分为预设数量个角度区间的第一子码道；沿所述转动方向周期分布的第二子码道；其中，所述第二子码道的二分之一个周期对应的弧长大于或等于任一所述角度区间对应的弧长。可选的，所述第一子码道具体为预设数量个沿所述转动方向呈阶梯状分布的子码道。可选的，所述第二子码道具体为具有三角波函数或正弦函数形状的子码道。可选的，所述图像采集器包括：位于所述编码器狭缝正后方，将通过编码器狭缝采集编码滚筒的图像进行光学放大得到外侧壁图像的镜头；与所述镜头相连，用于采集所述外侧壁图像的工业相机。可选的，所述码道的宽度为1微米。本申请还提供了一种电机控制方法，该电机控制方法包括：通过所述绝对式编码器采集当前周期编码滚筒的第一外侧壁图像和上一周期所述编码滚筒的第二外侧壁图像；其中，所述编码滚筒通过联轴器与被测量机械转轴相连；对所述第一外侧壁图像和所述第二外侧壁图像进行图像处理操作，并根据图像处理结果确定所述第一外侧壁图像与所述第二外侧壁图像之间的中心距离；根据所述中心距离确定所述编码滚筒的转动角度并根据所述转动角度控制电机。本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序执行时实现上述电机控制方法执行的步骤。本申请还提供了一种电机控制装置，包括上述任一一种绝对式编码器、存储器、处理器和伺服电机驱动器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现上述电机控制方法执行的步骤，所述伺服电机驱动器用于根据转动角度生成电机控制指令。本专利技术提供了一种绝对式编码器，包括通过联轴器与被测量机械转轴相连的编码滚筒；其中，所述编码滚筒的外侧壁上划有用于指示所述编码滚筒转动角度的码道；通过编码器狭缝采集所述编码滚筒的外侧壁图像的图像采集器；其中，所述编码器狭缝与所述编码滚筒的轴线平行；与所述图像采集器连接，用于根据所述外侧壁图像确定所述被测量机械转轴的转动角度的角度识别装置。由于被测量机械在带动编码滚筒的转动过程中，不可避免的会存在径向跳动的现象，而现有技术中是通过光电读数头读取在径向平面刻划的码道的信息进而获得编码滚筒的转动角度，但是由于径向跳动的存在将会导致光电读数头读取的码道存在偏移，严重影响了转动角度读取的准确程度。为了避免径向跳动对编码器带来的读数误差，本申请将原来划在编码滚筒端面的码道改为划在编码滚筒侧壁的码道，由于编码滚筒侧壁与径向跳动的方向是相互垂直的，因此在编码滚筒外侧壁上划有码道，在采集编码滚筒外侧壁图像时就能够消除径向跳动对于转动角度侧测量精度。本方案能够避免编码器在测量过程中径向跳动带来的读数误差，提高编码器的测量准确率。本申请同时还提供了一种电机控制方法、一种电机控制装置及一种计算机可读存储介质，具有上述有益效果，在此不再赘述。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例所提供的一种绝对式编码器的结构示意图；图2为一种优选的绝对式编码器的编码滚筒结构示意图；图3为一种优选的绝对式编码器的编码滚筒的外侧壁展开图；图4为本申请实施例所提供的一种绝对式编码器的转配图；图5为本申请实施例所提供的一种绝对式编码器的侧视图；图6为本申请实施例所提供的电机控制方法的流程图。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面请参见图1，图1为本申请实施例所提供的一种编码器的结构示意图。具体结构可以包括：通过联轴器(图中未示出)与被测量机械转轴相连的编码滚筒200；其中，所述编码滚筒200的外侧壁上划有用于指示所述编码滚筒转动角度的码道；通过编码器狭缝(图中未示出)采集编码滚筒的外侧壁图像并根据所述外侧壁图像确定所述被测量机械转轴的转动角度的图像采集器100；其中，编码器狭缝与编码滚筒200的轴线平行。其中，本实施例中的编码滚筒200外侧壁的沿轴线方向投影为圆形，编码滚筒200通过联轴器与被测量机械的转轴相连，即被测量机械带动编码滚筒200转动，且编码滚筒200的轴线与被测量机械的轴线重合，因此编码滚筒转动的角度就是被测量机械转动的角度。联轴器指联接两轴或轴与回转件，使其在传递运动和动力过程中一同回转不脱开的一种装置可以理解的是，在编码滚筒200的转动过程中滚筒的上下两个端面和滚筒的外侧壁都会随之转动，现有技术就是来采集编码滚筒的上端面或下端面的图像的码道信息来确定的转动角度，但是采集上下两个端面图像的码道信息会存在径向跳动的带来的误差，这就是现有技术中的编码器测量误差较大的根本原因。本申请中的编码滚筒的码道并不是划在滚筒的上下两个端面上的而是划在滚筒的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绝对式编码器，其特征在于，包括：通过联轴器与被测量机械转轴相连的编码滚筒；其中，所述编码滚筒的外侧壁上划有用于指示所述编码滚筒转动角度的码道；通过编码器狭缝采集所述编码滚筒的外侧壁图像的图像采集器；其中，所述编码器狭缝与所述编码滚筒的轴线平行；与所述图像采集器连接，用于根据所述外侧壁图像确定所述被测量机械转轴的转动角度的角度识别装置。

【技术特征摘要】
1.一种绝对式编码器，其特征在于，包括：通过联轴器与被测量机械转轴相连的编码滚筒；其中，所述编码滚筒的外侧壁上划有用于指示所述编码滚筒转动角度的码道；通过编码器狭缝采集所述编码滚筒的外侧壁图像的图像采集器；其中，所述编码器狭缝与所述编码滚筒的轴线平行；与所述图像采集器连接，用于根据所述外侧壁图像确定所述被测量机械转轴的转动角度的角度识别装置。2.根据权利要求1所述绝对式编码器，其特征在于，所述角度识别装置具体为利用机器视觉技术识别所述外侧壁图像中的码道信息并根据所述码道信息确定所述被测量机械转轴的转动角度的处理电路。3.根据权利要求1所述绝对式编码器，其特征在于，所述码道包括：将所述外侧壁沿转动方向划分为预设数量个角度区间的第一子码道；沿所述转动方向周期分布的第二子码道；其中，所述第二子码道的二分之一个周期对应的弧长大于或等于任一所述角度区间对应的弧长。4.根据权利要求3所述绝对式编码器，其特征在于，所述第一子码道具体为预设数量个沿所述转动方向呈阶梯状分布的子码道。5.根据权利要求3所述绝对是编码器，其特征在于，所述第二子码道具体为具有三角波函数或正弦函数形状的子码道。6.根据权利要求1所述绝对式编码器，其特征在于，所述图像采集器包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：董永超，王子忠，王晗，陈新，张平，王志锋，李宽，许伟亮，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44