【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人，具体地，涉及一种机器人一体化关节双编码器的校准方法和校准系统。
技术介绍
1、机器人一体化关节产品是一种高度集成的机械电子模块，它包含了多个关键组件，如减速机、伺服电机、电机驱动器和编码器，以便用于机器人和自动化系统中。这些模块化产品的目标是提供高性能、高精度、可靠的运动控制解决方案。在这种系统中，编码器是至关重要的组件之一，用于测量和反馈电机和减速机的位置和角度信息。
2、编码器通常分为两种类型，第一编码器和第二编码器，它们各自测量不同部分的旋转角度：
3、第一编码器：用于测量电机轴的旋转角度。这个编码器通常直接连接到电机轴上，以准确测量电机的旋转位置，这有助于确保电机按照期望的方式运动。
4、第二编码器：用于测量减速机输出端的旋转角度。在机器人的关节中，减速机被用来降低电机的输出速度，同时增加输出扭矩。第二编码器连接到减速机的输出轴上，以测量整个关节的旋转位置。
5、然而，在实际制造过程中，由于机器人一体化关节的装配复杂性，不同批次的模组产品在装配完成后，编码器动盘和静盘的相对位置关系可能会略微不同。这种微小的差异可能导致不同产品之间存在角度位置误差，即它们在给定的控制命令下可能不会精确地到达相同的位置。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种机器人一体化关节双编码器的校准方法和校准系统，能够在不同批次的模组产品在装配完成后，对编码器动盘和静盘的相对位置自动标定，校准系统根据测试
2、本专利技术所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：
3、一种机器人一体化关节双编码器的校准方法，分别用于校准机器人的关节电机部分和关节整体模组，所述关节电机部分包括伺服电机、第一编码器和电机驱动器，所述关节整体模组包括所述关节电机部分、减速机和第二编码器，通过以下步骤实现：
4、步骤1：校准第一编码器并得到校准曲线；
5、步骤2：应用步骤1中的校准曲线校准被测伺服电机的角度数据；
6、步骤3：校准第二编码器并得到校准曲线；
7、步骤4：应用步骤3中的校准曲线校准机器人关节整体模组的输出角度控制精度。
8、进一步的，所述步骤1包括以下子步骤：
9、(1)采用校准伺服电机并将所述校准伺服电机与被测伺服电机刚性机械连接；
10、(2)将校准伺服电机设定为位置模式，将被测伺服电机设定为去使能模式
11、(3)记录校准伺服电机和被测伺服电机的初始角度；
12、(4)驱动校准伺服电机并按照设定的角度间隔进行多次位置控制；
13、(5)在每次校准伺服电机位置达到后同时记录校准伺服电机的角度和被测伺服电机的角度，并分别对每次位置控制产生的角度数据进行计算，得出校准曲线。
14、进一步的，所述步骤3包括以下子步骤：
15、(1)将校准后的机器人关节电机部分和机器人关节减速机部分装配成完整的机器人关节模组；
16、(2)将机器人关节模组减速机输出端和校准角度编码器进行刚性机械连接，保证旋转的同步性；
17、(3)记录校准角度编码器和机器人关节模组的初始位置；
18、(4)按照全闭环控制的方式驱动机器人关节按照设定角度间隔进行多次位置控制；
19、(5)在每次全闭环控制位置到达后记录校准角度编码器的角度和机器人关节第二编码器的角度，并分别对每次位置控制产生的角度数据进行计算，得出校准曲线。
20、进一步的，所述步骤1中，获取校准曲线的方法包括以下步骤：
21、(1)设定曲线点数n，得到校准伺服电机前进的位置分辨率为pn＝360°/n；
22、(2)读取被测关节电机编码器的绝对角度angm0，校准伺服电机编码器的绝对位置angc0，通过公式一计算得到差值dang，其中：
23、dang＝angm0-angc0
24、(3)用得到的dang数值和校准伺服电机编码器的绝对位置值，通过公式二计算得到参考值angref，其中：
25、angref＝(angc0+dang)mod360
26、(4)启动校准伺服电机进行相对定位控制，运行增量角度pn度，当校准伺服电机位置稳定后，分别读取校准伺服电机的绝对位置和被测关节电机编码器的绝对位置，按照公式一与公式二计算得到角度参考值，并将(angref,angm0)保存；
27、(5)重复上述操作，直到校准伺服电机回到启动位置，得到n个数据点，对已经保存的n个数据点分别进行计算，得到一组校准列表，(angm0,offset)[n]，其中：
28、offset＝angref–angm0
29、(6)将校准列表按照angm0升序排序后得到list2，将list2的对应关系传输给机器人关节电机部分的关节驱动器，并存入关节驱动器的存储器中。
30、进一步的，所述步骤2中，应用步骤1中的校准曲线校准被测伺服电机的角度数据的校准方法包括以下步骤：
31、(1)读取角度编码器的原始数据ango0；
32、(2)查找数据表list2，找到包含ango0的数据区间[angdown,angup]，即找到满足angm0[i]<ango0≤angm0[i+1]的i值，令angdown＝angm0[i]，angup＝angm0[i+1]；
33、(3)若ango0≤angm0[0]，则令angdown＝angm0[n-1]–360，angup＝angmo[0]；
34、(4)若ango0>angm0[n-1]，则令angdown＝angm0[n-1]，angup＝angm0[0]+360；
35、(5)在确定数据区间后，通过线性插值计算得到当前原始角度的补偿量，记offsetup为angup对应的补偿量，offsetdown为angdown对应的补偿量，则当前补偿量的计算公式三如下：
36、
37、(6)在计算得到当前角度的偏移量后，通过公式四计算得到修正后的角度值angnew，其中：
38、angnew＝ango0+offseto0
39、进一步的，所述步骤3中，获取校准曲线的方法包括以下步骤：
40、(1)确定曲线点数n，然后按照全闭环控制的方式，使得机器人关节模组的输出端按照pn＝360/n的角度间隔进行位置控制，在启动控制前，先记录高精度编码器的数据angp和机器人关节模组第二编码器的数据ang2，得到角度偏移量dang；
41、(2)在机器人关节模组输出端运动增量位置pn到位后，记录当前位置的点数据list3[i]＝(angout,ang2)，其中ang2为当前机器人关本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种机器人一体化关节双编码器的校准方法，分别用于校准机器人的关节电机部分和关节整体模组，所述关节电机部分包括伺服电机、第一编码器和电机驱动器，所述关节整体模组包括所述关节电机部分、减速机和第二编码器，其特征在于，通过以下步骤实现：
2.根据权利要求1所述的一种机器人一体化关节双编码器的校准方法，其特征在于，所述步骤1包括以下子步骤：
3.根据权利要求1所述的一种机器人一体化关节双编码器的校准方法，其特征在于，所述步骤3包括以下子步骤：
4.根据权利要求2所述的一种机器人一体化关节双编码器的校准方法，其特征在于，所述步骤1中，获取校准曲线的方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种机器人一体化关节双编码器的校准方法，其特征在于，所述步骤2中，应用步骤1中的校准曲线校准被测伺服电机的角度数据的校准方法包括以下步骤：
6.根据权利要求3所述的一种机器人一体化关节双编码器的校准方法，其特征在于，所述步骤3中，获取校准曲线的方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种机器人一体化关节双编码器的校准方法，其
8.根据权利要求3所述的一种机器人一体化关节双编码器的校准方法，其特征在于，所述步骤3中，全闭环控制方式的步骤包括：
9.一种机器人一体化关节双编码器的校准系统，其特征在于，包括第一编码器校准试验台与第二编码器校准试验台；
10.根据权利要求9所述的一种机器人一体化关节双编码器的校准系统，其特征在于，包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现如权利要求1-8中任一项所述的机器人一体化关节双编码器的校准方法。
...【技术特征摘要】
1.一种机器人一体化关节双编码器的校准方法，分别用于校准机器人的关节电机部分和关节整体模组，所述关节电机部分包括伺服电机、第一编码器和电机驱动器，所述关节整体模组包括所述关节电机部分、减速机和第二编码器，其特征在于，通过以下步骤实现：
2.根据权利要求1所述的一种机器人一体化关节双编码器的校准方法，其特征在于，所述步骤1包括以下子步骤：
3.根据权利要求1所述的一种机器人一体化关节双编码器的校准方法，其特征在于，所述步骤3包括以下子步骤：
4.根据权利要求2所述的一种机器人一体化关节双编码器的校准方法，其特征在于，所述步骤1中，获取校准曲线的方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种机器人一体化关节双编码器的校准方法，其特征在于，所述步骤2中，应用步骤1中的校准曲线校准被测伺服电机的角度数据的校准方法包括以下步骤：
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：马立超，许家兴，周宇，
申请(专利权)人：上海羿弓精密科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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