專利名稱：一種增量式編碼器斷線檢測(cè)方法及系統(tǒng)的制作方法
一種增量式編碼器斷線檢測(cè)方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種增量式編碼器，特別設(shè)計(jì)一種增量式編碼器斷線檢測(cè)方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)在運(yùn)動(dòng)控制和電氣傳動(dòng)領(lǐng)域中，由于增量式編碼器耐用、抗沖擊、不易受干擾、精度高等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。特別應(yīng)用在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制中，但是如果增量式編碼器的某一根斷線，則驅(qū)動(dòng)器就不能正確的驅(qū)動(dòng)控制伺服電機(jī)。如果不能準(zhǔn)確快速的進(jìn)行報(bào)警，可能會(huì)損壞伺服驅(qū)動(dòng)器或出現(xiàn)電機(jī)飛車等情況，會(huì)造成嚴(yán)重的后果。

發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中增量式編碼器某一根斷線不能快速報(bào)警的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種增量式編碼器斷線檢測(cè)方法及系統(tǒng)。本發(fā)明實(shí)施例解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種增量式編碼器斷線檢測(cè)方法，包括:將A相和B相差分信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為A相和B相單端信號(hào)；將A相和B相單端信號(hào)的時(shí)序進(jìn)行編碼；計(jì)算間隔設(shè)置的編碼連續(xù)出現(xiàn)相同的次數(shù)，并將其設(shè)定為錯(cuò)誤次數(shù)；當(dāng)所述錯(cuò)誤次數(shù)大于所設(shè)定的閾值并且電機(jī)的速度不為零時(shí)，輸出故障信號(hào)。所述將A相和B相單端信號(hào)的時(shí)序進(jìn)行編碼步驟包括:將A相時(shí)序和B相時(shí)序編在一起形成編碼AciBp A1B1至AnBn。所述計(jì)算間隔設(shè)置的編碼連續(xù)出現(xiàn)相同的次數(shù)，并將其設(shè)定為錯(cuò)誤次數(shù)步驟包括:當(dāng)間隔設(shè)置的編碼出現(xiàn)不相同時(shí)，錯(cuò)誤次數(shù)從零開始。所述增量式編碼器斷線檢測(cè)方法還包括:將Z相差分信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為Z相單端信號(hào);記錄編碼器每圈的脈沖數(shù)；觸發(fā)實(shí)時(shí)A相或B相4倍頻計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)；當(dāng)沒有收到Z相信號(hào)高電平并且實(shí)時(shí)A相或B相4倍頻計(jì)數(shù)器記錄數(shù)大于每圈脈沖數(shù)的1.5倍時(shí)輸出故障信號(hào)。所述觸發(fā)實(shí)時(shí)4倍頻計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)步驟包括:當(dāng)接收到Z相信號(hào)高電平時(shí)計(jì)數(shù)
器清零。本發(fā)明還提供一種增量式編碼器斷線檢測(cè)系統(tǒng)，包括:差分信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，用于將A相和B相差分信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為A相和B相單端信號(hào)；AB相編碼單元，用于 將A相和B相單端信號(hào)的時(shí)序進(jìn)行編碼；AB相編碼判斷單元，用于判斷間隔設(shè)置的編碼是否連續(xù)出現(xiàn)；AB相錯(cuò)誤編碼計(jì)數(shù)單元，用于AB相編碼判斷單元判斷計(jì)算間隔設(shè)置的編碼連續(xù)出現(xiàn)時(shí)計(jì)算其出現(xiàn)的次數(shù)，并將其設(shè)定為錯(cuò)誤次數(shù)；AB相故障判斷單元，用于判斷當(dāng)所述錯(cuò)誤次數(shù)大于所設(shè)定的閾值并且電機(jī)的速度不為零時(shí)，輸出故障信號(hào)。所AB相編碼單元將A相時(shí)序和B相時(shí)序編在一起形成編碼AtlBc^ A1B1至AnBn。所述AB相編碼判斷單元判斷間隔設(shè)置的編碼出現(xiàn)不相同時(shí)，發(fā)送信號(hào)給AB相錯(cuò)誤編碼計(jì)數(shù)單元，所述AB相錯(cuò)誤編碼計(jì)數(shù)單元清零。所述差分信號(hào)轉(zhuǎn)換單元將Z相差分信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為Z相單端信號(hào)，還包括:編碼器脈沖計(jì)數(shù)器，用于記錄編碼器每圈的脈沖數(shù)；A相或B相4倍頻計(jì)數(shù)器，用于實(shí)時(shí)記錄A相或B相的脈沖數(shù)；Z相信號(hào)判斷單元，用 于判斷是否收到Z相信號(hào)高電平；Z相故障判斷單元，用于當(dāng)沒有收到Z相信號(hào)高電平并且4倍頻計(jì)數(shù)器大于每圈脈沖數(shù)的1.5倍時(shí)輸出故障信號(hào)。所述Z相信號(hào)判斷單元判斷收到Z相信號(hào)高電平，發(fā)送信號(hào)給A相或B相4倍頻計(jì)數(shù)器，所述A相或B相4倍頻計(jì)數(shù)器清零。本發(fā)明實(shí)施例一種增量式編碼器斷線檢測(cè)方法及系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)A相和B相時(shí)序進(jìn)行編碼，通過檢測(cè)編碼來判斷編碼器是否出現(xiàn)斷線，檢測(cè)方法比較準(zhǔn)確，并且在電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時(shí)均可以對(duì)編碼器進(jìn)行檢測(cè)，在任何情況和任何狀態(tài)下均可以快速準(zhǔn)確的判斷出編碼器某一單端信號(hào)是否有斷線故障。

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖:圖1是本發(fā)明實(shí)施例一種增量式編碼器A相和B相斷線檢測(cè)方法的流程圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例一種增量式編碼器A相和B相時(shí)序示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例一種增量式編碼器Z相斷線檢測(cè)方法的流程圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例一種增量式編碼器A相和B相斷線檢測(cè)系統(tǒng)框圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例一種增量式編碼器Z相斷線檢測(cè)系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例一、本發(fā)明實(shí)施例一種增量式編碼器斷線檢測(cè)方法，如圖1所示，包括:Sll:將A相和B相差分信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為A相和B相單端信號(hào)；具體的將差分信號(hào)A+，A-轉(zhuǎn)換為A相單端信號(hào)，將差分信號(hào)B+，B-轉(zhuǎn)換為B相單
端信號(hào)。S12:將A相和B相單端信號(hào)的時(shí)序進(jìn)行編碼；
具體的將A相時(shí)序和B相時(shí)序編在一起形成編碼AtlBp A1B1至AnBn。S13 :計(jì)算間隔設(shè)置的編碼連續(xù)出現(xiàn)相同的次數(shù)，并將其設(shè)定為錯(cuò)誤次數(shù)；具體的將A相時(shí)序和B相時(shí)序編在一起形成的編碼儲(chǔ)存在寄存器中，計(jì)算間隔設(shè)置的編碼連續(xù)出現(xiàn)相同的次數(shù)，如當(dāng)AtlBtl和A2B2相同時(shí)錯(cuò)誤次數(shù)記為I次。例如如圖2所示，正轉(zhuǎn)時(shí)AB信號(hào)的時(shí)序?yàn)?0-01-11-10，假設(shè)當(dāng)AB信號(hào)其中一根線斷開的時(shí)候，信號(hào)會(huì)變?yōu)槌镮或者常為0，會(huì)導(dǎo)致輸出的信號(hào)會(huì)變?yōu)?0-01-00-01連續(xù)變化，如果沒有處理的話對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)會(huì)根據(jù)反饋的信號(hào)會(huì)出現(xiàn)伺服電機(jī)以最大的速度開始轉(zhuǎn)動(dòng)，會(huì)出現(xiàn)撞壞機(jī)床。當(dāng)檢測(cè)間隔的兩次的狀態(tài)相同時(shí)，我們記為出現(xiàn)錯(cuò)誤次數(shù)一次。本發(fā)明實(shí)施例檢測(cè)方法同樣適用于反轉(zhuǎn)時(shí)。S14 :判斷所述錯(cuò)誤次數(shù)是否大于所設(shè)定的閾值；優(yōu)選的，所述閾值的次數(shù)設(shè)定為2500次，即當(dāng)連續(xù)出現(xiàn)2500次錯(cuò)誤的時(shí)候認(rèn)為是
編碼器反饋信號(hào)出現(xiàn)了時(shí)序異常。S15:當(dāng)所述錯(cuò)誤次數(shù)大于所設(shè)定的閾值并且電機(jī)的速度不為零時(shí)，進(jìn)入步驟S16 ；具體的，相對(duì)于電機(jī)零速時(shí)候，由于系統(tǒng)有PID調(diào)節(jié)，所以存在在零速抖動(dòng)的時(shí)候也容易出現(xiàn)錯(cuò)誤的時(shí)序，因此在此程序中考慮到零速時(shí)候不會(huì)走動(dòng)，需要在零速的時(shí)候屏蔽此檢測(cè)。S17 :所述步驟S14中當(dāng)間隔設(shè)置的編碼出現(xiàn)不相同時(shí)，錯(cuò)誤次數(shù)從零開始。S16 :輸出故障信號(hào)。如圖3所示，所述增量式編碼器斷線檢測(cè)方法還包括S21 :將Z相差分信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為Z相單端信號(hào)；具體的將差分信號(hào)Z+，Z-轉(zhuǎn)換為Z相單端信號(hào).S22 :記錄編碼器每圈的脈沖數(shù)；S23 :觸發(fā)實(shí)時(shí)A相或B相4倍頻計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)；S24 :判斷是否收到Z相信號(hào)高電平；S25 當(dāng)判斷沒有收到Z相信號(hào)高電平并且實(shí)時(shí)A相或B相4倍頻計(jì)數(shù)器記錄數(shù)大于每圈脈沖數(shù)的1. 5倍時(shí)進(jìn)入步驟S26 ；S26 :輸出故障信號(hào)。S27 :當(dāng)步驟S24中判斷接收到Z相信號(hào)高電平時(shí)計(jì)數(shù)器清零。由于對(duì)于增量式編碼器來說每一圈就有一個(gè)Z信號(hào)，所以當(dāng)檢測(cè)中四倍頻的計(jì)數(shù)中當(dāng)計(jì)數(shù)值到了 I圈半的時(shí)候還沒有接收到Z信號(hào)的高電平，認(rèn)為是沒有收到Z信號(hào)，此時(shí)斷開伺服使能和顯示報(bào)警。本發(fā)明實(shí)施例一種增量式編碼器斷線檢測(cè)方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)A相和B相時(shí)序進(jìn)行編碼，通過檢測(cè)編碼來判斷編碼器是否出現(xiàn)斷線，檢測(cè)方法比較準(zhǔn)確，并且在電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時(shí)均可以對(duì)編碼器進(jìn)行檢測(cè)，在任何情況和任何狀態(tài)下均可以快速準(zhǔn)確的判斷出編碼器某一單端信號(hào)是否有斷線故障。實(shí)施例二、本發(fā)明還提供一種增量式編碼器斷線檢測(cè)系統(tǒng)，如圖4和圖5所示，包括差分信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，用于將A相和B相差分信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為A相和B相單端信號(hào)；
AB相編碼單元，用于將A相和B相單端信號(hào)的時(shí)序進(jìn)行編碼；AB相編碼判斷單元，用于判斷間隔設(shè)置的編碼是否連續(xù)出現(xiàn)；AB相錯(cuò)誤編碼計(jì)數(shù)單元，用于AB相編碼判斷單元判斷計(jì)算間隔設(shè)置的編碼連續(xù)出現(xiàn)時(shí)計(jì)算其出現(xiàn)的次數(shù)，并將其設(shè)定為錯(cuò)誤次數(shù)；AB相故障判斷單元，用于判斷當(dāng)所述錯(cuò)誤次數(shù)大于所設(shè)定的閾值并且電機(jī)的速度不為零時(shí)，輸出故障信號(hào)。所AB相編碼單元將A相時(shí)序和B相時(shí)序編在一起形成編碼AtlBc^ A1B1至AnBn。所述AB相編碼判斷單元判斷間隔設(shè)置的編碼出現(xiàn)不相同時(shí)，發(fā)送信號(hào)給AB相錯(cuò)誤編碼計(jì)數(shù)單元，所述AB相錯(cuò)誤編碼計(jì)數(shù)單元清零。所述差分信號(hào)轉(zhuǎn)換單元將Z相差分信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為Z相單端信號(hào)，還包括:編碼器脈沖計(jì)數(shù)器，用于記錄編碼器每圈的脈沖數(shù)；A相或B相4倍頻計(jì)數(shù)器，用于實(shí)時(shí)記錄A相或B相的脈沖數(shù)；Z相信號(hào)判斷單元，用于判斷是否收到Z相信號(hào)高電平；Z相故障判斷單元，用于當(dāng)沒有收到Z相信號(hào)高電平并且4倍頻計(jì)數(shù)器大于每圈脈沖數(shù)的1.5倍時(shí)輸出故障信號(hào)。所述Z相信號(hào)判斷單元判斷收到Z相信號(hào)高電平，發(fā)送信號(hào)給A相或B相4倍頻計(jì)數(shù)器，所述A相或B相4倍頻計(jì)數(shù)器清零。本發(fā)明實(shí)施例一種增量式編碼器斷線檢測(cè)系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)A相和B相時(shí)序進(jìn)行編碼，通過檢測(cè)編碼來判斷編碼器是否出現(xiàn)斷線，檢測(cè)方法比較準(zhǔn)確，并且在電機(jī)正轉(zhuǎn) 和反轉(zhuǎn)時(shí)均可以對(duì)編碼器進(jìn)行檢測(cè)，在任何情況和任何狀態(tài)下均可以快速準(zhǔn)確的判斷出編碼器某一單端信號(hào)是否有斷線故障。在上述實(shí)施例中，僅對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了示范性描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本專利申請(qǐng)后可以在不脫離本發(fā)明實(shí)施例的精神和范圍的情況下對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種增量式編碼器斷線檢測(cè)方法，其特征在于，包括: 將A相和B相差分信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為A相和B相單端信號(hào)； 將A相和B相單端信號(hào)的時(shí)序進(jìn)行編碼； 計(jì)算間隔設(shè)置的編碼連續(xù)出現(xiàn)相同的次數(shù)，并將其設(shè)定為錯(cuò)誤次數(shù)； 當(dāng)所述錯(cuò)誤次數(shù)大于所設(shè)定的閾值并且電機(jī)的速度不為零時(shí)，輸出故障信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增量式編碼器斷線檢測(cè)方法，其特征在于，所述將A相和B相單端信號(hào)的時(shí)序進(jìn)行編碼步驟包括:將A相時(shí)序和B相時(shí)序編在一起形成編碼AtlBpA1B1至AnBn。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增量式編碼器斷線檢測(cè)方法，其特征在于，所述計(jì)算間隔設(shè)置的編碼連續(xù)出現(xiàn)相同的次數(shù)，并將其設(shè)定為錯(cuò)誤次數(shù)步驟包括:當(dāng)間隔設(shè)置的編碼出現(xiàn)不相同時(shí)，錯(cuò)誤次數(shù)從零開始。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增量式編碼器斷線檢測(cè)方法，其特征在于，還包括:將Z相差分信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為Z相單端信號(hào)； 記錄編碼器每圈的脈沖數(shù)； 觸發(fā)實(shí)時(shí)A相或B相4倍頻計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)； 當(dāng)沒有收到Z相信號(hào)高電平并且實(shí)時(shí)A相或B相4倍頻計(jì)數(shù)器記錄數(shù)大于每圈脈沖數(shù)的1.5倍時(shí)輸出故障信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的增量式編碼器斷線檢測(cè)方法，其特征在于，所述觸發(fā)實(shí)時(shí)4倍頻計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)步驟包括:當(dāng)接收到Z相信號(hào)高電平時(shí)實(shí)時(shí)A相或B相4倍頻計(jì)數(shù)器清零。
6.一種增量式編碼器斷線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 差分信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，用于將A相和B相差分信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為A相和B相單端信號(hào)； AB相編碼單元，用于將A相和B相單端信號(hào)的時(shí)序進(jìn)行編碼； AB相編碼判斷單元，用于判斷間隔設(shè)置的編碼是否連續(xù)出現(xiàn)； AB相錯(cuò)誤編碼計(jì)數(shù)單元，用于AB相編碼判斷單元判斷計(jì)算間隔設(shè)置的編碼連續(xù)出現(xiàn)時(shí)計(jì)算其出現(xiàn)的次數(shù)，并將其設(shè)定為錯(cuò)誤次數(shù)； AB相故障判斷單元，用于判斷當(dāng)所述錯(cuò)誤次數(shù)大于所設(shè)定的閾值并且電機(jī)的速度不為零時(shí)，輸出故障信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的增量式編碼器斷線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所AB相編碼單元將A相時(shí)序和B相時(shí)序編在一起形成編碼AciBp A1B1至AnBn。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的增量式編碼器斷線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述AB相編碼判斷單元判斷間隔設(shè)置的編碼出現(xiàn)不相同時(shí)，發(fā)送信號(hào)給AB相錯(cuò)誤編碼計(jì)數(shù)單元，所述AB相錯(cuò)誤編碼計(jì)數(shù)單元清零。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的增量式編碼器斷線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述差分信號(hào)轉(zhuǎn)換單元將Z相差分信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為Z相單端信號(hào)，還包括:編碼器脈沖計(jì)數(shù)器，用于記錄編碼器每圈的脈沖數(shù);A相或B相4倍頻計(jì)數(shù)器，用于實(shí)時(shí)記錄A相或B相的脈沖數(shù)；Z相信號(hào)判斷單元，用于判斷是否收到Z相信號(hào)高電平；Z相故障判斷單元，用于當(dāng)沒有收到Z相信號(hào)高電平并且4倍頻計(jì)數(shù)器大于每圈脈沖數(shù)的1.5倍時(shí)輸出故障信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的增量式編碼器斷線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述Z相信號(hào)判斷單元判斷收到Z相信號(hào)高電平，發(fā)送信號(hào)給A相或B相4倍頻計(jì)數(shù)器，所述A相或B相4倍頻計(jì)數(shù)器清零。`
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了一種增量式編碼器斷線檢測(cè)方法和系統(tǒng)，包括將A相和B相差分信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為A相和B相單端信號(hào)；將A相和B相單端信號(hào)的時(shí)序進(jìn)行編碼；計(jì)算間隔設(shè)置的編碼連續(xù)出現(xiàn)相同的次數(shù)，并將其設(shè)定為錯(cuò)誤次數(shù)；當(dāng)所述錯(cuò)誤次數(shù)大于所設(shè)定的閾值并且電機(jī)的速度不為零時(shí)，輸出故障信號(hào)。本發(fā)明實(shí)施例一種增量式編碼器斷線檢測(cè)方法及系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)A相和B相時(shí)序進(jìn)行編碼，通過檢測(cè)編碼來判斷編碼器是否出現(xiàn)斷線，檢測(cè)方法比較準(zhǔn)確，并且在電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時(shí)均可以對(duì)編碼器進(jìn)行檢測(cè)，在任何情況和任何狀態(tài)下均可以快速準(zhǔn)確的判斷出編碼器某一單端信號(hào)是否有斷線故障。
文檔編號(hào)G01D18/00GK103076036SQ20121059351
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者蘭啟慶, 侯曉東 申請(qǐng)人:深圳市配天數(shù)控科技有限公司