CN106992730A - 一种电机编码器零位设定的方法、伺服驱动器和伺服电机 - Google Patents

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黄盛桦
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Abstract

本发明公开了一种电机编码器零位设定的方法、伺服驱动器和伺服电机。其中所述方法包括：当电机静止时，接收编码器零位设定指令；根据所述编码器零位设定指令，设置当前编码器的计数器数值为零。本发明实现软件自动设置编码器零位，解决编码器零位和静止的转子对齐安装困难的问题，使电机的组装更简便，提高生产效率。

Description

一种电机编码器零位设定的方法、伺服驱动器和伺服电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种电机编码器零位设定的方法、伺服驱动器和伺服电机。
背景技术
随着科技的发展，伺服控制***已广泛应用于许多高科技领域，如机器人控制、办公自动化和航空航天等。对伺服***的高精度控制普遍采用电机的矢量控制方法，即根据转子磁链方向，进行定向控制，而其中，电机的转子的位置信息的准确度极大影响电机的控制性能。
本申请的发明人在长期的研发中发现，目前采用绝对式编码器对电机的转子位置进行测量的方法中，需要在电机使用前，将静止的转子的当前位置与编码器的零位重合，才能实现对转子的位置信息进行较精准的测量，但是在电机的组装过程中实现较困难，需耗费大量的人力物力。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种电机编码器零位设定的方法、伺服驱动器和伺服电机，能够解决在电机使用前，编码器零位和静止的转子对齐安装困难的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种电机编码器零位设定的方法，包括：
当电机静止时，接收编码器零位设定指令；
根据所述编码器零位设定指令，设置当前编码器的计数器数值为零。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种伺服驱动器，包括：
控制器、通信电路；
所述控制器耦合所述通信电路，以在耦接所述通信电路的电机静止时，向配合所述电机的编码器发送编码器零位设定指令，设置当前编码器的计数器数值为零。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种伺服电机，包括：
电机主体、编码器；
在所述电机主体中的转子静止时，所述编码器接收编码器零位设定指令，设置当前编码器的计数器数值为零。
本发明通过在电机静止时，根据编码器零位设定指令设置当前编码器的计数器数值为零，实现软件自动设置编码器零位，解决编码器零位和静止的转子对齐安装困难的问题，使电机的组装更简便，提高生产效率。
附图说明
图1是本发明电机编码器零位设定的方法一实施例的流程示意图；
图2是本发明电机编码器零位设定的方法另一实施例的流程示意图；
图3是本发明电机编码器零位设定的方法另一实施例中伺服电机的结构示意图；
图4是本发明伺服驱动器实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参见图1，本发明电机编码器零位设定的方法一实施例包括：
S1、当电机静止时，接收编码器零位设定指令；
S2、根据编码器零位设定指令，设置当前编码器的计数器数值为零。
可选地，编码器可以是绝对式编码器，能够记忆设备的绝对位置，比如旋转角度，设备掉电后，再次上电仍可以保持当前的位置值。当然，也可以是其他类型编码器比如仅记录转数的编码器。
本发明实施例通过在电机静止时，根据编码器零位设定指令设置当前编码器的计数器数值为零，实现软件自动设置编码器零位，解决编码器零位和静止的转子对齐安装困难的问题，使电机的组装更简便，提高生产效率。
参见图2，本发明电机编码器零位设定的方法另一实施例包括：
S101、在电机的第一相注入第一电流，使电机的转子最终稳定静止地指向第一相对应的位置；
可选地，电机的第一相可以是U相、V相或W相。
参见图3，在本实施例中，以位于电机主体10上的定子101中的第一相1011的位置作为电机的零位，从电机的第一相1011注入第一电流I1，使第一电流I1分别从电机的第二相1012和第三相1013流出，第一相1011、第二相1012和第三相1013分别在各自的相上产生磁场，第一相1011、第二相1012和第三相1013的磁场作用合在一起，形成合成磁场。其中，流出第二相1012的第二电流I2与流出第三相1013的第三电流I3的和的绝对值等于所述第一电流I1的绝对值；可选地，第二电流I2等于第三电流I3，即I2＝I3＝-0.5*I1，此时，电机磁链被拉到第一相1011的位置，即第一相1011位于合成磁场的S极。根据异名磁极相互吸引的原理，若此时电机主体10上的转子102的N极与第一相1011对齐，则转子102在合成磁场的作用下稳定静止在当前与第一相1011对齐的位置；若转子102的N极与第一相1011没有对齐，则转子102在合成磁场的作用下转动，最终转动至转子102的N极与第一相1011对齐的位置稳定，并且保持静止。
可选地，第二电流可以不等于第三电流，当第二电流大于第三电流时，电机磁链被拉到第一相1011偏向第二相1012的位置，即合成磁场的S极位于第一相1011偏向第二相1012的位置，此时，以合成磁场的S极所在的位置为电机的零位，转子102的N极在合成磁场的作用下稳定静止地指向电机的零位；当第二电流小于第三电流时，电机磁链被拉到第一相1011偏向第三相1013的位置，即合成磁场的S极位于第一相1011偏向第三相1013的位置，此时，以合成磁场的S极所在的位置为电机的零位，转子102的N极在合成磁场的作用下稳定静止地指向电机的零位。
可选地，第一电流的值根据电机的负载设定，当电机的负载较大时，增加第一电流的值；当电机的负载较小或空载时，减小第一电流的值，以使得转子102能够克服阻力而转动，最终转动至转子102的N极与第一相1011对齐的位置并保持静止稳定。
S102、接收来自伺服驱动器发送的编码器零位设定指令；
可选地，通过与伺服驱动器耦接的终端发出零位设定指令，伺服驱动器接收到零位设定指令后，将编码器零位设定指令写入编码器内部。
可选地，伺服驱动器可以通过CAN总线与终端进行通信。
可选地，编码器可以通过RS485总线与伺服驱动器进行通信，伺服驱动器作为RS485的主机，编码器作为RS485的从机，通信方式可以采用半双工通信。
S103、根据编码器零位设定指令，设置当前编码器的计数器数值为零，最终解决编码器零位和静止的转子对齐安装困难的问题。
具体上，再参见图3，编码器20上设有一原有零位201；电机通电后，编码器20开始记录转子102转动的数值，转子102的N极在合成磁场的作用下最终稳定静止地指向第一相1011对应的位置，转子102静止后，编码器20的计数器数值为m，m可以是零至计数器最大值的任一值；编码器20接收到零位设定指令后，将当前计数器数值m设定为零，即将编码器20的设定零位202与转子102的N极和第一相1011对齐，编码器20从第一相1011对应的位置开始计数。
可选地，编码器20的原有零位201可以是编码器20上的任意一点，也可以与编码器20的设定零位202重合。
可选地，编码器20可以只支持单圈计数，其计数器记录的数值仅为转子102转动的角度；编码器20还可以支持多圈计数，其计数器记录的数值包括转子102转动的圈数和角度。
可选地，对所有电机在使用前均执行上述的相同方法，以使所有完成编码器零位设定的电机上的编码器的零位都与电机的第一相的位置对齐。
本发明实施例通过在电机的第一相注入电流，使电机的转子稳定静止地指向第一相对应的位置，再根据编码器零位设定指令设置当前编码器的计数器数值为零，使编码器的零位与电机零位对齐，实现软件自动设置编码器零位，解决编码器零位和电机零位对齐安装困难的问题，不需要针对每个电机设计不同的操作程序，所有电机均使用同一个操作程序即可，使电机的组装更简便，提高生产效率。
参见图4，本发明伺服驱动器实施例包括：
控制器401、通信电路402；
控制器401耦合通信电路402，以在耦接通信电路402的电机静止时，向配合电机的编码器发送编码器零位设定指令，设置当前编码器的计数器数值为零。
具体的，本发明实施例的实施过程参见上述电机编码器零位设定的方法实施例，在此不再赘述。
本发明实施例通过在电机静止时，根据编码器零位设定指令设置当前编码器的计数器数值为零，实现软件自动设置编码器零位，解决编码器零位和静止的转子对齐安装困难的问题，使电机的组装更简便，提高生产效率。
参见图3，本发明伺服电机实施例包括：
电机主体10、编码器20；
在电机主体10中的转子102静止时，编码器20接收编码器零位设定指令，设置当前编码器20的计数器数值为零。
具体的，本发明实施例的实施过程参见上述电机编码器零位设定的方法实施例，在此不再赘述。
本发明实施例通过在电机静止时，根据编码器零位设定指令设置当前编码器的计数器数值为零，实现软件自动设置编码器零位，解决编码器零位和静止的转子对齐安装困难的问题，使电机的组装更简便，提高生产效率。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电机编码器零位设定的方法，其特征在于，包括：
当电机静止时，接收编码器零位设定指令；
根据所述编码器零位设定指令，设置当前编码器的计数器数值为零。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述接收编码器零位设定指令包括：
所述编码器接收来自伺服驱动器发送的编码器零位设定指令。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述电机静止之前包括：
在所述电机的第一相注入第一电流，使所述电机的转子最终稳定静止地指向所述第一相对应的位置，所述电机的第一相是U相、V相或W相。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述在电机的第一相注入第一电流包括：
从所述电机的第一相注入第一电流I1，使所述第一电流I1分别从电机的第二相和第三相流出，其中流出第二相的第二电流I2与流出第三相的第三电流I3的和的绝对值等于所述第一电流I1的绝对值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述第二电流I2等于所述第三电流I3，其中，I2＝I3＝-0.5*I1。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述第一电流的值根据所述电机的负载设定，当所述电机的负载较大时，增加所述第一电流的值；当所述电机的负载较小或空载时，减小所述第一电流的值。
7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，
对所有所述电机在使用前均执行所述方法。
8.一种伺服驱动器，其特征在于，包括：
控制器、通信电路；
所述控制器耦合所述通信电路，以在耦接所述通信电路的电机静止时，向配合所述电机的编码器发送编码器零位设定指令，设置当前编码器的计数器数值为零。
9.一种伺服电机，其特征在于，包括：
电机主体、编码器；
在所述电机主体中的转子静止时，所述编码器接收编码器零位设定指令，设置当前编码器的计数器数值为零。
10.根据权利要求9所述的伺服电机，其特征在于，
在所述电机主体的转子静止之前，往所述电机主体的第一相注入第一电流，使所述转子最终稳定静止地指向所述第一相对应的位置。
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