CN109870121B - 基于程控多齿分度台的角位移传感器角度检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于程控多齿分度台的角位移传感器角度检测方法，待检光电轴角编码器主轴同时与内旋转平台定子和外旋转平台转子同轴固定连接，待检光电轴角编码器外壳与外旋转平台定子固定连接，内旋转平台转子固定在旋转主轴外周，程控多齿分度台固定连接在旋转主轴下端，反射镜安装在旋转主轴上且反射镜与光电自准直仪的光管中心位于同一直线上；通过转角产生，精度检测，转角互逆，全量程检测四步完成光电轴角传感器精度检测。本发明可以实现对不同测量精度光电轴角编码器的高精度智能检测。

Description

基于程控多齿分度台的角位移传感器角度检测方法
技术领域
本发明涉及精密轴角测量精度检测技术领域，尤其涉及一种轴角编码器精度检测方法，属于角度测量技术领域。
背景技术
测角精度是轴角编码器的重要技术指标之一，现今对光电轴角编码器精度的常用检测方法是：将多面棱体与被测光电轴角编码器进行同轴连接，旋转编码器进行角度测量记录，通过自准直仪对多面棱体进行同等旋转角度的测量，并与光电轴角编码器所得数据进行比对得出误差值。利用这种检测方法存在检测操作较为复杂、检测周期较长、所得检测点数量较少等缺陷，如何进行更高效的轴角编码器精度检测一直是相关技术领域的重点方向，现有技术领域中有两种较为典型的光电轴角编码器精度检测装置及方法。
“编码器测角精度检测装置及方法”【中国发明专利：ZL201110391655.2】，该方法以高出待检编码器三倍以上精度的高精度编码器为基准，通过驱动电机使基准编码器与待检编码器做同轴运动，将得到的输出值利用作差法得出被检编码器的精度值。该方法的不足之处在于，检测装置的整体精度由所用的基准编码器精度所决定，基准编码器与被检编码器精度差值越大其检测结果准确度越高，在高精度编码器检测技术领域，该方法并不适用。
“中小尺寸高精度编码器的精度校核方法及装置”【中国发明专利：ZL201210313096.8】，该方法将光电编码器产生的转角通过光学原理转化为光程差，利用双频激光干涉仪作为基准，通过专用的数学算法求得光电编码器的转角精度，利用该方法能够对较高精度的光电编码器精度进行检测。该方法的不足之处在于，检测装置所需成本较高、前期光学调试难度大、对环境要求严格、精度检测周期长，对于操作人员的技术要求高，无法适用于高效的工业生产现场。
发明内容
针对现有技术对光电轴角编码器精度检测装置的不足之处，本发明提供了一种基于程控多齿分度台的角位移传感器角度检测方法，可以实现对不同测量精度光电轴角编码器的高精度智能检测。
本发明采用的技术方案为：
一种基于程控多齿分度台的角位移传感器角度检测方法，待检光电轴角编码器的主轴同时与内旋转平台定子和外旋转平台转子同轴固定连接，待检光电轴角编码器外壳与外旋转平台定子固定连接，内旋转平台转子固定在旋转主轴外周，程控多齿分度台固定连接在旋转主轴下端，反射镜安装在旋转主轴上且反射镜与光电自准直仪的光管中心位于同一直线上；
通过以下步骤对待检轴角编码器进行全量程精度检测：
步骤一，转角产生：
锁定内旋转平台转子和内旋转平台定子相对位置形成固定连接，转动外旋转平台转子，通过旋转作用力，使待检光电轴角编码器的主轴、内旋转平台定子、程控多齿分度台随外旋转平台转子一同产生一个不超过光电自准直仪量程范围内的转角；
步骤二，精度检测：
利用固定在旋转主轴上的反射镜，通过光电自准直仪测量步骤一所产生转角作为基准转角，将程控多齿分度台所得数据作为误差修正转角，并记录待检光电轴角编码器在步骤一输出值，通过作差法得出待检光电轴角编码器在该转角的精度值；
步骤三，转角互逆：
解锁内旋转平台定子与内旋转平台转子的固定关系，锁定外旋转平台定子与外旋转平台转子相对位置形成固定连接，并转动内旋转平台转子，使旋转主轴、程控多齿分度台随内旋转平台转子逆向与步骤一外旋转平台转子的方向转动步骤二中光电自准直仪测得的基准角度；
步骤四，全量程检测：
解锁外旋转平台定子与外旋转平台转子固定关系，锁定内旋转平台定子与内旋转平台转子相对位置形成固定连接，转动外旋转平台转子，使待检光电轴角编码器的主轴、内旋转平台定子、旋转主轴、程控多齿分度台同时随外旋转平台转子产生一个同向转角，同步骤一且不超过光电自准直仪量程；
重复步骤一至步骤四，直至完成对待检光电轴角编码器的检测。
所述的一种基于程控多齿分度台的角位移传感器角度检测方法，内旋转平台定子与内旋转平台转子相对位置处于锁定状态时，外旋转平台定子与外旋转平台转子相对位置处于自由状态；内旋转平台定子与内旋转平台转子相对位置处于自由状态时，外旋转平台定子与外旋转平台转子相对锁定。
所述的一种基于程控多齿分度台的角位移传感器角度检测方法，内旋转平台转子与外旋转平台转子工作状态为分时逆向工作。
所述的一种基于程控多齿分度台的角位移传感器角度检测方法，程控多齿分度台由上位机控制，程控多齿分度台与旋转主轴固定连接，当内旋转平台定子与内旋转平台转子相对位置处于自由状态时，旋转程控多齿分度台做限位转动，转动外旋转平台转子，使平台转角在自准直仪量程范围之内。
本发明之基于程控多齿分度台的角位移传感器角度检测方法可以实现对不同测量精度光电轴角编码器的高精度，智能检测，与现有技术相比具有检测精度高，测量速度快、测量成本低，重复精度高结构简单，工业生产现场环境适用性高等明显优点。
附图说明
附图1是本发明基于程控多齿分度台的角位移传感器角度检测方法示意图。
图中：1-待检光电轴角编码器，2-内旋转平台转子，3-内旋转平台定子，4-外旋转平台转子，5-转台机盖，6-旋转主轴，7-转台基座，8-程控多齿分度台，9-通光孔，10-反射镜，11-外旋转平台定子，12-转台压盖，13-连接件，14-光电自准直仪。
具体实施方式
下面结合附图1和实施例对本发明做进一步说明。
首先，提供一种基于程控多齿分度台的角位移传感器角度检测装置，见图1所示，主要由待检光电轴角编码器1，内旋转平台转子2，内旋转平台定子3，外旋转平台转子4，转台机盖5，旋转主轴6，转台基座7，程控多齿分度台8，通光孔9，反射镜10，外旋转平台定子11，转台压盖12，连接件13，光电自准直仪14组成。
内旋转平台转子2固定连接在旋转主轴6外周；程控多齿分度台8固定连接在旋转主轴6下端；待检光电轴角编码器1的外壳通过螺纹固定在转台机盖5上；内旋转平台定子3和外旋转平台转子4同时与待检光电轴角编码器1的主轴通过连接件13同轴固定连接，内旋转平台定子3和内旋转平台转子2嵌于外旋转平台转子4内；外旋转平台定子11固定在转台机盖5上；反射镜10安装在旋转主轴6上，转台机盖5与转台基座7之间设有通光孔9，反射镜10和通光孔9的中心与光电自准直仪14的光管中心位于同一直线上；转台机盖5通过螺纹与转台基座7连接，转台压盖12与转台机盖5固定。
基于程控多齿分度台的角位移传感器角度检测方法，通过以下步骤实现对待检轴角编码器的全量程精度检测：
步骤一，转角产生：
锁定内旋转平台转子2和内旋转平台定子3相对位置形成固定连接，转动外旋转平台转子4，通过旋转作用力，使待检光电轴角编码器1的旋转主轴6、内旋转平台定子3、程控多齿分度台8随外旋转平台转子4一同产生一个不超过自准直仪14量程范围内的转角；
步骤二，精度检测：
利用固定在旋转主轴上的反射镜，通过光电自准直仪14测量步骤一所产生转角作为基准转角，将程控多齿分度台8所得数据作为误差修正转角，并记录待检光电轴角编码器1在步骤一输出值，通过作差法得出待检光电轴角编码器在该转角的精度值；
步骤三，转角互逆：
解锁内旋转平台定子3与内旋转平台转子2的固定关系，锁定外旋转平台定子11与外旋转平台转子4相对位置形成固定连接，并转动内旋转平台转子2，使旋转主轴6、程控多齿分度台8随内旋转平台转子2逆向与步骤1外旋转平台转子的方向转动步骤二中自准直仪14测得的基准角度；
步骤四，全量程检测：
解锁外旋转平台定子与外旋转平台转子固定关系，锁定内旋转平台定子与内旋转平台转子相对位置形成固定连接，转动外旋转平台转子，使待检光电轴角编码器1的主轴、内旋转平台定子、旋转主轴6、程控多齿分度台8同时随外旋转平台转子4产生一个同向转角，同步骤一且不超过光电自准直仪14量程。
重复步骤一至步骤四，直至完成对待检光电轴角编码器1的检测。
当内旋转平台定子3与内旋转平台转子2相对位置处于锁定状态时，外旋转平台定子11与外旋转平台转子4相对位置处于自由状态，内旋转平台定子3与内旋转平台转子2相对位置处于自由状态时，外旋转平台定子11与外旋转平台转子4相对锁定。
程控多齿分度台8由上位机控制，程控多齿分度台8与旋转主轴6成固定连接，当内旋转平台定子3与内旋转平台转子2相对位置处于自由状态时，旋转程控多齿分度台做限位转动，转动外旋转平台转子4，使平台转角在自准直仪量程范围之内。
内旋转平台转子2与外旋转平台转子4工作状态为分时逆向工作。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例之一，并非用于对限定本发明的保护范围。凡是根据本发明方法实质做出的实施例，均仍属于本发明技术方案保护范围内。

Claims (3)

1.一种基于程控多齿分度台的角位移传感器角度检测方法，其特征在于，待检光电轴角编码器的主轴同时与内旋转平台定子和外旋转平台转子同轴固定连接，待检光电轴角编码器外壳与外旋转平台定子固定连接，内旋转平台转子固定在旋转主轴外周，程控多齿分度台固定连接在旋转主轴下端，反射镜安装在旋转主轴上且反射镜与光电自准直仪的光管中心位于同一直线上；
通过以下步骤对待检轴角编码器进行全量程精度检测：
步骤一，转角产生：
锁定内旋转平台转子和内旋转平台定子相对位置形成固定连接，转动外旋转平台转子，通过旋转作用力，使待检光电轴角编码器的主轴、内旋转平台定子、程控多齿分度台随外旋转平台转子一同产生一个不超过光电自准直仪量程范围内的转角；
步骤二，精度检测：
利用固定在旋转主轴上的反射镜，通过光电自准直仪测量步骤一所产生转角作为基准转角，将程控多齿分度台所得数据作为误差修正转角，并记录待检光电轴角编码器在步骤一输出值，通过作差法得出待检光电轴角编码器在该基准转角的精度值；
步骤三，转角互逆：
解锁内旋转平台定子与内旋转平台转子的固定关系，锁定外旋转平台定子与外旋转平台转子相对位置形成固定连接，并转动内旋转平台转子，使旋转主轴、程控多齿分度台随内旋转平台转子逆向与步骤一外旋转平台转子的方向转动步骤二中光电自准直仪测得的基准角度；
步骤四，全量程检测：
解锁外旋转平台定子与外旋转平台转子固定关系；
重复步骤一至步骤四，直至完成对待检光电轴角编码器的检测。
2.如权利要求1所述的一种基于程控多齿分度台的角位移传感器角度检测方法，其特征在于，所述内旋转平台定子与内旋转平台转子相对位置处于锁定状态时，外旋转平台定子与外旋转平台转子相对位置处于自由状态；内旋转平台定子与内旋转平台转子相对位置处于自由状态时，外旋转平台定子与外旋转平台转子相对锁定。
3.如权利要求1所述的一种基于程控多齿分度台的角位移传感器角度检测方法，其特征在于，所述内旋转平台转子与外旋转平台转子工作状态为分时逆向工作。
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