CN113125506B - 光栅尺、磁栅尺的诊断方法、***及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及测控诊断技术领域，公开了一种光栅尺、磁栅尺的诊断方法、***及存储介质，其方法包括：采集驱动器输出至电机的第一电流；基于预设时间间隔，采集驱动器输出至电机的第二电流；对第一电流和第二电流执行求导操作，得到第一数据组；对第一数据组执行分析，获取分析结果。本发明至少具有以下有益效果：能够在机台装配时就能自检直线电机，判定栅尺损伤点或导轨平行度是否有较大问题，且精准定位到电机坐标，方便问题的排查。
Description
技术领域
本发明涉及测控诊断技术领域，特别涉及一种光栅尺、磁栅尺的诊断方法、***及存储介质。
背景技术
在图像传感器的分辨率不断增加和单像素尺寸不断减小的情况下，镜头与图像传感器的相对定位对外部震动要求越来越高。在自动AA机台(Active Alignment，即主动对位，是一项确定零配件装配过程中相对位置的技术)生产时，为追求生产效率，上下料电机往往速度会很快，电机高速运动必然会产生较大震动。在电机安装理想状况下，运动控制***会平稳的控制电机，但电机会因为磁栅或是导轨问题，经过反馈控制***导致运动控制的电流突变，使电机推力极速上升，从而对整个机台产生冲击，导致较大震动对AA产生影响。
在整个设备生产调试过程中，往往是机台调试到最终阶段后已经对AA产生了影响，才发现电机震动过大，此时，会对项目进度产生严重影响，且无法精准定位震动产生位置。
目前现有技术中，对磁栅/光栅一般检测坏点只能通过装配人员通过外观检查，也没有量化的标准，并且磁栅/光栅很容易会有一些暗伤是无法通过肉眼观察出来的。往往出了问题都流向了机器生产的调试阶段才发现，增加了返工难度严重影响项目进度。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种光栅尺、磁栅尺的诊断方法，能够在装配时就可以自检直线电机，判定栅尺损伤点。
本发明还提出一种具有上述光栅尺、磁栅尺的诊断方法的光栅尺、磁栅尺的诊断***。
本发明还提出一种具有上述光栅尺、磁栅尺的诊断方法的计算机可读存储介质。
根据本发明的第一方面实施例的光栅尺、磁栅尺的诊断方法，包括以下步骤：采集驱动器输出至电机的第一电流；基于预设时间间隔，采集驱动器输出至所述电机的第二电流；对所述第一电流和所述第二电流执行求导操作，得到第一数据组；对所述第一数据组执行分析，获取分析结果。
根据本发明的一些实施例，还包括：采集标准机台中的所述第一数据组作为标准数据组；按照预设分析方法对所述标准数据组执行分析，获取标准分析结果。
根据本发明的一些实施例，还包括：按照预设分析方法对所述第一数据组执行分析，获取第一数据组分析结果；将所述第一数据组分析结果与所述标准分析结果进行比较，得到基于所述第一数据组的诊断结果并将所述诊断结果以可视化界面进行展示；其中，所述预设分析方法包括聚类分析法、因子分析法、相关分析法、关联分析法及方差分析法。
根据本发明的一些实施例，还包括：当所述第一数据组的诊断结果为大于预设阈值时，执行报警操作；所述报警操作包括声音报警，显示屏闪光报警，对话框抖动报警及消息弹出报警。
根据本发明的一些实施例，还包括：PLC发送位置指令至所述驱动器，所述驱动器基于所述位置指令驱动电机；在电机运动过程中，采集所述驱动器输出至所述电机的第一电流。
根据本发明的一些实施例，还包括：所述驱动器接收编码器反馈的反馈脉冲，基于所述反馈脉冲计算所述光栅尺或所述磁栅尺的位置信息。
根据本发明的一些实施例，所述预设时间间隔不大于1ms。
根据本发明的第二方面实施例的光栅尺、磁栅尺的诊断***，包括：工控机，所述工控机用于生成所述光栅尺、磁栅尺的诊断方法的代码；PLC，与所述工控机双向连接，用于根据所述工控机的命令发送位置指令并接收驱动器反馈的电流信息和位置信息至所述工控机；驱动器，与所述PLC双向连接，用于接收所述PLC发送的位置指令并根据所述位置指令驱动电机运动；电机，接收所述驱动器的指令并执行相应的操作；编码器，用于输出反馈脉冲至所述驱动器，所述反馈脉冲包括磁栅或光栅的位置信息。
根据本发明的一些实施例，所述工控机与所述PLC通过以太网口连接，所述PLC与所述驱动器通过以太网口连接。
根据本发明的第三方面实施例的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时能够执行上述任一项所述的光栅尺、磁栅尺的诊断方法的步骤。
根据本发明实施例的光栅尺、磁栅尺的诊断方法，至少具有如下有益效果：能够在机台装配时就能自检直线电机，判定栅尺损伤点或导轨平行度是否有较大问题，且精准定位到电机坐标，方便问题的排查。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例之一的方法的流程示意图；
图2为本发明实施例之二的方法的流程示意图；
图3为本发明实施例的数据分析结果显示示意图；
图4为本发明实施例之三的方法的流程示意图；
图5为本发明实施例的***的模块示意框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
应理解，本发明实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
术语解释：
PLC：可编程控制器。
直线电机是一个闭环***，***会根据磁栅的位置反馈，来实时调整输出电流，当位置反馈与规划的运动参数出现滞后，***将加大对电机的输出电流来做实时的调整。发明人发现，通过位置反馈出现滞后，可以判断出，此时极有可能是磁栅/光栅出现了坏点，导致实时位置反馈丢失或是导轨平行度差异过大导致某段位置阻力突变。
参照图1，图1示出了本发明实施例之一的方法的流程示意图，本发明的实施例的方法包括：
采集驱动器输出至电机的第一电流，可以理解的是，该电流是能够驱动电机运行的电流；
基于预设时间间隔，该预设时间间隔可以根据实际电机运行情况和机台的运行标准进行设置，通常设置为小于1ms，通过发明人的反复实验验证，基于该预设时间，能够在***资源和故障检查中取得最大的平衡，使得在尽可能小的资源耗费下能够及时准确的采集到更有效的反映出磁栅、光栅问题点的数据，基于该时间间隔，采集驱动器输出至电机的第二电流；
对第一电流和第二电流执行求导操作，得到第一数据组；
对第一数据组执行分析，获取分析结果。
需要说明的是，通过采集驱动器驱动电机的电流，并对电流的变化率进行计算，当电流的变化率突然增大时，根据常规积累的经验值，就能够判定此时磁栅尺或光栅尺存在坏点或暗伤。
图2为本发明实施例之二的方法的流程示意图，包括：
采集标准机台中的第一数据组作为标准数据组；
按照预设分析方法对标准数据组执行分析，获取标准分析结果；
按照预设分析方法对第一数据组执行分析，获取第一数据组分析结果；
将第一数据组分析结果与标准分析结果进行比较，得到基于第一数据组的诊断结果并将诊断结果以可视化界面进行展示；
其中，预设分析方法包括聚类分析法、因子分析法、相关分析法、关联分析法及方差分析法。
其中本发明一个具体的实施例为，通过测试及各种检测手段筛选出一台符合各项准则要求的标准机台，对标准机台中驱动器的驱动电机的电流进行采样，按照预设间隔时间对电流进行持续采样，该预设时间间隔可以根据实际电机运行情况和机台的运行标准进行设置，通常设置为小于1ms，通过发明人的反复实验验证，基于该预设时间，能够在***资源和故障检查中取得最大的平衡，使得在尽可能小的资源耗费下能够及时准确的采集到更有效的反映出磁栅、光栅问题点的数据，通过对采样的数据进行求导操作，可以得到基于标准机台的标准数据组，标准数据组可以看作是一种测试机台的测试准则，对标准测试组的数据执行分析，得到基于标准机台的分析结果，在此基础上，对测试机台的采集数据进行分析，与标准机台的采集数据进行比较，就可以得到初步的诊断结果。
本发明中，对采集的电流执行求导操作的其中一个实施例是，对驱动器输出的驱动电机运动的电流数据按照预设时间间隔进行采样，预设时间间隔需要足够小，其中，可以采取每1ms采样一个点，并对相邻两个采样点的电流执行求导操作，于此，能够获得该段运动过程的电流变化率曲线。一般曲线变化率会在一个区间波动，如图3所示，若出现阶跃型变化，参考图3中曲线在采样点200左右的阶跃变动，基于此，则可以反映出磁栅/光栅有坏点或导轨摩擦力突变的问题。
在本发明的一些实施例中，还包括：
当第一数据组的诊断结果为大于预设阈值时，执行报警操作；
报警操作包括但不限于声音报警，显示屏闪光报警，对话框抖动报警及消息弹出报警。
在本发明的一些实施例中，还包括：
PLC发送位置指令至驱动器，驱动器基于位置指令驱动电机运动；
在电机运动过程中，采集驱动器输出至电机的第一电流。
在本发明的一些实施例中，还包括：
驱动器接收编码器反馈的反馈脉冲，基于反馈脉冲计算光栅尺或磁栅尺的位置信息。
可以理解的是，在实际的应用场景中，一个机台往往包括多个电机，测试中，需要对多个电机进行测试，为了测试方便，可以将电机设为轴号，在驱动电机运行时，可以根据具体的轴号设置不同的运行参数，这些参数可以在人机交互界面进行显示，方便实验员的设置，在一些具体的实施例中，这些参数包括轴号，错误码，当前位置，当前电机运行速度，电机运行加速度，运行减速度，当前编码器反馈的磁栅绝对位置和相对位置，还包括采集数据的显示和对数据的分析框，其中至少包括采集数据的文件保存路径，数据的变化率的最大值和出现最大值时候的坐标位置。
在本发明的一些实施例中，预设时间间隔不大于1ms。
图4为本发明实施例之三的方法的流程示意图，包括：
工控机构建光栅尺、磁栅尺诊断方法的代码，将代码下发至PLC，PLC根据代码处理逻辑并发送位置指令至驱动器，驱动器处理位置指令并根据位置指令驱动电机运动。
在电机的运动过程中，编码器反馈脉冲，驱动器处理并转换反馈脉冲，反馈驱动器内部电流和位置信息至PLC，PLC获取电流和位置信息并发送至工控机，工控机获取数据处理数据并进一步以可视化界面展示。
在本发明一些实施例中，还包括一种光栅尺、磁栅尺的诊断***，如图5所示，该诊断***使用上述的光栅尺、磁栅尺的任一项诊断方法，包括：
工控机，工控机用于生成光栅尺、磁栅尺的诊断方法的代码；
PLC，与工控机双向连接，用于根据工控机的命令发送位置指令并接收驱动器反馈的电流信息和位置信息至工控机；
驱动器，与PLC双向连接，用于接收PLC发送的位置指令并根据位置指令驱动电机运动；
电机，包括光/磁栅尺，根据驱动器的指令执行移动操作；
编码器，用于输出反馈脉冲至驱动器，反馈脉冲包括磁栅或光栅的位置信息。
在本发明一些具体的实施例中，工控机与PLC通过以太网口连接，PLC与驱动器通过以太网口连接。
在本发明一些实施例中，还包括一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的光栅尺、磁栅尺的任一项诊断方法。
根据本发明实施例的光栅尺、磁栅尺的诊断方法，能够在机台装配时就能自检直线电机，判定栅尺损伤点或导轨平行度是否有较大问题，且精准定位到电机坐标，方便问题的排查。
尽管本文描述了具体实施方案，但是本领域中的普通技术人员将认识到，许多其它修改或另选的实施方案同样处于本公开的范围内。例如，结合特定设备或组件描述的功能和/或处理能力中的任一项可以由任何其它设备或部件来执行。另外，虽然已根据本公开的实施方案描述了各种例示性具体实施和架构，但是本领域中的普通技术人员将认识到，对本文的例示性具体实施和架构的许多其它修改也处于本公开的范围内。
上文参考根据示例性实施方案的***、方法、***和/或计算机程序产品的框图和流程图描述了本公开的某些方面。应当理解，框图和流程图中的一个或多个块以及框图和流程图中的块的组合可分别通过执行计算机可执行程序指令来实现。同样，根据一些实施方案，框图和流程图中的一些块可能无需按示出的顺序执行，或者可以无需全部执行。另外，超出框图和流程图中的块所示的那些部件和/或操作以外的附加部件和/或操作可存在于某些实施方案中。
因此，框图和流程图中的块支持用于执行指定功能的装置的组合、用于执行指定功能的元件或步骤的组合以及用于执行指定功能的程序指令装置。还应当理解，框图和流程图中的每个块以及框图和流程图中的块的组合可以由执行特定功能、元件或步骤的专用硬件计算机***或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。
本文的程序模块、应用程序等可包括一个或多个软件组件，包括例如软件对象、方法、数据结构等。每个此类软件组件可包括计算机可执行指令，计算机可执行指令响应于执行而使本文的功能的至少一部分(例如，本文的例示性方法的一种或多种操作)被执行。
软件组件可以用各种编程语言中的任一种来编码。一种例示性编程语言可以为低级编程语言，诸如与特定硬件体系结构和/或操作***平台相关联的汇编语言。包括汇编语言指令的软件组件可能需要在由硬件架构和/或平台执行之前由汇编程序转换为可执行的机器代码。另一种示例性编程语言可以为更高级的编程语言，其可以跨多种架构移植。包括更高级编程语言的软件组件在执行之前可能需要由解释器或编译器转换为中间表示。编程语言的其它示例包括但不限于宏语言、外壳或命令语言、作业控制语言、脚本语言、数据库查询或搜索语言、或报告编写语言。在一个或多个示例性实施方案中，包含上述编程语言示例中的一者的指令的软件组件可直接由操作***或其它软件组件执行，而无需首先转换成另一种形式。
软件组件可存储为文件或其它数据存储构造。具有相似类型或相关功能的软件组件可一起存储在诸如特定的目录、文件夹或库中。软件组件可为静态的(例如，预设的或固定的)或动态的(例如，在执行时创建或修改的)。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (8)
1.一种光栅尺、磁栅尺的诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：
采集驱动器输出至电机的第一电流；
基于预设时间间隔，采集驱动器输出至所述电机的第二电流；
对所述第一电流和所述第二电流执行求导操作，得到第一数据组；
对所述第一数据组执行分析，获取分析结果；
其中，所述诊断方法还包括：
PLC发送位置指令至所述驱动器，所述驱动器基于所述位置指令驱动电机；
在电机运动过程中，采集所述驱动器输出至所述电机的第一电流；
所述驱动器接收编码器反馈的反馈脉冲，基于所述反馈脉冲计算所述光栅尺或所述磁栅尺的位置信息；
其中，所述对所述第一数据组执行分析，获取分析结果，包括：
当所述第一数据组表征电流的变化率突然增大，确定此时所述光栅尺或所述磁栅尺存在坏点或暗伤。
2.根据权利要求1所述的光栅尺、磁栅尺的诊断方法，其特征在于，还包括：
采集标准机台中的所述第一数据组作为标准数据组；
按照预设分析方法对所述标准数据组执行分析，获取标准分析结果。
3.根据权利要求2所述的光栅尺、磁栅尺的诊断方法，其特征在于，还包括：
按照预设分析方法对所述第一数据组执行分析，获取第一数据组分析结果；
将所述第一数据组分析结果与所述标准分析结果进行比较，得到基于所述第一数据组的诊断结果并将所述诊断结果以可视化界面进行展示；
其中，所述预设分析方法包括聚类分析法、因子分析法、相关分析法、关联分析法及方差分析法。
4.根据权利要求3所述的光栅尺、磁栅尺的诊断方法，其特征在于，还包括：
当所述第一数据组的诊断结果为大于预设阈值时，执行报警操作；
所述报警操作包括声音报警，显示屏闪光报警，对话框抖动报警及消息弹出报警。
5.根据权利要求1所述的光栅尺、磁栅尺的诊断方法，其特征在于，所述预设时间间隔不大于1ms。
6.一种光栅尺、磁栅尺的诊断***，使用权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，包括：
工控机，所述工控机用于生成所述光栅尺、磁栅尺的诊断方法的代码；
PLC，与所述工控机双向连接，用于根据所述工控机的命令发送位置指令并接收驱动器反馈的电流信息和位置信息至所述工控机；
驱动器，与所述PLC双向连接，用于接收所述PLC发送的位置指令并根据所述位置指令驱动电机运动；
电机，接收所述驱动器的指令并执行相应的操作；
编码器，用于输出反馈脉冲至所述驱动器，所述反馈脉冲包括磁栅或光栅的位置信息。
7.根据权利要求6所述的光栅尺、磁栅尺的诊断***，其特征在于，所述工控机与所述PLC通过以太网口连接，所述PLC与所述驱动器通过以太网口连接。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项的方法。
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