專利名稱：一種增量式編碼器斷線檢測方法及系統的制作方法
一種增量式編碼器斷線檢測方法及系統
技術領域：
本發明涉及一種增量式編碼器，特別設計一種增量式編碼器斷線檢測方法及系統。
背景技術：
現有技術在運動控制和電氣傳動領域中，由于增量式編碼器耐用、抗沖擊、不易受干擾、精度高等優點，得到廣泛應用。特別應用在伺服電機的驅動控制中，但是如果增量式編碼器的某一根斷線，則驅動器就不能正確的驅動控制伺服電機。如果不能準確快速的進行報警，可能會損壞伺服驅動器或出現電機飛車等情況，會造成嚴重的后果。
發明內容為了解決現有技術中增量式編碼器某一根斷線不能快速報警的問題，本發明實施例提供一種增量式編碼器斷線檢測方法及系統。本發明實施例解決上述技術問題所采取的技術方案是一種增量式編碼器斷線檢測方法，包括:將A相和B相差分信號分別轉換為A相和B相單端信號；將A相和B相單端信號的時序進行編碼；計算間隔設置的編碼連續出現相同的次數，并將其設定為錯誤次數；當所述錯誤次數大于所設定的閾值并且電機的速度不為零時，輸出故障信號。所述將A相和B相單端信號的時序進行編碼步驟包括:將A相時序和B相時序編在一起形成編碼AciBp A1B1至AnBn。所述計算間隔設置的編碼連續出現相同的次數，并將其設定為錯誤次數步驟包括:當間隔設置的編碼出現不相同時，錯誤次數從零開始。所述增量式編碼器斷線檢測方法還包括:將Z相差分信號分別轉換為Z相單端信號;記錄編碼器每圈的脈沖數；觸發實時A相或B相4倍頻計數器開始計數；當沒有收到Z相信號高電平并且實時A相或B相4倍頻計數器記錄數大于每圈脈沖數的1.5倍時輸出故障信號。所述觸發實時4倍頻計數器開始計數步驟包括:當接收到Z相信號高電平時計數
器清零。本發明還提供一種增量式編碼器斷線檢測系統，包括:差分信號轉換單元，用于將A相和B相差分信號分別轉換為A相和B相單端信號；AB相編碼單元，用于 將A相和B相單端信號的時序進行編碼；AB相編碼判斷單元，用于判斷間隔設置的編碼是否連續出現；AB相錯誤編碼計數單元，用于AB相編碼判斷單元判斷計算間隔設置的編碼連續出現時計算其出現的次數，并將其設定為錯誤次數；AB相故障判斷單元，用于判斷當所述錯誤次數大于所設定的閾值并且電機的速度不為零時，輸出故障信號。所AB相編碼單元將A相時序和B相時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置的編碼出現不相同時，發送信號給AB相錯誤編碼計數單元，所述AB相錯誤編碼計數單元清零。所述差分信號轉換單元將Z相差分信號分別轉換為Z相單端信號，還包括:編碼器脈沖計數器，用于記錄編碼器每圈的脈沖數；A相或B相4倍頻計數器，用于實時記錄A相或B相的脈沖數；Z相信號判斷單元，用 于判斷是否收到Z相信號高電平；Z相故障判斷單元，用于當沒有收到Z相信號高電平并且4倍頻計數器大于每圈脈沖數的1.5倍時輸出故障信號。所述Z相信號判斷單元判斷收到Z相信號高電平，發送信號給A相或B相4倍頻計數器，所述A相或B相4倍頻計數器清零。本發明實施例一種增量式編碼器斷線檢測方法及系統，與現有技術相比，本發明實施例對A相和B相時序進行編碼，通過檢測編碼來判斷編碼器是否出現斷線，檢測方法比較準確，并且在電機正轉和反轉時均可以對編碼器進行檢測，在任何情況和任何狀態下均可以快速準確的判斷出編碼器某一單端信號是否有斷線故障。
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖:圖1是本發明實施例一種增量式編碼器A相和B相斷線檢測方法的流程圖；圖2是本發明實施例一種增量式編碼器A相和B相時序示意圖；圖3是本發明實施例一種增量式編碼器Z相斷線檢測方法的流程圖；圖4是本發明實施例一種增量式編碼器A相和B相斷線檢測系統框圖；圖5是本發明實施例一種增量式編碼器Z相斷線檢測系統框圖。
具體實施方式下面將結合本發明實施例的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。實施例一、本發明實施例一種增量式編碼器斷線檢測方法，如圖1所示，包括:Sll:將A相和B相差分信號分別轉換為A相和B相單端信號；具體的將差分信號A+，A-轉換為A相單端信號，將差分信號B+，B-轉換為B相單
端信號。S12:將A相和B相單端信號的時序進行編碼；
具體的將A相時序和B相時序編在一起形成編碼AtlBp A1B1至AnBn。S13 :計算間隔設置的編碼連續出現相同的次數，并將其設定為錯誤次數；具體的將A相時序和B相時序編在一起形成的編碼儲存在寄存器中，計算間隔設置的編碼連續出現相同的次數，如當AtlBtl和A2B2相同時錯誤次數記為I次。例如如圖2所示，正轉時AB信號的時序為00-01-11-10，假設當AB信號其中一根線斷開的時候，信號會變為常為I或者常為0，會導致輸出的信號會變為00-01-00-01連續變化，如果沒有處理的話對于數控系統會根據反饋的信號會出現伺服電機以最大的速度開始轉動，會出現撞壞機床。當檢測間隔的兩次的狀態相同時，我們記為出現錯誤次數一次。本發明實施例檢測方法同樣適用于反轉時。S14 :判斷所述錯誤次數是否大于所設定的閾值；優選的，所述閾值的次數設定為2500次，即當連續出現2500次錯誤的時候認為是
編碼器反饋信號出現了時序異常。S15:當所述錯誤次數大于所設定的閾值并且電機的速度不為零時，進入步驟S16 ；具體的，相對于電機零速時候，由于系統有PID調節，所以存在在零速抖動的時候也容易出現錯誤的時序，因此在此程序中考慮到零速時候不會走動，需要在零速的時候屏蔽此檢測。S17 :所述步驟S14中當間隔設置的編碼出現不相同時，錯誤次數從零開始。S16 :輸出故障信號。如圖3所示，所述增量式編碼器斷線檢測方法還包括S21 :將Z相差分信號分別轉換為Z相單端信號；具體的將差分信號Z+，Z-轉換為Z相單端信號.S22 :記錄編碼器每圈的脈沖數；S23 :觸發實時A相或B相4倍頻計數器開始計數；S24 :判斷是否收到Z相信號高電平；S25 當判斷沒有收到Z相信號高電平并且實時A相或B相4倍頻計數器記錄數大于每圈脈沖數的1. 5倍時進入步驟S26 ；S26 :輸出故障信號。S27 :當步驟S24中判斷接收到Z相信號高電平時計數器清零。由于對于增量式編碼器來說每一圈就有一個Z信號，所以當檢測中四倍頻的計數中當計數值到了 I圈半的時候還沒有接收到Z信號的高電平，認為是沒有收到Z信號，此時斷開伺服使能和顯示報警。本發明實施例一種增量式編碼器斷線檢測方法，與現有技術相比，本發明實施例對A相和B相時序進行編碼，通過檢測編碼來判斷編碼器是否出現斷線，檢測方法比較準確，并且在電機正轉和反轉時均可以對編碼器進行檢測，在任何情況和任何狀態下均可以快速準確的判斷出編碼器某一單端信號是否有斷線故障。實施例二、本發明還提供一種增量式編碼器斷線檢測系統，如圖4和圖5所示，包括差分信號轉換單元，用于將A相和B相差分信號分別轉換為A相和B相單端信號；
AB相編碼單元，用于將A相和B相單端信號的時序進行編碼；AB相編碼判斷單元，用于判斷間隔設置的編碼是否連續出現；AB相錯誤編碼計數單元，用于AB相編碼判斷單元判斷計算間隔設置的編碼連續出現時計算其出現的次數，并將其設定為錯誤次數；AB相故障判斷單元，用于判斷當所述錯誤次數大于所設定的閾值并且電機的速度不為零時，輸出故障信號。所AB相編碼單元將A相時序和B相時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置的編碼出現不相同時，發送信號給AB相錯誤編碼計數單元，所述AB相錯誤編碼計數單元清零。所述差分信號轉換單元將Z相差分信號分別轉換為Z相單端信號，還包括:編碼器脈沖計數器，用于記錄編碼器每圈的脈沖數；A相或B相4倍頻計數器，用于實時記錄A相或B相的脈沖數；Z相信號判斷單元，用于判斷是否收到Z相信號高電平；Z相故障判斷單元，用于當沒有收到Z相信號高電平并且4倍頻計數器大于每圈脈沖數的1.5倍時輸出故障信號。所述Z相信號判斷單元判斷收到Z相信號高電平，發送信號給A相或B相4倍頻計數器，所述A相或B相4倍頻計數器清零。本發明實施例一種增量式編碼器斷線檢測系統，與現有技術相比，本發明實施例對A相和B相時序進行編碼，通過檢測編碼來判斷編碼器是否出現斷線，檢測方法比較準確，并且在電機正轉 和反轉時均可以對編碼器進行檢測，在任何情況和任何狀態下均可以快速準確的判斷出編碼器某一單端信號是否有斷線故障。在上述實施例中，僅對本發明實施例進行了示范性描述，但是本領域技術人員在閱讀本專利申請后可以在不脫離本發明實施例的精神和范圍的情況下對本發明實施例進行各種修改。
權利要求
1.一種增量式編碼器斷線檢測方法，其特征在于，包括: 將A相和B相差分信號分別轉換為A相和B相單端信號； 將A相和B相單端信號的時序進行編碼； 計算間隔設置的編碼連續出現相同的次數，并將其設定為錯誤次數； 當所述錯誤次數大于所設定的閾值并且電機的速度不為零時，輸出故障信號。
2.根據權利要求1所述的增量式編碼器斷線檢測方法，其特征在于，所述將A相和B相單端信號的時序進行編碼步驟包括:將A相時序和B相時序編在一起形成編碼AtlBpA1B1至AnBn。
3.根據權利要求1所述的增量式編碼器斷線檢測方法，其特征在于，所述計算間隔設置的編碼連續出現相同的次數，并將其設定為錯誤次數步驟包括:當間隔設置的編碼出現不相同時，錯誤次數從零開始。
4.根據權利要求1所述的增量式編碼器斷線檢測方法，其特征在于，還包括:將Z相差分信號分別轉換為Z相單端信號； 記錄編碼器每圈的脈沖數； 觸發實時A相或B相4倍頻計數器開始計數； 當沒有收到Z相信號高電平并且實時A相或B相4倍頻計數器記錄數大于每圈脈沖數的1.5倍時輸出故障信號。
5.根據權利要求4所述的增量式編碼器斷線檢測方法，其特征在于，所述觸發實時4倍頻計數器開始計數步驟包括:當接收到Z相信號高電平時實時A相或B相4倍頻計數器清零。
6.一種增量式編碼器斷線檢測系統，其特征在于，包括: 差分信號轉換單元，用于將A相和B相差分信號分別轉換為A相和B相單端信號； AB相編碼單元，用于將A相和B相單端信號的時序進行編碼； AB相編碼判斷單元，用于判斷間隔設置的編碼是否連續出現； AB相錯誤編碼計數單元，用于AB相編碼判斷單元判斷計算間隔設置的編碼連續出現時計算其出現的次數，并將其設定為錯誤次數； AB相故障判斷單元，用于判斷當所述錯誤次數大于所設定的閾值并且電機的速度不為零時，輸出故障信號。
7.根據權利要求6所述的增量式編碼器斷線檢測系統，其特征在于，所AB相編碼單元將A相時序和B相時序編在一起形成編碼AciBp A1B1至AnBn。
8.根據權利要求6所述的增量式編碼器斷線檢測系統，其特征在于，所述AB相編碼判斷單元判斷間隔設置的編碼出現不相同時，發送信號給AB相錯誤編碼計數單元，所述AB相錯誤編碼計數單元清零。
9.根據權利要求6所述的增量式編碼器斷線檢測系統，其特征在于，所述差分信號轉換單元將Z相差分信號分別轉換為Z相單端信號，還包括:編碼器脈沖計數器，用于記錄編碼器每圈的脈沖數;A相或B相4倍頻計數器，用于實時記錄A相或B相的脈沖數；Z相信號判斷單元，用于判斷是否收到Z相信號高電平；Z相故障判斷單元，用于當沒有收到Z相信號高電平并且4倍頻計數器大于每圈脈沖數的1.5倍時輸出故障信號。
10.根據權利要求9所述的增量式編碼器斷線檢測系統，其特征在于，所述Z相信號判斷單元判斷收到Z相信號高電平，發送信號給A相或B相4倍頻計數器，所述A相或B相4倍頻計數器清零。`
全文摘要
本發明實施例公開了一種增量式編碼器斷線檢測方法和系統，包括將A相和B相差分信號分別轉換為A相和B相單端信號；將A相和B相單端信號的時序進行編碼；計算間隔設置的編碼連續出現相同的次數，并將其設定為錯誤次數；當所述錯誤次數大于所設定的閾值并且電機的速度不為零時，輸出故障信號。本發明實施例一種增量式編碼器斷線檢測方法及系統，與現有技術相比，本發明實施例對A相和B相時序進行編碼，通過檢測編碼來判斷編碼器是否出現斷線，檢測方法比較準確，并且在電機正轉和反轉時均可以對編碼器進行檢測，在任何情況和任何狀態下均可以快速準確的判斷出編碼器某一單端信號是否有斷線故障。
文檔編號G01D18/00GK103076036SQ20121059351
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月31日 優先權日2012年12月31日
發明者蘭啟慶, 侯曉東 申請人:深圳市配天數控科技有限公司