一切都需要校准

在机器人轴上有三个“危险点”(红色所示)，测量不确定度水平可能会受到影响。

当涉及到极端高精度的运动控制时，例如在用于制造几十纳米级关键尺寸的集成电路的精确线性编码器上标记基准，温度变化通常被认为是最严重的问题。这些编码器必须制造到皮米级的精度。

另一方面，当机器人在航空航天公司的CNC加工过程中使用时，关键部件的公差可能比高精度编码器制造所需的公差要粗5到6个数量级。校准温度变化就不那么重要了。

这些故事的寓意是，关于校准的问题总是必须在上下文中得到回答。

在CNC的精度水平上，提供反馈的绝对编码器可能完全稳定。它们是由Zerodur玻璃制成的，这是一种“零温度系数”玻璃。它们也是旋转编码器，受温度变化的影响比线性编码器小得多。传统的校准——观察随着组件老化而发生的漂移——对于应用来说是不必要的。

编码器危险点

然而，一般来说，校准并不局限于由于老化而产生的缓慢变化。任何可能影响最终刀具位置精度的因素都在校准部门的职责范围内。因此，在典型机器人的结构中寻找可能产生测量误差的危险点是很重要的。

光学旋转编码器由一个编码器盘组成，该编码器盘携带蚀刻基准，其运动经过读出传感器产生输出信号。编码器磁盘通常安装在驱动它们所服务的轴的电机外壳上，传感器连接到输出轴上。除了编码器盘的灾难性破坏或传感器的故障，只有三个地方会发生一些事情来降低测量精度。

一个危险点是编码器附着在结构上的位置。如果编码器盘相对于支撑结构滑动，测量将受到影响。类似地，如果传感器附件相对于承载工具的杠杆(钟曲柄，或任何你想叫它的东西)滑动，测量将受到影响。最后，如果杠杆臂本身由于任何原因弯曲、弯曲或改变尺寸，数控工具点将不在控制器认为的位置。

Heidenhain自动化部门的全国销售和产品经理Tom Wyatt和机器人制造商Stäubli Corp.的应用工程师Chad Henry都认为提供冗余编码器信号是解决这些问题的方法。

除了绝对编码器信号外，机器人控制器还可以使用冗余信号来跟踪运动。任何严重到足以导致编码器打滑或手臂永久变形的事件(例如与错误的叉车碰撞)也会导致冗余信号错过计数。通过不断监测通过冗余通道报告的位置，控制器可以识别编码器滑动事件并发出警报。

没有必要“修复”编码器。从编码器滑移中恢复只需要为绝对编码器找到一个新的偏移值，并将相对编码器的位置寄存器归零。

作者信息

C.G. Masi是一名高级编辑控制工程．通过电子邮件联系他charlie.masi@reedbusiness.com．

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