本申請涉及編碼器控制，且更為具體地，涉及一種高響應的編碼器位置隨動控制方法及裝置。

背景技術：

1、在機床機械手控制系統(tǒng)中，示教器(上位機)與控制器(下位機)之間通過串口線進行交互通訊。用戶通過操作示教器將相應指令下發(fā)給控制器，控制器再檢測指令的類型，若為伺服指令，則控制器解析后將伺服驅動器需執(zhí)行的目標位置、速度計算出后，再將這些數(shù)據(jù)發(fā)送給伺服驅動器，以達到機械手運行的目的。在所有指令中，有一類伺服指令為滾輪(編碼器)的操作指令。當用戶滾動滾輪時，示教器會檢測到滾輪的轉動并計算出需要移動的距離，然后將該距離發(fā)送給控制器。然而，由于串口通訊本身固有的延時特性，加上控制器解析指令、計算目標位置以及向伺服驅動器發(fā)送指令所需的時間，整個過程可能會產(chǎn)生顯著的延遲。由于上述提到的各種處理時間和通訊延時，當用戶連續(xù)滾動滾輪時，伺服驅動器不能立即響應新的位置指令，而是表現(xiàn)出走走停停的現(xiàn)象。這意味著系統(tǒng)的實時性和響應速度受到了限制，無法提供流暢的操作體驗。

2、此外，由于每次滾輪操作后都需要經(jīng)過一系列的計算和傳輸步驟才能更新伺服驅動器的位置，因此在連續(xù)滾動過程中，伺服驅動器的動作顯得不夠平滑，影響了整體運行效果。尤其是在高精度要求的應用場景下，這樣的行為可能導致任務失敗或者產(chǎn)品質量下降。隨著滾輪的連續(xù)滾動，如果控制器未能及時接收到最新的位置信息，就會導致伺服驅動器基于過時的數(shù)據(jù)工作，從而進一步加劇了動作的不連貫性和響應遲緩的問題。

3、因此，期望一種優(yōu)化的編碼器位置隨動控制方案。

技術實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┮环N高響應的編碼器位置隨動控制方法及裝置，其直接將編碼器信號連接到控制器的io端口，并采用更高效的軟件算法來處理編碼器信號，從而減少了中間環(huán)節(jié)的延遲，提高了系統(tǒng)的響應速度和動作連貫性。也就是說，由于將編碼器的信號線直接接到了控制器，通過控制器檢測編碼器(滾輪)的正轉或反轉以及單位時間內編碼器產(chǎn)生的脈沖個數(shù)，以此計算出機械手需要運行的目標位置和目標速度，將目標位置和目標速度發(fā)送給伺服驅動器，從而實現(xiàn)滾輪即走即停的效果，并且移動的位置與滾輪滾動的個數(shù)一致，位置精確，以達到滾輪與控制器間高響應的運行效果。

2、第一方面，提供了一種高響應的編碼器位置隨動控制方法，包括：

3、獲取由用戶通過滾輪編碼器發(fā)出的a相脈沖信號和b相脈沖信號；

4、將所述a相脈沖信號和所述b相脈沖信號通過io端口傳輸至控制器；

5、所述控制器基于所述a相脈沖信號和所述b相脈沖信號確定機械手的移動更新距離；

6、基于所述移動更新距離和所述機械手的當前位置坐標，確定所述機械手的目標位置坐標；

7、基于所述a相脈沖信號和所述b相脈沖信號確定所述滾輪編碼器的轉動次數(shù)，并基于所述轉動次數(shù)確定下發(fā)給伺服驅動器運行的目標速度；

8、將所述機械手的目標位置坐標和所述目標速度發(fā)送給伺服驅動器用以驅動所述伺服驅動器。

9、第二方面，提供了一種高響應的編碼器位置隨動控制裝置，包括：

10、脈沖信號獲取模塊，用于獲取由用戶通過滾輪編碼器發(fā)出的a相脈沖信號和b相脈沖信號；

11、脈沖信號傳輸模塊，用于將所述a相脈沖信號和所述b相脈沖信號通過io端口傳輸至控制器；

12、移動更新距離確定模塊，用于所述控制器基于所述a相脈沖信號和所述b相脈沖信號確定機械手的移動更新距離；

13、目標位置坐標確定模塊，用于基于所述移動更新距離和所述機械手的當前位置坐標，確定所述機械手的目標位置坐標；

14、目標速度確定模塊，用于基于所述a相脈沖信號和所述b相脈沖信號確定所述滾輪編碼器的轉動次數(shù)，并基于所述轉動次數(shù)確定下發(fā)給伺服驅動器運行的目標速度；

15、伺服驅動指令生成模塊，用于將所述機械手的目標位置坐標和所述目標速度發(fā)送給伺服驅動器用以驅動所述伺服驅動器。

16、本申請?zhí)峁┑囊环N高響應的編碼器位置隨動控制方法及裝置，其直接將編碼器信號連接到控制器的io端口，并采用更高效的軟件算法來處理編碼器信號，從而減少了中間環(huán)節(jié)的延遲，提高了系統(tǒng)的響應速度和動作連貫性。也就是說，由于將編碼器的信號線直接接到了控制器，通過控制器檢測編碼器(滾輪)的正轉或反轉以及單位時間內編碼器產(chǎn)生的脈沖個數(shù)，以此計算出機械手需要運行的目標位置和目標速度，將目標位置和目標速度發(fā)送給伺服驅動器，從而實現(xiàn)滾輪即走即停的效果，并且移動的位置與滾輪滾動的個數(shù)一致，位置精確，以達到滾輪與控制器間高響應的運行效果。

技術特征：

1.一種高響應的編碼器位置隨動控制方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的高響應的編碼器位置隨動控制方法，其特征在于，所述控制器基于所述a相脈沖信號和所述b相脈沖信號確定機械手的移動更新距離，包括：

3.根據(jù)權利要求2所述的高響應的編碼器位置隨動控制方法，其特征在于，分別對所述a相脈沖信號二維時頻圖和所述b相脈沖信號二維時頻圖進行信號時頻語義特征提取以得到a相脈沖信號時頻特征圖和所述b相脈沖信號時頻特征圖，包括：

4.根據(jù)權利要求3所述的高響應的編碼器位置隨動控制方法，其特征在于，構建所述a相脈沖信號時頻特征和所述b相脈沖信號時頻特征之間的正反a相-b相脈沖信號時頻雙視角注意力平衡場，包括：

5.根據(jù)權利要求4所述的高響應的編碼器位置隨動控制方法，其特征在于，基于所述a相脈沖信號時頻特征單應性投影編碼向量和所述b相脈沖信號時頻特征單應性投影編碼向量，構造正向a相-b相脈沖信號時頻注意力得分場和反向a相-b相脈沖信號時頻注意力得分場，包括：

6.根據(jù)權利要求5所述的高響應的編碼器位置隨動控制方法，其特征在于，計算所述a相脈沖信號時頻特征單應性投影編碼向量相對于所述b相脈沖信號時頻特征單應性投影編碼向量的正向注意力得分場以得到所述正向a相-b相脈沖信號時頻注意力得分場，包括：計算所述a相脈沖信號時頻特征單應性投影編碼向量與所述b相脈沖信號時頻特征單應性投影編碼向量的轉置向量的乘積后，將得到的a相-b相脈沖信號時頻交互矩陣與所述b相脈沖信號時頻特征單應性投影編碼向量的長度的平方根進行按位置相除以得到a相-b相脈沖信號時頻交互關聯(lián)矩陣作為所述正向a相-b相脈沖信號時頻注意力得分場。

7.根據(jù)權利要求6所述的高響應的編碼器位置隨動控制方法，其特征在于，基于所述正反a相-b相脈沖信號時頻雙視角注意力平衡場，對所述a相脈沖信號時頻特征和所述b相脈沖信號時頻特征進行調制后再進行交互響應分析以得到所述a相-b相脈沖信號時頻特征交互響應編碼特征，包括：

8.根據(jù)權利要求7所述的高響應的編碼器位置隨動控制方法，其特征在于，基于所述a相-b相脈沖信號時頻特征交互響應編碼特征，確定機械手的移動更新距離，包括：將所述a相-b相脈沖信號時頻特征交互響應編碼向量通過基于解碼器的機械手移動距離解析器以得到機械手的移動更新距離推薦解碼值。

9.一種高響應的編碼器位置隨動控制裝置，其特征在于，包括：

10.根據(jù)權利要求9所述的高響應的編碼器位置隨動控制裝置，其特征在于，所述移動更新距離確定模塊，包括：

技術總結
本申請涉及編碼器控制技術領域，其具體地公開了一種高響應的編碼器位置隨動控制方法及裝置，其直接將編碼器信號連接到控制器的IO端口，并采用更高效的軟件算法來處理編碼器信號，從而減少了中間環(huán)節(jié)的延遲，提高了系統(tǒng)的響應速度和動作連貫性。也就是說，由于將編碼器的信號線直接接到了控制器，通過控制器檢測編碼器(滾輪)的正轉或反轉以及單位時間內編碼器產(chǎn)生的脈沖個數(shù)，以此計算出機械手需要運行的目標位置和目標速度，將目標位置和目標速度發(fā)送給伺服驅動器，從而實現(xiàn)滾輪即走即停的效果，并且移動的位置與滾輪滾動的個數(shù)一致，位置精確，以達到滾輪與控制器間高響應的運行效果。

技術研發(fā)人員：鄧進鋒,章林,何倩倩,齊昌全,宋學剛,陳梓冠
受保護的技術使用者：深圳市朗宇芯科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/4/24