关于机器人的电机位置测量元件

分解器:分解器用于分析处理轴的当前位置，是一种旋转式行程测量系统。

1转子

2定子

3 正弦线圈和余弦线圈

4 转子线圈

5 旋转式变压器

转子 （3）通过旋转式变压器 （2）接受一个电压装置 （1）的供电 （频率 = 8kHz）。在定子线圈 （正弦线圈和余弦线圈；5.6）内，通过感应引起与转子位置成比例的电压。

1 输入电压 （8 kHz）

2 旋转式变压器 

3 转子线圈 

4 自动同步机

5 正弦线圈

6 余弦线圈

7 转子

电压随着转子的旋转而变化。

感应引起的电压在两个测量点 （1，2）接受探测和评估。

1 第一探测点 

2 第二探测点 

3输入电压 

4转子线圈 

5 正弦线圈

6 余弦线圈

U 电压

T 时间

旋转 30 度角时的分解器感应

旋转 90 度角时的分解器感应

旋转 135 度角时的分解器感应

旋转 180 度角时的分解器感应

在库卡采用的分解器中，各设有 3 个正弦线圈和余弦线圈。 

这样，电机每一圈机械式旋转就等于分解器电旋转 3x120 度角。

电旋转一圈等于 65536 个增量 （16 比特）。 

分解器每一圈机械式旋转则等于 196608 个增量 （3*65536 增量）。

分解器以增量的形式提供位置数据 （16 Bit）。

这些位置数据在 RDC 内乘上一个内部演算系数，并换算成电机角度度数。

在 EDS 里，可保存每条轴的绝对位置值 （64 Bit）。

从该时间点开始，只能继续利用电机角度值来计算。

在校准位置并非所有轴都已设为 0° 或 90°，而是准确数据已保存在机器数据里 （$mames）

$mames[n]:轴n 的机械和数学零点之间的偏移 

REAL $MAMES[12] 

$MAMES[1]=-20.0000

$MAMES[2]=-120.000

$MAMES[3]=110.000

$MAMES[4]=0.0

$MAMES[5]=0.0

$MAMES[6]=0.0

零点校正就是对机器人的分解器进行校准.

机器人位置在极短时间间隔内、机器人停止运行时或机器人控制系统关机时被

持续保存。

1.如果两个数值相等，则将绝对位置应用到增量里，机器人也就准备就绪可以运行。

2.如果两个数值存在偏差，则必须重新校准机器人。HMI 里将显示与此相关的一条讯息.

 

 

 

RDC －旋转变压器数字转换器

RDC －分解器数字转换器将分解器的模拟数值转换为数字信号，以便将其传输至控制系统。

RDC 安装在金属外壳中，RDC 盒。 根据机器人的不同型号，或者固定在机器人支脚处或者在转盘处。

针对附加轴还可加装其他 RDC，通过 KCB - KUKA 控制器总线相互连接。

RDC 的工作任务:

生成所需的分解器激励电压用于 8 个轴。

借助安全技术分解器 （SIL2）采集八个电机的位置数据。

采集八个电机的工作温度。

采集 RDC 的温度。

与机器人控制器进行通讯。

监控旋转变压器的线路是否中断。

评估 EMD （EMD = Electronic M astering  D evice，即电子控制装置）。

将数据保存于存储卡（EDS =Electronic D ata Storage，电子数据存储器）

安全的双通道分解器评估

利用两个 FPGA  = （F ield  Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列）可进行安全的双通道式分解器评估和分解器数据分析处理。 

两个 FPGA 的任务相同，并对检测结果进行比对。

只有这样可确保至控制器的通讯连接。

如果出现故障，EtherCAT 连接将会中断。

RDC 印刷电路板上的接口

1 .. 8 : X1 .. X8 ,1 至 8 号轴的分解器接口 9: X13,RDC 存储卡的 EDS 接口 10: X20, EMD 11: X19, KCB OUT 12: X18, KCB IN 13: X17, EMD 供电电源 14: X15, 供电电源 IN

15: X16, 电源 OUT（下一 KCB 用户）

带旋转变压器的输送器 输送器的输送运动可以用旋转变压器检测。旋转变压器连接在机器人底座的RDC 空闲通道上。根据型号的不同，RDC 上有大量不同的空闲通道用于连接旋转变压器。如有必要，可通过另一个 RDC 提供额外的通道。每个机器人控制器最多可以配置 5 个输送器。 同步开关（例如光栅）可用于工件检测。为此，同步开关连接到机器人控制器其中一个可用的快速测量输入端上。  将连接线的平插头通过 SKINTOP 电缆锁紧接头插到空置的接口上。电缆锁紧接头位于 RDC 箱的侧面。插头自动锁定。

1 RDC 上空置的接口  将连接线的另一端连接到旋转变压器上。

将旋转变压器电缆连接在旋转变压器上      

编辑：何安