一种用于编码器检测的微型检测工装的制作方法

本发明涉及编码器检测，具体涉及一种用于编码器检测的微型检测工装。

背景技术：

1、编码器是工业自动化、机器人、数控机床及航空航天等系统中实现位置和速度闭环控制的核心传感器。随着应用场景对设备小型化和集成度的要求不断提高，编码器本身的体积也在持续缩小。例如，在机器人关节、微型伺服驱动等空间受限场合，外径30mm～60mm的小型化编码器已成为主流选择。

2、然而，编码器本体的小型化并未同步带动检测设备的小型化。目前，编码器精度和性能的常规检测仍依赖以下大型设备：

3、一）精度检测依赖大型光学基准装置。编码器的角度误差检测通常以更高精度的角度基准作为参照。常用的方案包括多面棱体配合自准直仪、高精度圆光栅或激光干涉仪等。该类基准装置为保证光学路径稳定和机械刚度，通常需安装在数米长的光学平台上，整体占用空间较大，且对环境振动和温度有严格要求，难以移动作业。

4、二）误码与信号完整性检测依赖手动操作台。多圈绝对值编码器的误码检测传统上采用人工旋转轴系、同时观察二进制指示灯进位的方式完成。为保证旋转圈数覆盖全部量程，如4096圈，通常需借助减速驱动台或手摇转台，该操作台配备手轮和减速机构，体积相当于台式仪器，且检测效率低、易漏检。

5、三）综合性能测试需多设备组合。编码器出厂前的综合性能验证，包括启动扭矩、动态响应、抗干扰能力等需分别在不同测试台上完成，各测试台均为独立的柜式或台式设备，整体占用实验室面积较大。

6、上述检测设备体积庞大的根本原因在于：编码器的精度等级依赖于更高精度的外部基准进行比对，而高精度基准自身的物理实现（光学元件尺寸、机械结构刚度、抗振设计）决定了其难以小型化；同时，多圈编码器的检测需要覆盖数千米机械角的全量程旋转，驱动装置必须提供足够的扭矩和稳定的减速比，进一步增加了设备体积。例如公开号为cn107064562b，名称为一种光电编码器输出转速误差的标定装置的中国专利中，光是机械驱动装置，零部件就多达12件。

7、针对上述问题，专利cn223485201u提出了一种高精度机械式编码器多圈模组，采用空心轴一体化设计和自定心抱轴式锁紧结构，在简化装配的同时将多圈精度提升至±0.01°，体积较传统设计缩小约30%。但该编码器的精度指标和安装方式与传统产品存在显著差异，现有大型检测设备不仅在体积上不匹配便携化需求，其装夹接口和检测流程也未能针对该空心轴结构进行优化。因此，亟需一种专门针对该新型编码器设计的微型化检测装置，在保证检测可靠性的前提下显著缩小设备体积，满足产线快速抽检和现场维护场景下的便携使用需求。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中存在的缺陷，从而提供一种用于编码器检测的微型检测工装。

2、一种用于编码器检测的微型检测工装，包括：电路板和电机，还包括：

3、由多层支撑板从上之下依次间隙连接构成的多层支撑架；电路板置于多层支撑架顶面；电机置于多层支撑架上置物孔内；

4、电路板内置的主控模块内设有：

5、通信模式切换单元，用于通过复用引脚配置在ssi同步串行模式与uart异步串行模式之间动态切换，以在同一物理引脚簇上兼容编码器的不同通信协议；

6、跳圈检测单元，内置数据交叉缓存算法和微分算法与电机配合，通过电机驱动编码器内模组旋转预设圈数，对比模组输出的圈数信号与理论圈数，判定圈数计数是否正确；

7、批量测试控制单元，用于按预设时序自动执行以下测试工序：12v电源上电检测工序、5v电源上电检测工序、编码器清零初始化工序、电机正反转跑合工序、断电记忆保持工序。

8、优选的，通信模式切换单元通过同一物理引脚簇实现ssi同步串行模式与uart异步串行模式的互斥切换；

9、其中，在ssi同步串行模式下，第一时钟引脚配置为复用推挽输出，第一数据引脚配置为浮空输入，以构成spi主机接口；

10、在uart异步串行模式下，第二发送引脚配置为复用推挽输出，第二接收引脚配置为浮空输入，以构成异步串行接口；

11、第一时钟引脚、第一数据引脚与第二发送引脚、第二接收引脚共用同一物理引脚簇，通过寄存器位清零与置位操作实现模式切换。

12、优选的，12v电源检测工序：导通12v供电，延时后采样5v输出电压与预设电压阈值比对，采样5v输入电流与预设电流阈值比对。

13、优选的，5v电源检测工序：导通5v供电，延时后采样5v输出电压与预设电压阈值比对，采样5v输入电流与预设电流阈值比对。

14、优选的，编码器清零初始化工序：切换至uart异步串行模式发送清零命令，再切换回ssi同步串行模式读取编码器位置值验证清零结果。

15、优选的，电机正反转跑合工序：驱动电机正转和反转各预设时长，期间持续读取编码器位置数据。

16、优选的，还包括锁定挡块；

17、电机输出端盖面低于电路板底面；

18、锁定挡块固定于电路板顶面，并与待测编码器尺寸相适配，锁定待测编码器于电机上。

19、本发明技术方案，具有如下优点：

1.一种用于编码器检测的微型检测工装，包括：电路板（2）和电机（3），其特征在于，还包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于编码器检测的微型检测工装，其特征在于，通信模式切换单元通过同一物理引脚簇实现ssi同步串行模式与uart异步串行模式的互斥切换；

3.根据权利要求1所述的一种用于编码器检测的微型检测工装，其特征在于，12v电源检测工序：导通12v供电，延时后采样5v输出电压与预设电压阈值比对，采样5v输入电流与预设电流阈值比对。

4.根据权利要求3所述的一种用于编码器检测的微型检测工装，其特征在于，5v电源检测工序：导通5v供电，延时后采样5v输出电压与预设电压阈值比对，采样5v输入电流与预设电流阈值比对。

5.根据权利要求4所述的一种用于编码器检测的微型检测工装，其特征在于，编码器清零初始化工序：切换至uart异步串行模式发送清零命令，再切换回ssi同步串行模式读取编码器位置值验证清零结果。

6.根据权利要求5所述的一种用于编码器检测的微型检测工装，其特征在于，电机（3）正反转跑合工序：驱动电机（3）正转和反转各预设时长，期间持续读取编码器位置数据。

7.根据权利要求6所述的一种用于编码器检测的微型检测工装，其特征在于，还包括锁定挡块（4）；