本发明涉及磁编码器生产调试领域，尤其是涉及一种高精度磁编码器调试装置。
背景技术：
1、磁编码器是一种利用磁场感应原理来测量角度或位移的传感器。它通过检测磁场的变化，将机械运动转换成电信号，通过放大电路进行放大后经过处理器处理输出脉冲信号或模拟量信号，实现角度或位移的检测。常用于工业自动化、机器人、机床和汽车电子等领域，但是由于受到实际环境因素的影响，磁编码器的输出往往存在误差，因此需要先进行调试校准。
2、为确保磁编码器角度测量的准确性，目前主流的方法是对编码器进行校准。该方法的关键在于：
3、1、准确角度的获取；
4、2、产品安装的重复性和便捷性；
5、3、满足不同型号产品调试特定点位的要求。
6、对准确角度的获取，可以使用电机对编码器进行校准，通常在伺服电机驱动应用中，需要设置位置、转速反馈环，该环节对系统性能的优劣起到关键性作用。
7、如国家知识产权局于2017年5月17日公开了一种磁编码器校准方法及系统(公开号为cn106679710a)，该发明专利利用电调板驱动电机转动到固定电角度以实现校准，但该方法本质上是一种开环控制，开环控制的弊端在于没有反馈，不能保证结果的准确性，而且还需要对获得的电角度进行机械角度的换算，但是电角度和机械角度对应关系不唯一，由电角度转换得到准确机械角度的过程复杂，同时，上位机和电调板进行交互，采集数据可靠性低，对硬件要求较多，操作成本高，实验方案复杂。
8、如国家知识产权局于2015年7月8日公开了一种电机机械零点的校准方法(公开号为cn104767467a)，该发明专利向电机注入直轴分量电流可以确保转子转到电角度为0的位置，操作简单，然而该方法对于多对级电机操作起来也十分不方便，因为对n对级电机在机械角度0-360°中将会出现n个电角度为0的位置，而电机转动到的位置存在随机性，为了确保采集到的所有的机械零点，需要多次采样，并且对结果进行检验，增大了操作量和操作难度，此外，该方法采样点数原理上会收到电机极对数的限制，最多只能在0-360°范围内采集电机极对数n个数据作为准确值，校准效果受限。
9、又如国家知识产权局于2020年4月28日公开的磁编码器校准方法及系统(公开号为cn111076761a)，该发明专利通过获取磁编码器测量获得的电机关节角角度；结合角度对应关系表和线性插值算法对测量获得的电机关节角角度进行修正，通过将磁编码器安装于旋转设备的旋转轴上直接进行校准，利用磁编码器测量获得的电机关节角角度映射为真实的角度。此技术方案虽然有反馈修正补偿，但是还是需要对每个调试点进行角度关系的对应，且仍然是对初始数据进行换算，不够精确。
10、再如国家知识产权局于2022年12月16日公开的一种磁编码器高精度定位调试装置(公开号为cn115479617a)，该发明专利的装置最内侧边设置有旋转变压器，与中间联轴器连接，最外侧设置有校准组件。中间设置有双轴步进电机，且双轴步进电机与中间联轴器相配合，双轴步进电机另一端的旋转轴与校准组件相连接。将驱动旋转变压器与磁编码器的信号输出进行对比，从而具有双重参数基准(旋转变压器与电机驱动脉冲信号)作为磁编码器的调试参照数据。该装置虽然是直接测量输出数据，但是其检测精度依赖于旋转变压器精度，且双重参数基准之间的对应关系需要进一步探究。
11、目前还有另外一种方法，采用高精度转台进行调试，该转台具有很高的回转精度，可达10″，但是该方案存在以下几个问题：
12、1、高精度转台价格昂贵，成本较高。
13、2、工艺匹配，转台转速较慢，而编码器想要提高生产调试和检验的效率，需要转速更高的设备，而且低转速不符合编码器的实际使用时的工况。
14、3、安装重复性差：转台的盘面上无磁编码器适配的孔位，想要将磁编码器符合要求地安装在转台上十分困难，并且安装的不规范和不一致性会导致磁编码器的测试数据产生较大差异，导致精度损失且效率低下。
15、同时市面上根据实心轴编码器结构常见的安装固定方式有以下三种：
16、1、直接利用编码器法兰端面的安装孔实现编码器与安装支架的固定；
17、2、利用夹紧法兰的安装凸台，通过夹具来实现编码器与安装支架的固定；
18、3、利用同步法兰的夹紧槽，通过偏心夹具来实现编码器与安装支架的固定。
19、以上这三种方式均需要螺钉锁附，不方便、效率低下，并且在调试过程中靠产品法兰定位会对编码器与电机轴的安装同心度和编码器安装的重复性造成影响，带来精度损失。
20、另外，针对某些编码器在调试时需要先固定设置其机械零点位置，即通过轴或轴套对应壳体上的标记来设置零位。(如编码器的轴上的平面端，其中心线对准法兰上的零点标志位，就是机械零位。)在目前常见的电机调试及转台调试方案中，从可操作性、便捷性上并未见有十分适配的解决方案。
技术实现思路
1、为解决背景技术中的技术问题，本发明提供了一种高精度磁编码器调试装置，用以实现对磁编码器产品的调试校准，该装置包括：
2、调点组件：包括机架、安装在机架上的伺服电机、安装在伺服电机的主轴上的棱镜等惯量体以及用以传动连接主轴和磁编码器产品轴的产品轴套；
3、产品定位组件：设置在机架上，用以对磁编码器进行安装固定、和零点定位；
4、产品装夹组件：设置在机架上，与产品定位组件相对设置，用以实现对磁编码器进行侧向和底部的装夹固定。
5、进一步地，所述产品定位组件包括设置在机架上的产品安装底座、安装在产品安装底座上的产品定位套筒以及套设在产品轴套上的产品零点定位块。
6、进一步地，所述产品定位套筒中心处开设用以安装不同尺寸型号磁编码器的台阶状安装槽，并且该台阶状安装槽的尺寸由上至下依次减小。
7、进一步地，所述产品定位套筒的底板中心处开设与台阶状安装槽连通的圆形通孔，所述产品零点定位块外缘形状与圆形通孔配合并可在圆形通孔内旋转，所述产品零点定位块中心处开设带有第一扁位的轴套定位孔，所述产品轴套外缘设有与第一扁位配合的第二扁位，所述产品定位套筒的底板上开设一个零点定位孔，所述产品零点定位块上对应零点定位孔开设一个销孔，所述零点定位孔与销孔通过销钉固定。
8、进一步地，所述产品定位组件的主体部分开设走线槽以及夹紧槽，并且在走线槽对应位置开设与磁编码器壳体零位配合定位的扁位面。
9、所述产品装夹组件包括顶部夹和侧面夹，所述顶部夹包括底部固定在机架上且表面等距开设多条圆环形沟槽的立轴、在立轴上上下滑动且通过波珠螺丝定位的滑轨、在滑轨的滑槽内水平滑动且通过波珠螺丝配合孔洞定位的滑块、安装在滑块上的快速夹钳以及设置在快速夹钳底部的圆柱压缩弹簧315和压块316。
10、进一步地，所述侧面夹包括安装在机架上的支架以及安装在支架上的限位驱动部和夹持部，所述机架包括上u型固定架和下u型固定架，所述上u型固定架上设有对推杆限位的葫芦孔，所述限位驱动部包括依次连接的推杆、推杆塞和两个连杆，所述夹持部包括分别与两个连杆连接的两块夹板、设置在两块夹板之间的圆柱拉伸弹簧以及安装在下u型固定架上实现对两块夹板导向的导轴。
11、进一步地，应用该装置实现磁编码器调试校准的方法包括以下步骤：
12、1)采用自准直仪对伺服电机进行精校准；
13、2)将主轴上的棱镜替换为棱镜等惯量体，保证伺服电机在校准前后负载不变；
14、3)对伺服电机的主轴进行零点定位后并取下产品零点定位块，稳固装夹待调试的磁编码器并连接产品轴和主轴；
15、4)启动调试程序自动对待调试校准的磁编码器产品进行调试校准。
16、进一步地，所述步骤1)具体为：
17、组装磁编码器调试装置，将棱镜稳固安装在主轴安装位上，将自准直仪稳固安装在基座上，调整自准直仪使其发出的光束垂直照射在棱镜镜面的中心，将棱镜的初始位置设置为伺服电机的初始位置零点，控制伺服电机每次转动均带动棱镜旋转一个棱面，通过自准直仪测量得到相对于每个输入角度的偏差值，求和得到实际角度值，由此得到输入角度与实际角度之间的对应关系，基于对应关系采用分段线性插值法进行线性化插值，得到对应关系的分段线性曲线，并将该分段曲线数据保存。
18、进一步地，所述步骤4)具体为：
19、41)在待调试校准的磁编码器量程范围内对应选取多个校准点；
20、42)向校准后的伺服电机发送命令，使伺服电机依次转动到设定的校准点角度处，并且记录每个校准点角度处对应的角度输出值；
21、43)对校准点角度与对应的角度输出值进行多段线性插值，得到每个校准区间对应的线性校准曲线，将这些线性校准曲线保存到磁编码器产品存储器中，完成对磁编码器产品的调试校准。
22、与现有技术相比，本发明具有以下优点：
23、一、运转角精度高：本发明的装置能为磁编码器调试获取精确的角度，通过采用自准直仪对伺服电机进行精校准，装置的最高重复定位精度可达1″，能够满足精度要求10″的磁编码器产品的调试校准要求，解决了高精度产品的调试校准难题。
24、二、产品安装重复性高：本发明采用产品轴套将产品轴与伺服电机主轴连接后再进行稳固装夹，提高了产品轴与运转轴同心度，使精度损失更低、安装重复性更高。
25、三、安装调整方便：本发明针对产品安装提供了装夹方案，产品可以直放直取，且不需要锁附螺丝，并且能够适应不同规格尺寸的产品，夹装稳固，方便实用，提高效率。
26、四、满足机械零点调试：本发明通过产品零点定位块配合产品定位套筒的扁位，保证伺服电机与产品零位保持一致，适合带有机械零位的产品进行调试校准，并且通过安装槽、零点定位块以及扁位面实现三重定位，保证定位准确性，有效提高校准精度。
1.一种高精度磁编码器调试装置，用以实现对磁编码器产品的调试校准，其特征在于，该装置包括：
2.根据权利要求1所述的一种高精度磁编码器调试装置，其特征在于，所述产品定位组件(2)包括设置在机架(11)上的产品安装底座(21)、安装在产品安装底座(21)上的产品定位套筒(22)以及套设在产品轴套(23)上的产品零点定位块(24)。
3.根据权利要求2所述的一种高精度磁编码器调试装置，其特征在于，所述产品定位套筒(22)中心处开设用以安装不同尺寸型号磁编码器的台阶状安装槽(221)，并且该台阶状安装槽的尺寸由上至下依次减小。
4.根据权利要求2所述的一种高精度磁编码器调试装置，其特征在于，所述产品定位套筒(22)的底板中心处开设与台阶状安装槽(221)连通的圆形通孔，所述产品零点定位块(24)外缘形状与圆形通孔配合并可在圆形通孔内旋转，所述产品零点定位块(24)中心处开设带有第一扁位的轴套定位孔，所述产品轴套(23)外缘设有与第一扁位配合的第二扁位，所述产品定位套筒(22)的底板上开设一个零点定位孔，所述产品零点定位块(24)上对应零点定位孔开设一个销孔(223)，所述零点定位孔与销孔(223)通过销钉固定。
5.根据权利要求2所述的一种高精度磁编码器调试装置，其特征在于，所述产品定位组件(2)的主体部分开设走线槽(224)以及夹紧槽(225)，并且在走线槽(224)对应位置开设与磁编码器壳体零位配合定位的扁位面(222)。
6.根据权利要求1所述的一种高精度磁编码器调试装置，其特征在于，所述产品装夹组件(3)包括顶部夹和侧面夹，所述顶部夹包括底部固定在机架(11)上且表面等距开设多条圆环形沟槽的立轴(311)、在立轴(311)上上下滑动且通过波珠螺丝定位的滑轨(312)、在滑轨(312)的滑槽内水平滑动且通过波珠螺丝配合孔洞定位的滑块(313)、安装在滑块(313)上的快速夹钳(314)以及设置在快速夹钳(314)底部的圆柱压缩弹簧(315)和压块(316)。
7.根据权利要求6所述的一种高精度磁编码器调试装置，其特征在于，所述侧面夹包括安装在机架(11)上的支架(321)以及安装在支架(321)上的限位驱动部和夹持部，所述机架(11)包括上u型固定架和下u型固定架，所述上u型固定架上设有对推杆(323)限位的葫芦孔，所述限位驱动部包括依次连接的推杆(322)、推杆塞(323)和两个连杆(324)，所述夹持部包括分别与两个连杆(324)连接的两块夹板(325)、设置在两块夹板(325)之间的圆柱拉伸弹簧(327)以及安装在下u型固定架上实现对两块夹板(325)导向的导轴(328)。
8.根据权利要求1所述的一种高精度磁编码器调试装置，其特征在于，应用该装置实现磁编码器调试校准的方法包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种高精度磁编码器调试装置，其特征在于，所述步骤1)具体为：
10.根据权利要求8所述的一种高精度磁编码器调试装置，其特征在于，所述步骤4)具体为：
