《工业机器人现场编程》课件-5.2 称重模块的标定及应用

称重模块的标定及应用江苏汇博机器人技术股份有限公司1任务提出任务提出基于模拟量信号的称重模块可以实现将工件按照其质量不同进行区分，可用于分拣应用。称重系统通常采用应变计组成桥式电路，将应变计引起的电阻变化转换成电压变化来进行测量。现有红、黄、蓝三种颜色减速器与输出法兰，如图5-3所示。每种工件2个总计12个工件，其质量十分相近但仍有区别，可以使用称重模块将其区分。本任务主要包括以下内容：1.模拟量信号的创建；2.模拟量输入信号的标定与使用。2知识准备模拟量信号及标定方法模拟量是指变量在一定范围连续变化的量，也就是在该范围内可以取任意值。数字量是分立量，只能取有限个分立值。例如，在0到1之间的数是无穷多个，而以有限精度进行分割，得到的数值也是有限的。在实际应用中，通常需要将模拟量与数字量进行相互转化后才能正常使用。这个过程根据转换对象的区别可称为数模转换（DA）或模数转换（AD）。模拟量的输入输出由于硬件的原因通常是非线性的，而通常对模拟量的使用都要求线性变化。计算模拟量变化关系并与表示单位关联的过程即称为标定。模拟量信号及标定方法由于干扰等原因导致的模拟量示值与真实值之间会存在一定误差。一般的标定过程可以以直线表达式y=kx+b的形式近似表达。其中k表示线性比例关系，也就是模拟量值与目标单位的换算比例。而b则表示零点的偏移补偿，也就是当物理输入或输出为0时模拟量的值。模拟量信号及标定方法在称重模块的模拟量输入标定中，模拟量信号在未标定前显示的是模拟量的值，需要将其转换为质量的显示。还需要将待分拣工件的质量区间进行测量，从而将两种工件区分开来。使用具有已知质量的标准块对称重模块的量程进行线性标定（可使用第五套人民币中的1元硬币，其质量为6.1克），将测量得到的数据转化为质量单位克。可以设计如下实验步骤：1、记录托盘为空时模拟量的读数；2、放置2个硬币，记录模拟量的读数；3、放置10个硬币，记录模拟量的读数；4、根据步骤1、2、3得到的数据计算模拟量示值与质量的换算关系；5、在已标定的称重模块上分别测量两种待分拣工件的质量区间，即多次测量找到其最大值和最小值。3任务实施任务实施-模拟量信号创建

模拟量信号的创建过程与数字信号类似，区别在于物理通道的映射，数字信号映射的是单个位，而模拟量信号需要映射多个位。以模拟量输入“EXAI2”为例，创建模拟量信号的步骤如下所示:任务实施-模拟量信号创建

1，添加信号，将“Name”属性的值更改为“EXAI2”，将“TypeofSignal”属性设置为“AnalogInput”，将“AssignedtoDevice”设置未“BK5250”，将“DeviceMapping”属性的值更改为“16-31”。任务实施-模拟量信号创建

2，单击“AnalogEncodingType”右侧的下拉菜单按钮，在下拉菜单中选择“Unsigned（无符号即仅正值）”。任务实施-模拟量信号创建

3，将“MaximumLogicalValue”属性的值更改为32767(待标定后修改)，将“MaximumPhysicalValue”属性设置的值更改为10，将“MaximumPhysicalValueLimit”的值更改为10，将“MaximumBitValue”属性的值更改为32767。任务实施-模拟量信号创建

4，确认“MinimumLogicalValue”、“MinimumPhysicalValue”、“MinimumPhysicalValueLimit”、“MinimumBitValue”属性的值都为0。参数设定完成后，单击“确定”按钮，根据系统提示重启。任务实施-模拟量信号创建

序号名称功能1AnalogEncodingType信号编码类型，单向或双向（有无负值）2MaximumLogicalValue最大逻辑值（标定后量程上限）3MaximumPhysicalValue最大物理值（模拟量量程最大值）4MaximumPhysicalValueLimit最大物理限值（模拟量量程上限）5MaximumBitValue最大位值（模块的数字示值上限）6MinimumLogicalValue最小逻辑值（标定后量程下限）7MinimumPhysicalValue最小物理值（模拟量量程最小值）8MinimumPhysicalValueLimit最小物理限值（模拟量量程下限）9MinimumBitValue最小位值（模块的数字示值下限）模拟量信号的参数有部分与数字信号相同，不同的部分参数意义如表所示任务实施-模拟量输入信号的标定

标定称重模块的操作步骤如下，1，打开示教盒，查看称重模块使用的模拟量输入信号EXAI2的值。图中EXAI2的值为3928，不同的设备其显示值略有差异。任务实施-模拟量输入信号的标定

2，在托盘上放置2枚硬币，待数值基本稳定后再次查看示教器，此时EXAI2端口的示值为4337。任务实施-模拟量输入信号的标定

3，在托盘上放置10枚硬币，待数值基本稳定后再次查看示教器，此时EXAI2端口的示值为5913。任务实施-模拟量输入信号的标定

8枚硬币的模拟量差值为5910-4329=1581。每克对应的模拟量值为1581/8/6.1≈32.4。得到模拟量位值对应的量程为（32767-3934）/32.4≈890（克）。任务实施-模拟量输入信号的标定

5，打开“Signal”窗口，编辑EXAI2，将“MaximumLogicalValue”更改为892。任务实施-模拟量输入信号的标定

6，将“MinimumBitValue”最小位置（模块的数字示值下限）更改为3928。任务实施-模拟量输入信号的标定

7，将所有减速器及输出法兰工件都测试一遍，并记录所有数据。从数据分析可以知道减速器工件质量约为21.9克，输出法兰工件质量约为21.4克。可以以21.6作为分界，大