專利名稱：一種組合定位控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于定位控制領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種用于大行程物料自動運送裝置的精確單點定位或多點定位控制的組合定位控制系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
在大行程物料自動運送精確定位控制中，定位控制的方法主要有①利用磁柵尺定位，此定位方法由靜磁柵源和靜磁柵尺組成，兩者通過特制滑道有機組合在一起，以無接觸的懸浮方式工作，實現(xiàn)運行位置的檢測。具體應用可參見文獻《自動化碼頭高速重載軌道電動小車高精度定位的實現(xiàn)》(起重運輸機械2008 (10)P48>50,作者同濟大學劉剛等)； ②激光測距儀定位，利用激光測距技術(shù)實現(xiàn)精確定位，具體應用可參見文獻《核廢物庫吊車自動控制精確定位技術(shù)》(核動力工程2006 (12)P95>97,作者哈爾濱工程大學動力與核能工程學院楊志達等);③編碼器定位，利用安裝在傳動桿上的編碼器進行間接位置檢測，這是一種常規(guī)的定位方法。這三種定位方法中，方法①的特點是整個行程精度高，缺點是成本高、安裝要求高，占用空間大等；方法②的特點是測量方法精度高，安裝較方便，但需要整個激光測量行程無遮擋，成本隨著測量范圍增加而增加；方法③安裝方便，使用簡單，成本低，是一種應用較為廣泛的方法，但存在累計誤差，主要應用于精度要求不高場合。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中缺少一種同時兼具成本低廉且定位精度高的用于大行程定位的定位系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
I、本發(fā)明要解決的問題針對現(xiàn)有技術(shù)中大行程物料自動運送精確定位控制裝置難以同時兼具成本低和精度高的問題，本發(fā)明提供了一種組合定位控制系統(tǒng)及其控制方法，它根據(jù)需要在大行程物料自動運送中采用粗定位和精定位相組合的定位方法，達到低成本、高精度、易安裝的目的。2、技術(shù)方案本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)本發(fā)明的一種組合定位控制系統(tǒng)，它包括定位結(jié)構(gòu)和電氣控制系統(tǒng)；所述的定位結(jié)構(gòu)包括絲桿、運載小車、電機減速機、多圈絕對值編碼器、激光測距傳感器、小車運行導軌和固定底板，所述的定位結(jié)構(gòu)還包括固定工作臺和激光反射板；所述的電氣控制系統(tǒng)包括觸摸屏、處理器、工業(yè)控制計算機、CAN總線通訊卡和電機驅(qū)動器；所述固定工作臺、小車運行導軌均固定安裝在固定底板，所述運載小車安裝在小車運行導軌上，所述絲桿設(shè)置在運載小車的下方，所述的電機減速機、多圈絕對值編碼器分別安裝在所述的絲桿的兩端；電機減速機與絲杠電氣連接并驅(qū)動絲桿轉(zhuǎn)動，進而絲桿驅(qū)動運載小車在小車運行導軌上運行，激光測距傳感器固定在運載小車上靠近固定工作臺的一側(cè)；所述的激光反射板安裝在固定工作臺上靠近運載小車的側(cè)面上；所述的激光測距傳感器與所述的電氣控制系統(tǒng)的處理器連接；所述的處理器、觸摸屏與所述的工業(yè)控制計算機連接；所述的CAN總線通訊卡安裝在所述的工業(yè)控制計算機的卡槽中，所述的多圈絕對值編碼器、電機驅(qū)動器均與所述的CAN總線通訊卡連接，所述的電機驅(qū)動器的另一端與電機減速機連接。 優(yōu)選地，所述激光測距傳感器與運載小車的前進方向夾角為θ :θ=0°或15 彡 Θ 彡 45°。本發(fā)明的所述的組合定位控制系統(tǒng)的控制方法，其步驟為(A)指令輸入運載小車到達工位的定位指令通過觸摸屏輸入到工業(yè)控制計算機，工業(yè)控制計算機得到定位控制指令；(B)數(shù)據(jù)采集工業(yè)控制計算機實時讀取激光測距傳感器的測量值L4及多圈絕對值編碼器實際讀數(shù)值N，確定運載小車的運行粗定位位置測量值T
權(quán)利要求
1.一種組合定位控制系統(tǒng)，它包括定位結(jié)構(gòu)和電氣控制系統(tǒng)；所述的定位結(jié)構(gòu)包括絲桿(I)、運載小車(2)、電機減速機(3)、多圈絕對值編碼器(4)、激光測距傳感器(5)、小車運行導軌(8)和固定底板(9)，其特征在于，所述的定位結(jié)構(gòu)還包括固定工作臺(6)和激光反射板(7);所述的電氣控制系統(tǒng)包括觸摸屏、處理器、工業(yè)控制計算機、CAN總線通訊卡和電機驅(qū)動器； 所述固定工作臺(6)、小車運行導軌(8)均固定安裝在固定底板(9)，所述運載小車(2)安裝在小車運行導軌(8)上，所述絲桿(I)設(shè)置在運載小車(2)的下方，所述的電機減速機(3)、多圈絕對值編碼器(4)分別安裝在所述的絲桿(I)的兩端；電機減速機(3)與絲杠(I)電氣連接并驅(qū)動絲桿(I)轉(zhuǎn)動，進而絲桿(I)驅(qū)動運載小車(2)在小車運行導軌(8)上運行，激光測距傳感器(5)固定在運載小車(2)上靠近固定工作臺(6)的一側(cè)；所述的激光反射板(7 )安裝在固定工作臺(6 )上靠近運載小車(2 )的側(cè)面上； 所述的激光測距傳感器(5)與所述的電氣控制系統(tǒng)的處理器連接；所述的處理器、觸摸屏與所述的工業(yè)控制計算機連接；所述的CAN總線通訊卡安裝在所述的工業(yè)控制計算機的卡槽中，所述的多圈絕對值編碼器(4)、電機驅(qū)動器均與所述的CAN總線通訊卡連接，所述的電機驅(qū)動器(3)的另一端與電機減速機連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種組合定位控制系統(tǒng)，其特征在于，所述激光測距傳感器(5)與運載小車(2)的前進方向夾角為Θ : Θ =0°或15彡Θ彡45°。
3.—種權(quán)利要求2所述的組合定位控制系統(tǒng)的控制方法，其步驟為 (A)指令輸入運載小車(2)到達工位的定位指令通過觸摸屏輸入到工業(yè)控制計算機，工業(yè)控制計算機得到定位控制指令； (B)數(shù)據(jù)采集工業(yè)控制計算機實時讀取激光測距傳感器(5)的測量值L4及多圈絕對值編碼器(4)實際讀數(shù)值N，確定運載小車(2)的運行粗定位位置測量值T : 精定位位置檢測值t為t = L4Xcos Θ(2) Θ為所述激光測距傳感器(5)與運載小車(2)的前進方向夾角，L4即激光測距傳感器(5)沿Θ方向到激光反射板(7)的距離； 所述的激光測距傳感器(5)的測量精度計算如下 d = CiI X cos Θ(3) 上式中，5為激光測距傳感器(5)在固定工作臺(6)上沿運載小車(2)移動方向的測量精度，復為激光測距傳感器(5)的實際測量精度； (C)定位控制定位控制是在工業(yè)控制計算機中完成，根據(jù)指令要求，首先是以多圈絕對值編碼器(4)實時測量值作為位置反饋，并通過CAN總線通訊卡控制電機驅(qū)動器，電機驅(qū)動器控制電機減速機(3 )轉(zhuǎn)動，驅(qū)動絲桿(I)運行，絲桿(I)帶動運載小車(2 )向目標方向運行；在位置控制過程中，工業(yè)控制計算機同時對多圈絕對值編碼器(4)的實時測量值與目標位置值進行比較 當多圈絕對值編碼器(4)的實時測量值與目標位置值的差值大于等于激光測距傳感器(5)沿運載小車(2)運行方向的測量范圍一半時，則表示運載小車(2)處于粗定位范圍，以多圈絕對值編碼器(4)的測量值作為控制系統(tǒng)位置反饋，運載小車(2)繼續(xù)向目標方向運行； 當多圈絕對值編碼器(4)的實時測量值與目標位置值的差值小于激光測距傳感器(5)沿運載小車(2)運行方向的測量范圍一半時，表示運載小車(2)的位置已接近目標定位位置，以激光測距傳感器(5)的測量值作為位置反饋，比較目標位置與激光測距傳感器(5)測量值，當目標位置與激光測距傳感器(5)測量值的差值大于等于定位精度的一半時，工業(yè)控制計算機控制運載(2)小車繼續(xù)運行，當目標位置與激光測距傳感器(5)測量值的差值小于定位精度的一半時，工業(yè)控制計算機控制運載小車(2)停止運行，從而實現(xiàn)精確定位； 當運載小車(2)僅需進行特定點定位時，運載小車(2)運行至該特定定位點，調(diào)整運載小車(2)上的激光測距傳感器(5)的位置，使得激光測距傳感器(5)處于激光測距傳感器(5)測量范圍的中點位置，即可進行直接測量?！?br> 全文摘要
本發(fā)明公開了一種組合定位控制系統(tǒng)及其控制方法，屬于定位控制技術(shù)領(lǐng)域。它包括定位結(jié)構(gòu)和電氣控制系統(tǒng)，該定位結(jié)構(gòu)包括絲桿、運載小車、電機減速機、多圈絕對值編碼器、激光測距傳感器、固定工作臺、激光反射板、小車運行導軌及固定底板；該電氣控制系統(tǒng)包括觸摸屏、處理器、工業(yè)控制計算機、CAN總線通訊卡和電機驅(qū)動器。本發(fā)明根據(jù)需要采用粗定位和精定位相組合的定位方法成功解決了大行程物料運送的問題，不僅成本低，而且由于是直接對目標位置進行測量，沒有中間環(huán)節(jié)，也無累計誤差，因此精度高，且結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝。
文檔編號B65G43/00GK102897503SQ20121037807
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月8日
發(fā)明者陳桂, 林健, 盛黨紅, 王建紅, 劉漢忠 申請人:南京工程學院