專利名稱：一種對(duì)步進(jìn)電機(jī)精確定位的控制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)控制領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種對(duì)步進(jìn)電機(jī)在驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系 統(tǒng)時(shí)進(jìn)行精確定位的控制方法及裝置。
背景技術(shù)：
步進(jìn)電機(jī)是一種將脈沖信號(hào)變?yōu)橹本€位移和角位移的控制電機(jī)，由于它的位移和 脈沖數(shù)對(duì)應(yīng)，轉(zhuǎn)速和脈沖頻率對(duì)應(yīng)，所以控制簡(jiǎn)單，可廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制系統(tǒng)中，作為執(zhí) 行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一。尤其在數(shù)控機(jī)床，噴繪機(jī)，數(shù)碼印刷設(shè)備及工業(yè)自 動(dòng)化設(shè)備中步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛。在實(shí)際應(yīng)用中，會(huì)遇到步進(jìn)電機(jī)在停止時(shí)由于轉(zhuǎn)速過高而出現(xiàn)過沖的問題。針對(duì) 步進(jìn)電機(jī)停止時(shí)產(chǎn)生過沖的問題，通常在工程應(yīng)用中解決該問題采用的方法有1)在步進(jìn) 電機(jī)的傳動(dòng)軸上安裝光電編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器，步進(jìn)電機(jī)的控制器根據(jù)其反饋信號(hào)進(jìn)行判 斷處理，從而實(shí)現(xiàn)精確定位，2)通過停止時(shí)的減速處理來控制定位精度。但是采用上述方法 存在著如下不足采用方法1)時(shí)，由于光電編碼器或旋轉(zhuǎn)編碼器成本較高，且所采用的閉 環(huán)控制方法較復(fù)雜，所以所述方法的性價(jià)比低且不利于推廣應(yīng)用；采用方法幻時(shí)，需根據(jù) 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載的不同而需要進(jìn)行調(diào)試及修正，因此效率不高，且定位精度波動(dòng)較大的 問題，通常步進(jìn)電機(jī)的定位精度為士0. 02mm。對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行精確定位控制，除了采用上述兩種方法外，在專利文獻(xiàn)中CN 200510057042. X和CN 200810023951. 5均提出了相應(yīng)的技術(shù)方案。其中，專利申請(qǐng)CN 200510057042. X中，公開了 一種對(duì)普通電機(jī)精確定位的裝置，在該裝置中通過改變電機(jī)外 部接線端的電路，利用電機(jī)的剩余電動(dòng)勢(shì)來控制電機(jī)自動(dòng)停止，從而消除電機(jī)的運(yùn)動(dòng)慣性。 但該方法主要是針對(duì)普通直流電機(jī)且由于對(duì)電機(jī)的控制電路采用多個(gè)繼電器進(jìn)行組合控 制，所以存在著使控制裝置體積增大且控制電路復(fù)雜的問題。在專利申請(qǐng)CN 200810023951. 5中，公開了一種步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中機(jī)械絕對(duì)零 位的控制方法及裝置。該專利申請(qǐng)采用粗定位和精定位兩個(gè)步驟，在兩個(gè)步驟中先將電機(jī) 斷電使運(yùn)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)至設(shè)定的位置處，再利用安裝在運(yùn)動(dòng)機(jī)械末端和死擋塊相對(duì)的兩塊異 極性磁體進(jìn)行吸合，從而使運(yùn)動(dòng)機(jī)械停止。該方式存在著由于所述設(shè)定間隙距離受到磁體 大小、品質(zhì)和步進(jìn)電機(jī)克服磁力作用及負(fù)載阻力等因素的影響，使該位置不易確定，容易導(dǎo) 致磁體吸合機(jī)械裝置時(shí)產(chǎn)生剛性撞擊；同時(shí)吸合之前需要對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行斷電，從而頻繁 斷電操作影響步進(jìn)電機(jī)的壽命。綜上，由于現(xiàn)有技術(shù)的上述方法均不能采用簡(jiǎn)單有效的方法來克服步進(jìn)電機(jī)在停 止時(shí)平穩(wěn)精確定位的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為了克服上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種對(duì)步進(jìn)電機(jī)精確定位的控制 方法及裝置，更具體地說，是提供一種在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)停止時(shí)進(jìn)行精確定位的控制方法及裝置，其能夠使步進(jìn)電機(jī)在傳動(dòng)系統(tǒng)的定位點(diǎn)快速且平穩(wěn)精確地停止，從而克服 現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點(diǎn)和不足，進(jìn)而使傳動(dòng)系統(tǒng)在平穩(wěn)傳動(dòng)的情況下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)步進(jìn)電機(jī) 的精確定位。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的，提供一種對(duì)步進(jìn)電機(jī)精確定位的控制方法。所述方 法是將設(shè)置在傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載上的定位擋片經(jīng)過安裝在傳動(dòng)系統(tǒng)上的限位器件和定位器 件，使限位器件和定位器件產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)，從而利用PLC根據(jù)所述電信號(hào)對(duì)步進(jìn)電機(jī) 進(jìn)行精確定位。本發(fā)明的定位擋片設(shè)置為寬槽的定位擋片，使其具有左擋片和右擋片，并在沿著 傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方向上在左擋片和右擋片之間開有寬槽，使整個(gè)定位擋片呈為凹形。通過該 結(jié)構(gòu)設(shè)置，利用定位擋片上的左、右擋片對(duì)限位器件和定位器件進(jìn)行瞬間觸發(fā)，從而快速地 利用PLC對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制。為了使負(fù)載在傳動(dòng)系統(tǒng)上在有效的行程內(nèi)運(yùn)行，在傳動(dòng)系統(tǒng)上設(shè)置有兩個(gè)限位器 件。本發(fā)明的兩個(gè)限位器件為兩個(gè)限位傳感器。所述兩個(gè)限位傳感器分別設(shè)置在傳動(dòng)系統(tǒng) 的始末位置處，使一個(gè)成為始位置限位傳感器，另一個(gè)成為末位置限位傳感器；同時(shí)，本發(fā) 明將定位器件設(shè)置為光電開關(guān)。所述光電開關(guān)設(shè)置在兩個(gè)限位傳感器之間的負(fù)載需要定位 的位置處。該光電開關(guān)的設(shè)置，可使傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)負(fù)載在該光電開關(guān)設(shè)置的位置點(diǎn)進(jìn)行精 確的停止定位，從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)在該位置處停止運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)精確定位。為了使傳感器準(zhǔn)確靈敏地產(chǎn)生電信號(hào)給PLC，本發(fā)明的兩個(gè)限位傳感器設(shè)置為槽 型限位傳感器，且將光電開關(guān)設(shè)置為槽型定位光電開關(guān)。在本發(fā)明的方法中，定位擋片與兩個(gè)槽型限位傳感器和槽型定位光電開關(guān)正對(duì)， 保證定位擋片的左擋片和右擋片能夠從槽型限位傳感器和槽型定位光電開關(guān)的各自槽中 間穿過。采用此設(shè)置，可使槽型限位傳感器和槽型定位光電開關(guān)在瞬間感應(yīng)到定位擋片的 左擋片或右擋片時(shí)，就可發(fā)送電信號(hào)給PLC，從而快速地控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。進(jìn)一步地，在本發(fā)明的所述方法中，在傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載朝著始位置限位傳感器運(yùn) 動(dòng)時(shí)，始位置限位傳感器檢測(cè)到所述定位擋片的左擋片，則PLC控制步進(jìn)電機(jī)立即停止更進(jìn)一步地，在傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載從始位置限位傳感器朝著末位置限位傳感器運(yùn)動(dòng) 時(shí)，采用以下依次步驟a)當(dāng)槽型定位光電開關(guān)首次檢測(cè)到所述定位擋片的右擋片時(shí)，所 述槽型定位光電開關(guān)產(chǎn)生減速信號(hào)，則PLC控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行減速；b)隨后，當(dāng)末位置限位 傳感器檢測(cè)到所述定位擋片的右擋片時(shí)，所述末位置限位傳感器產(chǎn)生定位開始信號(hào)，則PLC 控制步進(jìn)電機(jī)開始進(jìn)行周期循環(huán)單脈沖定位；c)最后，當(dāng)槽型定位光電開關(guān)到所述定位擋 片的左擋片的邊沿時(shí)，所述槽型定位光電開關(guān)產(chǎn)生定位結(jié)束信號(hào)，則PLC控制步進(jìn)電機(jī)精 確停止。經(jīng)過所述步驟，利用減速信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)的速度，使傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，利用定 位信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)開始進(jìn)行周期循環(huán)單脈沖定位，保證定位過程中的傳動(dòng)系統(tǒng)的位移 量，且利用定位結(jié)束信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)定位結(jié)束，最終使傳動(dòng)系統(tǒng)停止位置精確，進(jìn)而實(shí)現(xiàn) 步進(jìn)電機(jī)的平穩(wěn)精確定位?；诒景l(fā)明的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種對(duì)步進(jìn)電機(jī)精確定位的控制裝置。所 述裝置包括兩個(gè)限位器件，其分別固定在傳動(dòng)系統(tǒng)的始末位置上；定位器件，其設(shè)置在兩 個(gè)限位器件之間的負(fù)載需要定位的位置上。在傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載上設(shè)置有定位擋片，其用于 經(jīng)過限位器件和定位器件時(shí)觸發(fā)它們產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)；和PLC，其根據(jù)接收到的電信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行精確定位。本發(fā)明所述的定位擋片具有左擋片和右擋片，且在左擋片和右擋片之間開有垂直 于傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方向上的寬槽，使整個(gè)定位擋片呈為凹形。本發(fā)明的兩個(gè)限位器件為槽型限位傳感器，其中一個(gè)為始位置限位傳感器，另一 個(gè)為末位置限位傳感器。本發(fā)明的定位器件為光電開關(guān)，其采用對(duì)射或漫反射類型的光電開關(guān)。進(jìn)一步地，本發(fā)明的光電開關(guān)采用槽型定位光電開關(guān)。在本發(fā)明的裝置中，定位擋片與兩個(gè)槽型限位傳感器和槽型定位光電開關(guān)正對(duì)， 保證定位擋片的左擋片和右擋片從槽型限位傳感器和槽型定位光電開關(guān)的各自槽的中間穿過。為了使定位擋片與槽型限位傳感器和槽型定位光電開關(guān)相配合達(dá)到最佳效果，因 此，在沿傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的方向上，定位擋片的左擋片或右擋片的寬度大于或等于任一槽型 限位傳感器或槽型定位光電開關(guān)的槽長(zhǎng)度，且定位擋片的寬槽的寬度為所述槽型定位光電 開關(guān)與末位置限位傳感器之間的安裝距離、所述任一槽長(zhǎng)度及至少有效調(diào)節(jié)長(zhǎng)度為0. 5mm 的三者之和。根據(jù)該設(shè)置，定位擋片的形狀可根據(jù)槽型定位光電開關(guān)與末位置限位傳感器 的之間的位置距離及它們的尺寸大小確定。本發(fā)明的定位光電開關(guān)內(nèi)置有整形或放大電路，以保證重復(fù)定位精度和光電開關(guān) 的靈敏度。本發(fā)明通過采用上述的方法和裝置，利用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的定位擋片與限位和定位器件 的配合使用，能夠在保證傳動(dòng)系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的情況下控制步進(jìn)電機(jī)精確停止定位。應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)于發(fā)明，無論前面的概述還是下面的詳細(xì)說明都是范例和說明 性的，旨在對(duì)所主張的本發(fā)明提供說明，而非對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍進(jìn)行限制。


附圖提供對(duì)本發(fā)明更進(jìn)一步的理解，并入并組成本申請(qǐng)的一部分。本發(fā)明的具體 實(shí)施例與說明書一起用以闡明本發(fā)明方法和裝置的特點(diǎn)。在附圖中圖1示出了本發(fā)明對(duì)步進(jìn)電機(jī)精確定位的控制方法的示意圖；圖2示出了本發(fā)明對(duì)步進(jìn)電機(jī)精確定位的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合圖1和圖2對(duì)本發(fā)明內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1所示，其示出了本發(fā)明對(duì)步進(jìn)電機(jī)精確定位的控制方法的示意圖。在圖1 中，步進(jìn)電機(jī)1通過膜片式聯(lián)軸器與滾珠絲桿2連接，并驅(qū)動(dòng)由滾珠絲桿形成的傳動(dòng)系統(tǒng)， 傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)負(fù)載4如工作平臺(tái)沿著直線導(dǎo)軌3進(jìn)行移動(dòng)。為了使負(fù)載4在傳動(dòng)系統(tǒng)上在 有效的行程內(nèi)運(yùn)行，在傳動(dòng)系統(tǒng)上設(shè)置有兩個(gè)限位器件，所述限位器位可利用支架(未示 出)設(shè)置在導(dǎo)軌3的上方。具體地，本發(fā)明中的兩個(gè)限位器件采用兩個(gè)限位傳感器。如圖1所示，兩個(gè)限位傳 感器分別設(shè)置在傳動(dòng)系統(tǒng)的始末位置處，使一個(gè)成為始位置限位傳感器，另一個(gè)成為末位 置限位傳感器。同時(shí)，在兩個(gè)限位傳感器之間設(shè)置有傳動(dòng)系統(tǒng)的定位器件。所述定位器件
6所處的位置點(diǎn)是根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)依照?qǐng)?zhí)行任務(wù)的不同而設(shè)定的。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的，本發(fā)明所提供的對(duì)步進(jìn)電機(jī)精確定位的控制方法的 特點(diǎn)在于，在傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載4上安裝有定位擋片，利用該定位擋片經(jīng)過安裝在傳動(dòng)系統(tǒng) 上的限位器件和定位器件，使限位器件和定位器件產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)，從而利用可編程邏 輯控制器(PLC)根據(jù)所述電信號(hào)對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行精確定位。相應(yīng)地，PLC為了接收限位器 件和定位器件的信號(hào)和對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制，PLC均與它們進(jìn)行電連接。具體地，如圖2所示，在本發(fā)明中所采用的定位擋片設(shè)置為寬槽的定位擋片5，使 其具有左擋片10和右擋片11，并在沿著傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方向上在左擋片和右擋片之間開有 寬槽9，使整個(gè)定位擋片呈為凹形。通過該結(jié)構(gòu)設(shè)置，利用定位擋片上的左、右擋片對(duì)限位器 件和定位器件進(jìn)行瞬間觸發(fā)，從而快速地利用PLC對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制。特別地，定位擋片 的形狀可根據(jù)定位器件與末位置限位器件之間的安裝位置距離及它們的尺寸大小來確定， 以便使定位擋片與定位器件和限位器件很好地配合。在本發(fā)明中，將兩個(gè)限位傳感器設(shè)置成相同類型的傳感器，具體地，采用槽型限位 傳感器。雖然兩個(gè)限位傳感器同為槽型限位傳感器，但它們起到不同的作用。其中，始位置 限位傳感器8可起到安全保護(hù)作用，在傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載4朝著始位置限位傳感器8運(yùn)動(dòng)時(shí)， 始位置限位傳感器8檢測(cè)到所述定位擋片5的左擋片10，則PLC控制步進(jìn)電機(jī)立即停止， 從而避免傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載移出其有效的行程。而在傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載4從始位置限位傳感器 8朝著末位置限位傳感器7運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生定位開始信號(hào)，使PLC控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行周期 循環(huán)單脈沖的定位，即，在一個(gè)循環(huán)周期中，步進(jìn)電機(jī)使傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)負(fù)載移動(dòng)一個(gè)脈沖當(dāng) 量。本發(fā)明中，將定位器件設(shè)置為光電開關(guān)。所述光電開關(guān)設(shè)置在兩個(gè)限位傳感器之 間的負(fù)載需要定位的位置處。該光電開關(guān)的設(shè)置，可使傳動(dòng)系統(tǒng)在該光電開關(guān)所處的位置 處精確地停止，從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)在該位置處停止運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)精確定位。為了 使定位器件準(zhǔn)確靈敏地產(chǎn)生電信號(hào)給PLC，光電開關(guān)可采用對(duì)射或漫反射類型的光電開關(guān)。 在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，將光電開關(guān)設(shè)置為槽型定位光電開關(guān)。為了使定位擋片的左擋片和右擋片能夠從槽型限位傳感器和槽型定位光電開關(guān) 的各自槽中間穿過，將定位擋片與兩個(gè)槽型限位傳感器和槽型定位光電開關(guān)正對(duì)。采用此 設(shè)置，可使槽型限位傳感器和槽型定位光電開關(guān)在瞬間感應(yīng)到定位擋片的左擋片或右擋片 時(shí)，就可發(fā)送電信號(hào)給PLC，從而快速地控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。采用圖1所示的方法，在傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載4朝著始位置限位傳感器8運(yùn)動(dòng)時(shí)，始位 置限位傳感器8檢測(cè)到所述定位擋片5的左擋片10，則PLC控制步進(jìn)電機(jī)立即停止；在傳 動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載4從始位置限位傳感器8朝著末位置限位傳感器7運(yùn)動(dòng)時(shí)，采用以下依次步 驟當(dāng)槽型定位光電開關(guān)6首次檢測(cè)到所述定位擋片5的右擋片11時(shí)，槽型定位光電開關(guān)6 產(chǎn)生減速信號(hào)，則PLC控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行減速；隨后，當(dāng)末位置限位傳感器7檢測(cè)到定位擋 片5的右擋片11時(shí)，末位置限位傳感器7產(chǎn)生定位開始信號(hào)，則PLC控制步進(jìn)電機(jī)開始進(jìn) 行周期循環(huán)單脈沖定位；最后，當(dāng)槽型定位光電開關(guān)6到定位擋片5的左擋片10的邊沿時(shí)， 槽型定位光電開關(guān)6產(chǎn)生定位結(jié)束信號(hào)，則PLC控制步進(jìn)電機(jī)精確停止。經(jīng)過所述步驟，完 成對(duì)步進(jìn)電機(jī)的精確定位過程。在該定位進(jìn)程中，其特點(diǎn)在于，當(dāng)定位擋片第一次經(jīng)過定位光電開關(guān)時(shí)，使定位光電開關(guān)產(chǎn)生減速信號(hào)，從而對(duì)步進(jìn)電機(jī)1的速度進(jìn)行減速控制，并保證了傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行平 穩(wěn)；利用末位置限位傳感器產(chǎn)生的定位信號(hào)，使步進(jìn)電機(jī)開始進(jìn)行周期循環(huán)單脈沖定位，保 證定位過程中的傳動(dòng)系統(tǒng)的位移量準(zhǔn)確；及當(dāng)定位擋片第二次經(jīng)過定位光電開關(guān)時(shí)，使定 位光電開關(guān)產(chǎn)生定位結(jié)束信號(hào)，使步進(jìn)電機(jī)定位結(jié)束，最終使傳動(dòng)系統(tǒng)停止位置精確，進(jìn)而 實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的精確定位?；诒景l(fā)明的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種對(duì)步進(jìn)電機(jī)精確定位的控制裝置。如 圖2所示，本發(fā)明的控制裝置包括分別固定在傳動(dòng)系統(tǒng)的始末位置上兩個(gè)限位器件；設(shè)置 在兩個(gè)限位器件之間的負(fù)載需要定位的位置上的定位器件；設(shè)置在傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載上的定 位擋片5，其用于經(jīng)過限位器件和定位器件時(shí)觸發(fā)它們產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)；和PLC，其根據(jù) 接收到的電信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行精確定位。具體地，定位擋片具有左擋片10和右擋片11，且在左擋片和右擋片之間開有垂直 于傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方向上的寬槽9，使整個(gè)定位擋片呈為凹形。定位擋片5在負(fù)載的帶動(dòng)下 沿著導(dǎo)軌3上水平移動(dòng)。設(shè)置在傳動(dòng)系統(tǒng)上的兩個(gè)限位器件為槽型限位傳感器，其中一個(gè)為始位置限位傳 感器8，另一個(gè)為末位置限位傳感器7。設(shè)置在需要傳動(dòng)系統(tǒng)定位的位置上的定位器件，采 用光電開關(guān)。該光電開關(guān)可采用具有對(duì)射或漫反射類型的光電開關(guān)。 優(yōu)選地，本發(fā)明的光電開關(guān)采用槽型定位光電開關(guān)6。所述的兩個(gè)槽型限位傳感器 和槽型定位光電開可設(shè)置在支架上，并與安裝在負(fù)載上的定位擋片5正對(duì)，以保證定位擋 片的左擋片和右擋片從槽型限位傳感器和槽型定位光電開關(guān)的各自槽的中間穿過。特別地，如圖2所示，為了使定位擋片與槽型限位傳感器和槽型定位光電開關(guān)相 配合適當(dāng)，在沿傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的方向上，定位擋片5的左擋片或右擋片的寬度D大于或等于 任一傳感器的槽長(zhǎng)度C，利用公式表達(dá)為D > = C ；且定位擋片5的寬槽的寬度B等于槽 型定位光電開關(guān)與末位置限位傳感器之間的安裝距離A、及所述槽型限位傳感器及槽型定 位光電開關(guān)之中的最大槽長(zhǎng)度和最小有效調(diào)節(jié)長(zhǎng)度為0. 5mm的三者之和，其利用公式表達(dá) 為B = A+C+0. 5 ；其中，A為槽型定位光電開關(guān)與末位置限位傳感器之間的安裝間距，其由 實(shí)際的安裝位置確定，所述安裝間距越小越可節(jié)省空間；而任一傳感器的槽長(zhǎng)度C為槽型 限位傳感器或定位光電開關(guān)的槽長(zhǎng)度的最大值，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，可將槽型限位傳感器或定 位光電開關(guān)的槽長(zhǎng)度設(shè)置為相同。優(yōu)選地，定位擋片的寬槽的寬度B可設(shè)置為槽型定位光電開關(guān)與末位置限位傳感 器之間的安裝距離A、及所述槽型限位傳感器及槽型定位光電開關(guān)之中的最大槽長(zhǎng)度和最 小有效調(diào)節(jié)長(zhǎng)度為0. 5mm的三者之和，可達(dá)到定位擋片與定位光電開關(guān)和末位置限位傳感 器的配合效果最佳。本發(fā)明的定位光電開關(guān)內(nèi)置有整形或放大電路，以保證重復(fù)定位精度和光電開關(guān) 的靈敏度?？衫斫獾氖牵诒景l(fā)明所述的步進(jìn)電機(jī)精確定位控制方法和裝置中，可編程邏輯 控制器(PLC)為了能夠利用其接收的電信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，所述PLC均與步進(jìn)電機(jī)、 傳動(dòng)系統(tǒng)、及傳動(dòng)系統(tǒng)上的各部件如各傳感器和定位器件進(jìn)行電連接。為了驗(yàn)證本發(fā)明的方法和裝置是否可產(chǎn)生有益效果，申請(qǐng)人進(jìn)行了多次測(cè)試，并 將其中一部分測(cè)試值的內(nèi)容加入本申請(qǐng)中，以供本領(lǐng)域技術(shù)人員參考。在該測(cè)試中，測(cè)試條件為步進(jìn)電機(jī)脈沖頻率為5000-1000赫茲，所得到的測(cè)量值單位為毫米，所測(cè)出的數(shù)據(jù)如 下表所示。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)步進(jìn)電機(jī)精確定位的控制方法，其特征在于，將設(shè)置在傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載上的 定位擋片( 經(jīng)過安裝在傳動(dòng)系統(tǒng)上的限位器件和定位器件，使所述限位器件和定位器件 產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)，從而利用PLC根據(jù)所述電信號(hào)對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行精確定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述定位擋片設(shè)置為寬槽的定位擋片 (5)，使其具有左擋片(10)和右擋片(11)，并在沿著傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方向上在所述左擋片和 右擋片之間開有寬槽(9)，使整個(gè)定位擋片呈為凹形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，將所述限位器件設(shè)置為兩個(gè)限位傳感 器，且分別設(shè)置在所述傳動(dòng)系統(tǒng)的始末位置處，使一個(gè)成為始位置限位傳感器，另一個(gè)成為 末位置限位傳感器；將所述定位器件設(shè)置為光電開關(guān)，并設(shè)置在所述兩個(gè)限位傳感器之間 的負(fù)載需要定位的位置處。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，將所述兩個(gè)限位傳感器設(shè)置為槽型末位 置限位傳感器(7)及槽型始位置限位傳感器(8)；將所述光電開關(guān)設(shè)置為槽型定位光電開 關(guān)(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，將所述定位擋片與兩個(gè)所述槽型限位傳 感器和所述槽型定位光電開關(guān)正對(duì)，保證所述定位擋片的左擋片和右擋片能夠從所述槽型 限位傳感器和所述槽型定位光電開關(guān)的各自槽中間穿過。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載朝著始位置限位傳感 器(8)運(yùn)動(dòng)時(shí)，始位置限位傳感器(8)檢測(cè)到所述定位擋片( 的左擋片(10)，則PLC控制 步進(jìn)電機(jī)立即停止。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步地，在傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載從始位置限 位傳感器(8)朝著末位置限位傳感器(7)運(yùn)動(dòng)時(shí)，采用以下步驟a)當(dāng)槽型定位光電開關(guān)(6)首次檢測(cè)到所述定位擋片(5)的右擋片(11)時(shí)，所述槽型 定位光電開關(guān)(6)產(chǎn)生減速信號(hào)，則PLC控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行減速；b)隨后，當(dāng)末位置限位傳感器(7)檢測(cè)到所述定位擋片(5)的右擋片(11)時(shí)，所述末 位置限位傳感器(7)產(chǎn)生定位開始信號(hào)，則PLC控制步進(jìn)電機(jī)開始進(jìn)行周期循環(huán)單脈沖定 位；c)最后，當(dāng)槽型定位光電開關(guān)(6)檢測(cè)到所述定位擋片( 的左擋片(10)的邊沿時(shí)， 所述槽型定位光電開關(guān)(6)產(chǎn)生定位結(jié)束信號(hào)，則PLC控制步進(jìn)電機(jī)精確停止。
8.一種對(duì)步進(jìn)電機(jī)精確定位的控制裝置，包括兩個(gè)限位器件，其分別固定在傳動(dòng)系 統(tǒng)的始末位置上；定位器件，其設(shè)置在所述兩個(gè)限位器件之間的負(fù)載需要定位的位置上，其 特征在于，在傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載上設(shè)置有定位擋片(5)，其用于經(jīng)過所述限位器件和定位器件 時(shí)觸發(fā)它們產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)；和PLC，其根據(jù)接收到的所述電信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行精 確定位。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述定位擋片( 具有左擋片(10)和右 擋片(11)，在左擋片和右擋片之間開有垂直于傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方向上的寬槽(9)，使整個(gè) 定位擋片呈為凹形。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征在于，所述兩個(gè)限位器件為槽型限位傳感 器，其中一個(gè)為始位置限位傳感器(8)，另一個(gè)為末位置限位傳感器(7)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述定位器件為光電開關(guān)，其采用對(duì)射或漫反射類型的光電開關(guān)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述光電開關(guān)為槽型定位光電開關(guān)(6)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述定位擋片(5)與所述兩個(gè)槽型限位 傳感器和槽型定位光電開關(guān)(6)正對(duì)，保證定位擋片(5)的左擋片和右擋片從所述槽型限 位傳感器和槽型定位光電開關(guān)的各自槽的中間穿過。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，在沿傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的方向上，所述定位 擋片(5)的左擋片或右擋片的寬度大于或等于任一槽型限位傳感器或槽型定位光電開關(guān) 的槽長(zhǎng)度，且所述定位擋片( 的寬槽(9)的寬度為所述槽型定位光電開關(guān)(6)與末位置 限位傳感器(7)之間的安裝距離、所述槽型限位傳感器及槽型定位光電開關(guān)之中的最大槽 長(zhǎng)度和最小有效調(diào)節(jié)長(zhǎng)度為0. 5mm的三者之和。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對(duì)步進(jìn)電機(jī)精確定位的控制方法和裝置。在該方法中，將設(shè)置在傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載上的定位擋片(5)經(jīng)過安裝在傳動(dòng)系統(tǒng)上的限位器件和定位器件，使所述限位器件和定位器件產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)，從而利用PLC根據(jù)所述電信號(hào)對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行精確定位。本發(fā)明的定位擋片設(shè)置為寬槽的定位擋片(5)，使其具有左擋片(10)和右擋片(11)，并在沿著傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方向上在所述左擋片和右擋片之間開有寬槽(9)，使整個(gè)定位擋片呈為凹形。本發(fā)明通過利用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的定位擋片與限位和定位器件的配合使用，能夠在保證傳動(dòng)系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的情況下控制步進(jìn)電機(jī)精確停止定位。
文檔編號(hào)H02P8/30GK102118128SQ200910244618
公開日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者劉志紅, 金鵬, 陳 峰 申請(qǐng)人:北京北大方正電子有限公司, 北京大學(xué), 北大方正集團(tuán)有限公司