專利名稱：步進(jìn)電機(jī)停止、啟動(dòng)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制步進(jìn)電機(jī)停止和啟動(dòng)的方法。
步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為角位移的機(jī)電式數(shù)—模轉(zhuǎn)換器，每接收一次指令脈沖就控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度。現(xiàn)有技術(shù)中采用環(huán)形脈沖分配器控制驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，是由環(huán)形脈沖分配器產(chǎn)生脈沖信號(hào)，通過(guò)信號(hào)放大器輸入控制步進(jìn)電機(jī)，硬件部分故障點(diǎn)多，干擾大；該數(shù)控裝置在送完規(guī)定的脈沖后，觸發(fā)器自動(dòng)恢復(fù)清零狀態(tài)，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分實(shí)際上處于“自由狀態(tài)”，造成工藝過(guò)程中的移位現(xiàn)象，使步進(jìn)電機(jī)到位不準(zhǔn)，不能滿足工藝要求。為控制電機(jī)的停止，一般電機(jī)都帶有剎車裝置，但由于步進(jìn)電機(jī)多用于一些控制精度較高的工藝設(shè)備上，安裝剎車裝置在設(shè)計(jì)上成為一種負(fù)擔(dān)，也造成更多的故障因素。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)作為控制元件參與工藝過(guò)程已越來(lái)越普遍，但采用計(jì)算機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的停止、啟動(dòng)過(guò)程進(jìn)行控制的技術(shù)至今還未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)。
本發(fā)明的目的是得到一種用計(jì)算機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的停止啟動(dòng)進(jìn)行控制的方法，可消除步進(jìn)電機(jī)到位不準(zhǔn)的現(xiàn)象，并正確啟動(dòng)而不會(huì)發(fā)生失步現(xiàn)象。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)解決方案為一種步進(jìn)電機(jī)停止啟動(dòng)控制方法，是由計(jì)算機(jī)通過(guò)如下步驟進(jìn)行控制(1)將步進(jìn)電機(jī)控制脈沖按步進(jìn)電機(jī)的脈沖發(fā)生規(guī)律編成代碼存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中，(2)在停止時(shí)使步進(jìn)電機(jī)到位的最后一個(gè)脈沖一直保持到下次啟動(dòng)，并將該脈沖代碼輸入存儲(chǔ)器記錄，(3)啟動(dòng)時(shí)由計(jì)算機(jī)控制給停電時(shí)通電磁極的相鄰磁極送電。
所述的步進(jìn)電機(jī)在停止時(shí)，由計(jì)算機(jī)控制增加1～5個(gè)脈沖以補(bǔ)償傳動(dòng)誤差。
所述的步進(jìn)電機(jī)在停止時(shí)，由計(jì)算機(jī)控制其到位時(shí)間判斷是否到位。
下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述現(xiàn)有的步進(jìn)電機(jī)數(shù)控裝置在送完規(guī)定(理論計(jì)算出來(lái))脈沖后，觸發(fā)器自動(dòng)恢復(fù)原始狀態(tài)(清零)，這時(shí)，步進(jìn)電機(jī)實(shí)際上處于“自由狀態(tài)”，如果此時(shí)機(jī)電接合部分的摩擦力較大，電機(jī)不會(huì)移位；如機(jī)電接合部分摩擦力較小，就會(huì)產(chǎn)生移位現(xiàn)象，即啟動(dòng)時(shí)的位置不在停止時(shí)的位置，而現(xiàn)有技術(shù)中的分析誤認(rèn)為是到位不準(zhǔn)確引起。
本發(fā)明由計(jì)算機(jī)控制將步進(jìn)電機(jī)停止后的自由狀態(tài)改為鎖定狀態(tài)，即將步進(jìn)電機(jī)到位時(shí)的最后一個(gè)脈沖由清零狀態(tài)改為不清零狀態(tài)，使最后一個(gè)脈沖保持送進(jìn)步進(jìn)電機(jī)的某一組磁極，將轉(zhuǎn)子用電磁力緊緊鎖定，使步進(jìn)電機(jī)在下次啟動(dòng)前還在停止的位置，消除了不到位的一種假象。
采用該方法控制停止后，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)要再次啟動(dòng)執(zhí)行下一工序時(shí)，發(fā)出的控制脈沖必須是按照脈沖發(fā)送規(guī)律給相鄰的磁極送電(正方或反方)。例如，步進(jìn)電機(jī)為三相六拍脈沖，其正向轉(zhuǎn)動(dòng)的三相六拍脈沖規(guī)律為A→AB→B→BC→C→CA→A……；反向的脈沖規(guī)律為A→CA→C→BC→B→AB→A……，如此循環(huán)。如果電機(jī)在執(zhí)行某一工藝過(guò)程中出現(xiàn)停機(jī)信號(hào)時(shí)(斷點(diǎn))，保持脈沖的磁極為A，電機(jī)再次啟動(dòng)時(shí)的通電磁極必須是與A相鄰的磁極AB(正方)或CA(反方)，否則步進(jìn)電機(jī)會(huì)出現(xiàn)失步狀態(tài)。(注如果電機(jī)停止時(shí)處于自由狀態(tài)，就不會(huì)產(chǎn)生失步)，為了解決失步問(wèn)題，需要對(duì)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行斷點(diǎn)進(jìn)行記憶，首先根據(jù)步進(jìn)電機(jī)三相電源接到PIO接口的位置和信號(hào)放大相序設(shè)定脈沖代碼，并在脈沖存放地址兩端設(shè)立標(biāo)志位，例如在C、A相脈沖代碼下一個(gè)地址設(shè)一個(gè)標(biāo)志位進(jìn)行判斷，如與標(biāo)志位代碼相符，則運(yùn)用絕對(duì)轉(zhuǎn)移指令到A相脈沖代碼地址，發(fā)送脈沖到A相，如有停機(jī)信號(hào)則由計(jì)算機(jī)控制記憶停機(jī)時(shí)(斷點(diǎn))的脈沖代碼，即將保持通電的磁極的代碼進(jìn)行存儲(chǔ)。
如有重新啟動(dòng)的信號(hào)，由計(jì)算機(jī)控制在原脈沖的代碼上進(jìn)行自動(dòng)±1，然后將存儲(chǔ)器內(nèi)容與標(biāo)志位進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)比較出來(lái)的兩種不結(jié)果，去分別執(zhí)行相應(yīng)的指令，控制脈沖按照脈沖發(fā)生規(guī)律輸出，步進(jìn)電機(jī)就能按照工藝要求進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的斷點(diǎn)保護(hù)，保證其正常啟動(dòng)。
另外，為了消除步進(jìn)電機(jī)機(jī)械傳動(dòng)誤差，本發(fā)明經(jīng)過(guò)定數(shù)、定時(shí)檢測(cè)是否到位，如果到位即停機(jī)。
定數(shù)檢測(cè)是根據(jù)各個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不同的行程，計(jì)算出步進(jìn)電機(jī)角位移所需要的脈沖數(shù)作為基數(shù)，考慮到機(jī)械傳動(dòng)上的誤差，基數(shù)脈沖送完后仍不能到位，在停止時(shí)采用脈沖的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，進(jìn)行到位控制時(shí)補(bǔ)送1～5個(gè)脈沖，即送一個(gè)脈沖檢測(cè)一次，最多送5個(gè)脈沖，如仍不到位，則作為故障報(bào)警。
為了對(duì)故障進(jìn)行正確判斷，除了到位檢測(cè)外再加上定時(shí)檢測(cè)使故障誤判為零。定時(shí)檢測(cè)是根據(jù)步進(jìn)電機(jī)縱向行程計(jì)算出應(yīng)發(fā)送脈沖個(gè)數(shù)，并根據(jù)要求計(jì)算出脈沖發(fā)送間隔，得到送完所有脈沖時(shí)間；為實(shí)現(xiàn)定時(shí)檢測(cè)，用計(jì)算機(jī)的一個(gè)寄存器作為時(shí)間計(jì)數(shù)器，將時(shí)間參數(shù)按二進(jìn)制輸入寄存器，計(jì)算機(jī)每開(kāi)中斷一次，也就是送一個(gè)脈沖后計(jì)數(shù)器自動(dòng)減一，當(dāng)檢測(cè)到計(jì)數(shù)器為零時(shí)，如這時(shí)檢測(cè)還未到位，就作為故障報(bào)警。
本發(fā)明由于采用計(jì)算機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的停止、啟動(dòng)進(jìn)行控制，由計(jì)算機(jī)控制使步進(jìn)電機(jī)到位時(shí)的最后一拍脈沖保持到下一次啟動(dòng)，并對(duì)那最后一拍沒(méi)有規(guī)律、隨機(jī)的脈沖進(jìn)行簡(jiǎn)潔又巧妙的記憶，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的停止時(shí)的斷點(diǎn)記憶；當(dāng)重新啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)時(shí)，由計(jì)算機(jī)控制進(jìn)行斷點(diǎn)識(shí)別，發(fā)出相鄰的控制脈沖并按照規(guī)律發(fā)送，保證再次啟動(dòng)可正常啟動(dòng)，并可消除機(jī)械傳動(dòng)的誤差，消除停止時(shí)的到位不準(zhǔn)的現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種步進(jìn)電機(jī)停止啟動(dòng)控制方法，其特征在于由計(jì)算機(jī)通過(guò)如下步驟進(jìn)行控制(1)將步進(jìn)電機(jī)控制脈沖按步進(jìn)電機(jī)的脈沖發(fā)生規(guī)律編成代碼存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中，(2)在停止時(shí)使步進(jìn)電機(jī)到位的最后一個(gè)脈沖一直保持到下次啟動(dòng)，并將該脈沖代碼輸入存儲(chǔ)器記錄，(3)啟動(dòng)時(shí)由計(jì)算機(jī)控制給停電時(shí)通電磁極的相鄰磁極送電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電機(jī)停止啟動(dòng)控制方法，其特征在于所述的步進(jìn)電機(jī)在停止時(shí)，由計(jì)算機(jī)控制增加1～5個(gè)脈沖以補(bǔ)償傳動(dòng)誤差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的步進(jìn)電機(jī)停止啟動(dòng)控制方法，其特征在于所述的步進(jìn)電機(jī)在停止時(shí)，由計(jì)算機(jī)控制其到位時(shí)間判斷是否到位。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種控制步進(jìn)電機(jī)停止和啟動(dòng)的方法:由計(jì)算機(jī)通過(guò)如下步驟進(jìn)行控制:將步進(jìn)電機(jī)控制脈沖按步進(jìn)電機(jī)的脈沖發(fā)生規(guī)律編成代碼存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中,在停止時(shí)使步進(jìn)電機(jī)到位的最后一個(gè)脈沖一直保持到下次啟動(dòng),并將該脈沖代碼輸入存儲(chǔ)器記錄;啟動(dòng)時(shí)由計(jì)算機(jī)控制給停電時(shí)通電磁極的相鄰磁極送電。步進(jìn)電機(jī)在停止時(shí),由計(jì)算機(jī)控制增加1～5個(gè)脈沖以補(bǔ)償傳動(dòng)誤差。本發(fā)明可消除步進(jìn)電機(jī)到位不準(zhǔn),使之正確啟動(dòng)而不會(huì)發(fā)生失步。
文檔編號(hào)H02P8/00GK1195923SQ98100568
公開(kāi)日1998年10月14日 申請(qǐng)日期1998年2月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月24日
發(fā)明者湯業(yè)鑫 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵(集團(tuán))公司