[發明專利]低精度多個傳感器融合的原點精確定位系統及定位方法

有效

• 申請號: 201410028037.5
• 申請日: 2014-01-22
• 公開（公告）號: CN103760921A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 孫光輝;任雨;高會軍;于金泳;孫一勇;張增杰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G05D3/20
• 分類號: G05D3/20
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

技術領域

本發明涉及多傳感器融合的原點精確定位技術。

背景技術

隨著工業生產中自動化設備的日益普及，對設備運動控制精度的要求也越來越高，而設備原點定位精度對設備運動控制精度影響甚大。現行工業設備中，原點定位精度低往往是由于所采用的傳感器的精度低導致的，為了提高精度，往往采用依靠高精度的感應式傳感器來實現，如SONY公司生產的的PK15，其定位精度能夠達到3um，但隨之而來的是設備研發制造成本的大幅增加，以及由于高裝配精度帶來的裝配難度。

發明內容

本發明是為了解決現有原點定位精度設備中如采用高精度傳感器存在成本高，裝配難度大，而如果采用低精度傳感器雖然能克服前述問題，但定位精度又不夠的矛盾，進而提供了一種低精度多個傳感器融合的原點精確定位系統及定位方法。

低精度多個傳感器融合的原點精確定位系統，它包括工控機1、DSP2、位置脈沖減計數器3、電機驅動器4、電機5、移動機構、位移傳感器6、位移計數器7和原點傳感器8；

工控機1的位置指令信號輸出端連接DSP2的位置指令信號輸入端，DSP2將要發送的脈沖總數寫入位置脈沖減計數器3，所述DSP2的脈沖信號輸出端連接位置脈沖減計數器3的脈沖信號輸入端，所述位置脈沖減計數器3的狀態信號輸出端連接DSP2的狀態信號輸入端，位置脈沖減計數器3用于控制發送給電機驅動器4的位置脈沖總數，位置脈沖減計數器3的位置脈沖信號輸出端連接電機驅動器4的位置脈沖信號輸入端，所述電機驅動器4的驅動信號輸出端連接電機5的驅動信號輸入端，所述電機5用于驅動移動機構移動，位移傳感器6用于檢測移動機構的位移信息，位移傳感器6輸出表示位移信息的脈沖信號給位移計數器7的脈沖信號輸入端，原點傳感器8用于檢測移動機構是否位于原點范圍的狀態，原點傳感器8的檢測信號輸出端連接位移計數器7的原點檢測信號輸入端，所述位移計數器7的脈沖計數輸出端連接DSP2的位置脈沖信號輸入端；

在DSP2內部的軟件實現的定位模塊，所述定位模塊包括以下單元：

初始化單元：用于啟動電機5，電機5的轉動方向為設備坐標系中軸向的負方向；位移計數器7清零，位置脈沖減計數器3的脈沖數為maxval，maxval表示該軸整個運動范圍所對應的位移傳感器脈沖數；

判斷單元一：用于判斷移動機構是否到達原點傳感器8的感應范圍且接收到位移傳感器6的Z相信號，如果是則啟動關閉脈沖指令單元，否則重新啟動該單元；

關閉脈沖指令單元：用于讀取系統每個脈沖周期上位移計數器7的值，讀取的當前值與上個周期的讀取的值相同時，則DSP2中的到位標志計數器加1，否則到位標志計數器清零，判斷位標志計數器是否大于等于20，如果是則關閉電機5的脈沖指令，使移動機構停止運動，然后執行判斷單元二；否則重復啟動該單元；

判斷單元二：用于判斷電機5是否在設備坐標系的運動方向沿軸的正方向，如果是則結束原點定位；如果否則啟動校正單元；

校正單元：到位標志計數器清零，DSP2向位置脈沖減計數器3寫入正整數rglapls，設定電機5的運動方向為設備坐標系中軸的正方向，然后啟動電機5，然后重復查詢位置脈沖減計數器3的狀態，待位置脈沖減計數器3為0時，啟動關閉脈沖指令單元。

低精度多個傳感器融合的原點精確定位方法，該方法是低精度多個傳感器融合的原點精確定位系統實現的，所述低精度多個傳感器融合的原點精確定位系統包括工控機1、DSP2、位置脈沖減計數器3、電機驅動器4、電機5、移動機構、位移傳感器6、位移計數器7和原點傳感器8；

工控機1的位置指令信號輸出端連接DSP2的位置指令信號輸入端，DSP2將要發送的脈沖總數寫位置脈沖減計數器3，所述DSP2的脈沖信號輸出端連接位置脈沖減計數器3的脈沖信號輸入端，所述位置脈沖減計數器3的狀態信號輸出端連接DSP2的狀態信號輸入端，位置脈沖減計數器3用于控制發送給電機驅動器4的位置脈沖總數，位置脈沖減計數器3的位置脈沖信號輸出端連接電機驅動器4的位置脈沖信號輸入端，所述電機驅動器4的驅動信號輸出端連接電機5的驅動信號輸入端，所述電機5用于驅動移動機構移動，位移傳感器6用于檢測移動機構的位移信息，位移傳感器6輸出表示位移信息的脈沖信號給位移計數器7的脈沖信號輸入端，原點傳感器8用于檢測移動機構是否位于原點范圍的狀態，原點傳感器8的檢測信號輸出端連接位移計數器7的原點檢測信號輸入端，所述位移計數器7的脈沖計數輸出端連接DSP2的位置脈沖信號輸入端；