[發明專利]一種低成本高精度小型掃描架及控制方法

在審

• 申請號: 201810518233.9
• 申請日: 2018-05-27
• 公開（公告）號: CN108710033A
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 錢金堂
• 申請（專利權）人: 南京艾文森電子科技有限公司
• 主分類號: G01R29/10
• 分類號: G01R29/10;G05B19/042;G05D3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種低成本高精度小型掃描架，包括X軸基座（1）和工控機（2），其特征在于：所述X軸基座（1）頂部的兩側均固定連接有X軸導軌（3），且X軸導軌（3）的頂部通過X軸滑塊（4）滑動連接有滑板（5），所述X軸基座（1）的頂部通過軸承座轉動連接有X軸滾珠絲桿（6），所述X軸滾珠絲桿（6）的外表面與滑板（5）的底部螺紋連接，且X軸基座（1）的一側固定連接有X軸電機（7），所述X軸電機（7）的輸出軸通過聯軸器與X軸滾珠絲桿（6）的一端固定連接，所述滑板（5）的頂部固定連接有Y軸底座（8），所述Y軸基座（8）的一側固定連接有Y軸導軌（9），且Y軸基座（8）的頂部固定連接有Y軸電機（10），所述Y軸電機（10）輸出軸的一端通過聯軸器固定連接有Y軸滾珠絲桿（11），且Y軸滾珠絲桿（11）的底端與滑板（5）的頂部轉動連接，所述Y軸導軌（9）的一側通過Y軸滑塊（12）滑動連接有Z軸基座（13），所述Z軸基座（13）的一側與Y軸滾珠絲桿（11）的外表面螺紋連接，且Z軸基座（13）另一側的頂部和底部均固定連接有Z軸導軌（14），所述Z軸基座（13）的一側固定連接有Z軸電機（15），且Z軸電機（15）輸出軸的一端通過聯軸器固定連接有Z軸滾珠絲桿（16），所述Z軸滾珠絲桿（16）遠離Z軸電機（15）的一端通過軸承座與Z軸基座（13）的正面轉動連接。

2.根據權利要求1所述的一種低成本高精度小型掃描架，其特征在于：所述Z軸導軌（14）的一側通過Z軸滑塊（17）滑動連接有支架（18），且支架（18）的一側固定連接有探頭（19）。

3.根據權利要求1所述的一種低成本高精度小型掃描架，其特征在于：所述X軸基座（1）頂部的一側與Y軸基座（8）背面的一側之間固定連接有X軸拖鏈（20），且Y軸基座（8）的背面與Z軸基座（13）的背面之間固定連接有Y軸拖鏈（21）。

4.根據權利要求1所述的一種低成本高精度小型掃描架，其特征在于：所述工控機（2）與減速器末級反饋系統（22）實現雙向連接，且減速器末級反饋系統（22）包括運動控制卡（221）和伺服電機驅動器（222），且運動控制卡（221）的輸出端與伺服電機驅動器（222）的輸入端連接。

5.根據權利要求4所述的一種低成本高精度小型掃描架，其特征在于：所述伺服電機驅動器（222）的輸出端分別與X軸電機（7）、Y軸電機（10）和Z軸電機（15）的輸入端連接，且伺服電機驅動器（222）的輸入端分別與電氣保護模塊（23）和碼盤反饋模塊（24）的輸出端連接，所述電氣保護模塊（23）的輸出端與運動控制卡（221）的輸出端連接。

6.根據權利要求1所述的一種低成本高精度小型掃描架的控制方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1、工控機（2）通過運動控制卡（221）向伺服電機驅動器（222）發出運動指令和控制信號，控制信號經伺服電機驅動器（222）功率放大后分別驅動X軸電機（7）、Y軸電機（10）和Z軸電機（15）運動；

S2、使I/O口與安裝在采樣架各部分的限位開關相連，實現運動位置和極限位置的檢測，并返回至運動控制卡（221），采樣架的操作可通過遠程控制和近程控制二種模式實現；

S3、遠程控制，遠程測試計算機通過通訊電纜與采樣架工控機（2）相連，即可在在遠程測試計算機上運行上位機測試軟件，完全控制采樣架系統的掃描運動、機械調整運動和位置檢測等全部功能，通訊方式為USB或者LAN口通訊；

S4、近程控制，工控機（2）系統運行在windows操作系統下，在該系統中運行我們編寫的程序文件，亦可實現對采樣架的完全控制，通過在軟件操作面板設置運動模式和運動參數，可實現掃描運動、機械調整和位置檢測；

S5、控制信號通過計算機發給運動控制卡（221），運動控制卡（221）經伺服電機驅動器（222）分別驅動X軸電機（7）、Y軸電機（10）和Z軸電機（15）運轉，實現采樣架系統的運動控制和調整控制，I/O口主要完成位置檢測輸入、限位信號輸入和電源、驅動器的啟停輸出；

S6、依據機械設計和電機性能，給定了系統的最大加速度和最大速度，在此范圍內可由用戶設置運動參數，通過在控制軟件中采樣架位置的設置，可實現調整發射天線的位置。