[發(fā)明專利]一種精密制造的精度控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810990421.1
• 申請(qǐng)日: 2018-08-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109039177A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島豐光精密機(jī)械股份有限公司
• 主分類號(hào): H02P6/28
• 分類號(hào): H02P6/28;H02P6/16
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及制造控制領(lǐng)域，特別是一種精密制造的精度控制方法。其主要控制于無(wú)刷馬達(dá)，該馬達(dá)包括具有n個(gè)磁極的轉(zhuǎn)子和一個(gè)感測(cè)該轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的霍爾感測(cè)器，其中n為正整數(shù)且大于等于2，該霍爾感測(cè)器產(chǎn)生一霍爾訊號(hào)，所述方法的步驟包含：接收霍爾訊號(hào)，該霍爾訊號(hào)具有對(duì)應(yīng)于該轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)圈的馬達(dá)機(jī)械周期，每一馬達(dá)機(jī)械周期具有n個(gè)子周期；對(duì)目前子周期的前復(fù)數(shù)個(gè)子周期，執(zhí)行一運(yùn)算，取得一等于或低于該前復(fù)數(shù)個(gè)子周期中最短子周期的時(shí)間長(zhǎng)度；以該時(shí)間長(zhǎng)度，作為目前子周期的控制訊號(hào)長(zhǎng)度；以及根據(jù)該控制訊號(hào)，控制轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制造控制領(lǐng)域，特別是一種精密制造的精度控制方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有制造領(lǐng)域?qū)?yīng)設(shè)備精度控制其主要控制為馬達(dá)，馬達(dá)是一種將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，用以驅(qū)動(dòng)設(shè)備的裝置，在無(wú)刷馬達(dá)發(fā)明的前，馬達(dá)動(dòng)作原理是以電刷與馬達(dá)轉(zhuǎn)子線圈非固定式的接觸，來(lái)改變馬達(dá)線圈電流方向而使馬達(dá)轉(zhuǎn)子不斷運(yùn)轉(zhuǎn)。但由于電刷與轉(zhuǎn)子間摩擦產(chǎn)生粉塵，所以需要定期清理電刷，且電刷的壽命有限，因此限制了馬達(dá)的用途。其后有了無(wú)碳刷馬達(dá)的發(fā)明，相對(duì)于有刷馬達(dá)，無(wú)刷馬達(dá)少了電刷與轉(zhuǎn)子的摩擦，因此較省電也比較安靜，使用壽命也較有刷馬達(dá)長(zhǎng)。

無(wú)刷馬達(dá)又分為感測(cè)器式無(wú)刷馬達(dá)與無(wú)感測(cè)器式無(wú)刷馬達(dá)，其主要的分別在于感測(cè)器式無(wú)刷馬達(dá)在馬達(dá)內(nèi)部裝設(shè)有霍爾(Hall)感測(cè)器，用來(lái)感測(cè)馬達(dá)轉(zhuǎn)子的位置，作為輸入主運(yùn)算為控制裝置的輸入訊號(hào)，以控制馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，而無(wú)感測(cè)器式無(wú)刷馬達(dá)其內(nèi)部則無(wú)霍爾元件，是采用別種方式來(lái)偵測(cè)馬達(dá)轉(zhuǎn)子位置，控制馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)。

無(wú)刷馬達(dá)控制方法，請(qǐng)參考圖1所示的無(wú)刷馬達(dá)控制系統(tǒng)方塊示意圖，其中包括馬達(dá)轉(zhuǎn)子10、馬達(dá)線圈模組11、馬達(dá)開(kāi)關(guān)模組12、霍爾感測(cè)器13、主運(yùn)算微控制裝置14、以及錯(cuò)誤偵測(cè)電路15，其中馬達(dá)轉(zhuǎn)子10系由馬達(dá)開(kāi)關(guān)模組12控制馬達(dá)線圈模組11的開(kāi)啟與關(guān)閉來(lái)驅(qū)動(dòng)；當(dāng)馬達(dá)開(kāi)關(guān)模組12開(kāi)啟馬達(dá)線圈模組11以進(jìn)行作動(dòng)時(shí)，設(shè)置在馬達(dá)線圈模組11附近的霍爾感測(cè)器13將感測(cè)到磁場(chǎng)發(fā)生變化，并產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)于此磁場(chǎng)變化的訊號(hào)以傳送至主運(yùn)算微控制器14中。另外，連接于馬達(dá)轉(zhuǎn)子10的錯(cuò)誤偵測(cè)電路15可將其所偵測(cè)到的錯(cuò)誤訊號(hào)傳送至主運(yùn)算微控制器14中，因此，主運(yùn)算微控制器14將其所接收到的所有相位訊號(hào)與錯(cuò)誤訊號(hào)，一并與來(lái)自正弦查詢表格(未顯示)的資料與計(jì)時(shí)器(未顯示)的時(shí)序資訊，進(jìn)行運(yùn)算、比對(duì)與分析，可計(jì)算出馬達(dá)線圈模組11作動(dòng)時(shí)所需修正的電壓訊號(hào)、電流訊號(hào)等等，并轉(zhuǎn)換為相對(duì)應(yīng)的無(wú)刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)訊號(hào)，以提供給馬達(dá)開(kāi)關(guān)模組12作為控制馬達(dá)線圈模組11作動(dòng)的控制訊號(hào)。

以單相無(wú)刷馬達(dá)為例，圖2所示為馬達(dá)開(kāi)關(guān)模組12與馬達(dá)線圈模組11的電路示意圖，主運(yùn)算微控制裝置14(未顯示)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)訊號(hào)輸入馬達(dá)開(kāi)關(guān)模組12，以決定是電晶體Q1及電晶體Q4導(dǎo)通或是電晶體Q2及電晶體Q3導(dǎo)通，當(dāng)電晶體Q1及電晶體Q4導(dǎo)通時(shí)，馬達(dá)線圈上的電流是由A端點(diǎn)流至B端點(diǎn)，當(dāng)電晶體Q2及電晶體Q3導(dǎo)通時(shí)，馬達(dá)線圈上的電流則是由B端點(diǎn)流至A端點(diǎn)，因而產(chǎn)生馬達(dá)線圈上磁場(chǎng)的交替變化，進(jìn)而推動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)子10(未顯示)，使其運(yùn)轉(zhuǎn)。依據(jù)驅(qū)動(dòng)訊號(hào)頻率及每一子周期所持續(xù)的時(shí)間，決定馬達(dá)轉(zhuǎn)子10的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速均勻性。 圖3所示為驅(qū)動(dòng)訊號(hào)的時(shí)序圖，即在霍爾感測(cè)器13輸出訊號(hào)(Hall訊號(hào))為高電位時(shí)，主運(yùn)算微控制裝置14輸出驅(qū)動(dòng)訊號(hào)PNM/AH及PNM/BL高電位以導(dǎo)通電晶體Q1及電晶體Q4，在霍爾感測(cè)器13輸出訊號(hào)為低電位時(shí)，主運(yùn)算微控制裝置14輸出驅(qū)動(dòng)訊號(hào)PNM/BH及PNM/AL高電位以導(dǎo)通電晶體Q2及電晶體Q3，如此交替以推動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)子10。

以四磁極轉(zhuǎn)子的單相無(wú)刷馬達(dá)來(lái)說(shuō)明，無(wú)刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)訊號(hào)波形會(huì)影響到馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電流，進(jìn)而影響到馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)度，噪音大小及運(yùn)轉(zhuǎn)效率。理想狀況下，無(wú)刷馬達(dá)轉(zhuǎn)子10充磁均勻，霍爾感測(cè)器13于一馬達(dá)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)周期中，感應(yīng)到S極(S1與S2)磁場(chǎng)輸出每一低電位子周期的時(shí)間與感應(yīng)到N極(N1與N2)磁場(chǎng)輸出每一高電位子周期的時(shí)間相同，在此狀況下，無(wú)刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)訊號(hào)及電流波形平衡運(yùn)轉(zhuǎn)效率極佳，如圖4所示。