[發明專利]混合步進電機初始位置獲取方法、驅動器及步進伺服系統

在審

• 申請號: 201811333951.5
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109167541A
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 歐奐辰;張國亮
• 申請（專利權）人: 浙江國自機器人技術有限公司
• 主分類號: H02P8/00
• 分類號: H02P8/00;H02P21/32
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發明公開了一種混合步進電機初始位置的獲取方法、驅動器及步進伺服系統，應用于步進伺服系統中的驅動器，包括：在步進伺服系統上電且步進電機的轉子靜止后，從一個預先定義的電角度開始，按照預設間隔電角度從不同的電角度位置向步進電機的定子注入一個固定脈沖寬度的矢量電壓，直至遍歷完一整個360度電角度；在每次向步進電機的定子注入矢量電壓的同時，均采集電機定子繞組產生的電流脈沖信號；從所有電流脈沖信號中確定幅度最大的電流脈沖信號，并得到幅度最大的電流脈沖信號對應的電壓注入電角度，并將電壓注入電角度的位置確定為步進電機的初始位置。可見，相比于硬件獲取方式，本申請的軟件獲取方式更為簡單，容易實施，且不耗費系統成本。

技術領域

本發明涉及混合式步進伺服領域，特別是涉及一種混合步進電機初始位置的獲取方法、驅動器及步進伺服系統。

背景技術

目前，步進伺服系統包括驅動器和步進電機，在步進伺服系統上電啟動時，需要獲取步進電機的初始位置。現有技術中，有兩種獲取步進電機初始位置的方式：第一種，在步進電機的定子上安裝霍爾傳感器，用來檢測步進電機的初始位置。第二種，在步進伺服系統中安裝與步進電機適配的編碼器，借助編碼器的光刻碼盤獲取步進電機的初始位置。但是，常用的步進電機的極對數較多，比如50對極，該情況下每個極對位置只有7.2度(360度/50)，位置較小難以安裝霍爾傳感器；若選用第二種方式，則需要在編碼器上設計50極的換相信號，設計較為復雜，難以實施，所以通常改為安裝絕對值的編碼器，其無需設計50極的換相信號，但價格昂貴，增加系統成本。

因此，如何提供一種解決上述技術問題的方案是本領域的技術人員目前需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種混合步進電機初始位置的獲取方法、驅動器及步進伺服系統，相比于硬件獲取步進電機初始位置的方式，本申請的軟件獲取方式更為簡單，容易實施，且不耗費系統成本。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種混合步進電機初始位置的獲取方法，應用于步進伺服系統中的驅動器，包括：

在所述步進伺服系統上電且步進電機的轉子靜止后，從一個預先定義的電角度開始，按照預設間隔電角度從不同的電角度位置向所述步進電機的定子注入一個固定脈沖寬度的矢量電壓，直至遍歷完一整個360度電角度；

在每次向所述步進電機的定子注入矢量電壓的同時，均采集電機定子繞組產生的電流脈沖信號；

從所有電流脈沖信號中確定幅度最大的電流脈沖信號，并得到幅度最大的所述電流脈沖信號對應的電壓注入電角度，并將所述電壓注入電角度的位置確定為所述步進電機的初始位置。

優選地，在所述步進伺服系統上電且步進電機的轉子靜止之后，在從一個預先定義的電角度開始之前，該獲取方法還包括：

執行預設驅動器自檢程序以驗證驅動功能是否正常；

若正常，則執行從一個預先定義的電角度開始的步驟；若不正常，則在工作人員斷電檢修完成后返回執行所述步進伺服系統上電且步進電機的轉子靜止的步驟。

優選地，所述步進電機的轉子靜止的過程具體為：

通過在所述步進伺服系統中所設置的抱閘剎車機構鎖住所述步進電機的轉子，以使其保持靜止狀態。

優選地，所述預設間隔電角度具體為60度電角度。

優選地，所述矢量電壓的固定脈沖寬度具體為1μs。

優選地，該獲取方法還包括：

根據所述初始電角度啟動所述步進電機以使其轉動，并實時檢測所述步進電機對應的編碼器直至其Z信號出現；

當所述編碼器的Z信號出現時，從自身存儲的廠商數據中查找所述Z信號對應的電角度；