[實用新型]帶有直線編碼器的閉環步進模組系統

有效

• 申請號: 201922349281.2
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN211266698U
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 曾凱;張亞輝;張棟
• 申請（專利權）人: 上海鳴志派博思自動化技術有限公司
• 主分類號: H02K11/215
• 分類號: H02K11/215;H02K11/33;H02K37/24;H02P8/14
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 應小波

本實用新型涉及一種帶有直線編碼器的閉環步進模組系統，系統包括電機驅動器和電機控制器、電機安裝支架及底座以及分別安裝在電機安裝支架及底座上的步進電機、絲桿、螺母、導軌和負載滑塊，所述的電機控制器通過電機驅動器與步進電機連接，所述的步進電機通過絲桿與螺母傳動連接，所述的螺母帶動負載滑塊在導軌運動，所述的系統還包括直線編碼器磁條和直線編碼器模塊，所述的直線編碼器磁條安裝在電機安裝支架及底座的外殼內側壁上，所述的直線編碼器模塊與直線編碼器磁條相對設置并與螺母連接。與現有技術相比，本實用新型具有大幅提升了直線步進模組的運動精度等優點。

技術領域

本實用新型涉及一種閉環步進模組系統及其控制方法，尤其是涉及一種帶有直線編碼器的閉環步進模組系統。

背景技術

步進電機(Stepping Motor)由于其較好的低速運動響應特性，經常被和一些直線傳動機構、導軌等連接在一起，在各種機器和設備中得以大量運用，用來作為直線運動的執行機構，將控制信號轉換為直線運動，從而達到控制執行機構運動給定的距離，并產生能夠有效帶動負載的推力。

但這種慣用的整合方式及機構設計存在較大的缺陷：一方面由于步進電機通常是開環的方式進行控制，難以發現這種機構在運動過程中產生的失步，過沖，堵轉等問題，其開環的方式動態響應能力也很低。另外由于整個模組系統中存在例如絲桿、螺母，導軌等傳動機構，這些傳動機構不免帶有不同程度的間隙，也會存在不同程度的直線運動累計誤差，從而導致整體系統的直線運動精度不高。

實用新型內容

本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種帶有直線編碼器的閉環步進模組系統，該方法能夠有效克服上述缺點，在精度、平穩性和系統動態響應方面都有比較大的提升。

本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種帶有直線編碼器的閉環步進模組系統，包括電機驅動器和電機控制器、電機安裝支架及底座以及分別安裝在電機安裝支架及底座上的步進電機、絲桿、螺母、導軌和負載滑塊，所述的電機控制器通過電機驅動器與步進電機連接，所述的步進電機通過絲桿與螺母傳動連接，所述的螺母帶動負載滑塊在導軌運動，所述的系統還包括直線編碼器磁條和直線編碼器模塊，所述的直線編碼器磁條安裝在電機安裝支架及底座的外殼內側壁上，所述的直線編碼器模塊與直線編碼器磁條相對設置并與螺母連接。

優選地，所述的電機安裝支架及底座的外殼內側壁上設有用于直線編碼器磁條安裝的溝槽。

優選地，由所述的溝槽定位的直線編碼器磁條的中心與編碼器模塊中心距離小于0.3mm。

優選地，所述的系統還包括編碼器安裝端塊，所述的直線編碼器模塊嵌入編碼器安裝端塊內，所述的編碼器安裝端塊通過螺丁與螺母連接。

優選地，所述的絲桿為梯形絲桿或者滾珠絲桿。

優選地，所述的螺母為梯形螺母或者滾珠螺母。

優選地，所述的直線編碼器模塊采用磁性直線傳感器芯片，其內部由霍爾元件陣列構成。

優選地，所述的直線編碼器磁條的安裝底座為鋁材或其他不導磁材料制作而成的底座。

優選地，所述的直線編碼器模塊的安裝底座為鋁材或其他不導磁材料制作而成的底座。

與現有技術相比，本實用新型具有以下優點：

1.本實用新型大幅提升了直線步進模組的運動精度，從0.1mm左右的重復定位精度提高到了0.01mm以內，將應用的精度提高了一個數量級，在消費電子和自動化等領域帶來了巨大的價值。

2.本實用新型能夠使得使用者在系統運動的過程中實時知曉直線運動模塊的運行狀態，從而避免了機構在運動過程中產生的失步，過沖，堵轉等問題。

附圖說明