[發明專利]一種直線多電機控制系統

有效

• 申請號: 202010143065.7
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111245314B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 陳桂;李振華;胡詩羽;丁飛;于昊;束嘉豪;萬其
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: H02P8/40
• 分類號: H02P8/40;H02P8/00;H02P5/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 王磊

本發明公開了一種直線多電機控制系統，包括控制器、上位機、激光傳感器、若干步進驅動和貫穿式步進電機；控制器通過現場總線與上位機進行信息交換；激光傳感器用于對若干貫穿式步進電機的初始位置進行零位標定；控制器通過模數變換實現對激光傳感器的數據讀取；控制器通過控制步進驅動，每個步進驅動對應驅動唯一貫穿式步進電機運動，實現多電機直線運動控制。本發明適用一種分時控制的多電機系統，通過脈沖、方向等控制信號的共用，達到減少控制信息的數字端口需求，電機數量越多，減少的數量越大；通過非接觸式的激光傳感器，采用傾斜安裝，同時實現多電機的零位標定，減少零位傳感器，提高系統可靠性，同時節省安裝空間。

技術領域

本發明屬于直線多電機控制技術領域，具體涉及一種基于步進驅動的同一直線上多個運動控制系統。

背景技術

貫穿軸式直線步進電機將螺母與電機轉子集成為一體，絲桿軸穿過電機轉子中心，固定絲桿并做防轉，當電機上電后轉子旋轉時，電機就會沿著絲桿做直線運動。選用外部驅動式直線步進電機做高速直線運動時，通常會被絲桿的臨界轉速所限制，使用貫穿軸式直線步進電機，固定絲桿并做防轉，讓電機帶動線性導軌的滑塊運行，不受到絲桿臨界轉速的限制。

貫穿軸式直線步進電機，螺母內置在電機里邊的結構設計，不會額外占用絲桿長度之外的空間。可以在同一根絲桿上可安裝多個電機，電機不能互相通過，每個電機的運動是互相獨立的，因此對于同一直線的多個運動控制的應用具有明顯優勢。

同一直線的多個運動控制的應用用于小型測試系統、裝配等，運動軸數較多，導致位置控制信號多及零位標定困難等。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種直線多電機控制系統。

為實現上述技術目的，本發明采取的技術方案為：

一種直線多電機控制系統，包括控制器、上位機、激光傳感器、若干步進驅動和若干貫穿式步進電機；

控制器通過現場總線與上位機進行信息交換，為上位機直線多電機運動控制提供信息交換通道；

所述激光傳感器用于對若干貫穿式步進電機的初始位置進行零位標定；

所述控制器通過模數變換實現對激光傳感器的數據讀取；

所述控制器通過控制步進驅動，每個步進驅動對應驅動唯一貫穿式步進電機運動，實現多電機直線運動控制。

為優化上述技術方案，采取的具體措施還包括：

上述的控制器采用可編程序控制器，通過輸出脈沖、方向和使能信號來控制貫穿式步進電機在絲桿上運行，實現多電機直線運動控制。

上述的控制器在某一時刻只控制若干步貫穿式步進電機中的一臺，由使能信號決定。

上述的貫穿式步進電機貫穿在絲杠上，所述絲桿兩端由固定器固定，在貫穿式步進電機運動過程中保持靜止。

上述的激光傳感器選取的測量范圍為25毫米-250毫米，所選激光傳感器的精度和貫穿式步進電機的零位標定精度相對應，依據零位標定精度選擇激光傳感器的精度。

上述的激光傳感器的激光路線與水平方向的夾角為θ，同時以貫穿式步進電機的端面作為激光反射面，端面與激光傳感器的水平距離L1與激光傳感器的測量距離L的關系式為：

L1＝L×cosθ (1)

上述的θ＝45°，則

上述的若干貫穿式步進電機初始位置的零位標定過程為：

貫穿式步進電機均位移至絲桿的一側，激光傳感器此時無檢測數據；