[發明專利]一種電機位置和轉矩控制方法

有效

• 申請號: 202110257736.7
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113014177B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 陳陽;王瑞
• 申請（專利權）人: 深圳市微秒控制技術有限公司
• 主分類號: H02P23/20
• 分類號: H02P23/20;H02P23/14;H02P23/16;H02P29/00
• 代理公司: 深圳市蘭鋒盛世知識產權代理有限公司 44504
• 代理人: 羅炳鋒

本發明公開了一種電機位置和轉矩控制方法，包括：步驟S1，在驅動器內對電機驅動執行器接近目標物和保持壓力的運行曲線進行規劃：令電機驅動執行器處于位置模式，通過上位控制器設定多個參數，在高速接近區間寬度范圍內，將電機驅動執行器的轉矩限制設置為默認轉矩限制，以令電機驅動執行器高速移動，在高速接近區間寬度范圍的結束段，控制電機驅動執行器減速到著陸速度并進入著陸區寬度范圍，著陸速度小于高速接近速度；步驟S2，在驅動器內對電機驅動執行器脫離和回到初始位置的運行曲線進行規劃。本發明能有效縮短動作時間、能避免高速移動慣性對接觸點的沖擊、可實現對接觸壓力精確控制。

技術領域

本發明涉及電機控制方法，尤其涉及一種電機位置和轉矩控制方法。

背景技術

在半導體、電子等相關設備的生產工藝中，有大量的工位需要電機驅動執行器快速移動一小段距離后與目標物接觸，同時保持一定的壓力，然后回到初始位置。為了提高生產效率，需要前期移動越快越好，同時也希望接觸后壓力的建立柔和、可控，以免損壞目標物。

在現有的技術手段中，有的使用步進電機來驅動執行器，在目標物前方放置接近開關，控制器發送高速脈沖驅動步進電機，當檢測到接近開關信號時，立即停止發送高速脈沖，改為發送一定數量的較低速度的脈沖，使執行器慢慢接觸目標物后停止，依靠在執行器上設置彈簧等機械結構來產生接觸壓力。該方案存在以下問題：

1、高速和低速段的銜接不柔和，機械抖動大；

2、需要根據目標物高度的不同來設置接近開關的位置，針對連續接觸不同高度的目標物的情況，只能以最高的目標物為準，浪費了效率；

3、接觸壓力由彈簧結構產生，無法精確控制。

此外，也有的方案使用伺服電機來驅動執行器，使電機運行在位置模式，運行定位指令使執行器快速移動，與目標物接觸，整個運行過程中通過設定轉矩限制來控制與目標物的接觸壓力。該方案存在以下問題：

1、執行器與目標物接觸瞬間，由于慣性的存在，實際壓力會有一個很大的過沖，可能會損壞目標物；

2、在加減速階段，由于要產生加速度，需要電機輸出較大的轉矩。轉矩限制使加減速時間變長，降低了效率。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的不足，提供一種能有效縮短動作時間、能避免高速移動慣性對接觸點的沖擊、可實現對接觸壓力精確控制的電機位置和轉矩控制方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案。

一種電機位置和轉矩控制方法，所述控制方法基于上位控制器、驅動器和電機驅動執行器實現，所述控制方法包括有：步驟S1，在所述驅動器內對所述電機驅動執行器接近目標物和保持壓力的運行曲線進行規劃：令所述電機驅動執行器處于位置模式，通過所述上位控制器設定包含高速接近區間寬度、著陸區寬度、著陸速度、著陸初始轉矩限制和著陸結束轉矩限制的多個參數，在所述高速接近區間寬度范圍內，將所述電機驅動執行器的轉矩限制設置為默認轉矩限制，以令所述電機驅動執行器高速移動，在所述高速接近區間寬度范圍的結束段，控制所述電機驅動執行器減速到著陸速度并進入著陸區寬度范圍，所述著陸速度小于所述高速接近速度；步驟S2，在所述驅動器內對所述電機驅動執行器脫離和回到初始位置的運行曲線進行規劃：令所述電機驅動執行器處于位置模式，通過所述上位控制器設定包含脫離點坐標、初始位置坐標、脫離速度和高速返回速度的多個參數，在以脫離點坐標為目標位置運行的區間內，將所述電機的轉速設置為脫離速度，令所述電機驅動執行器緩慢地與目標物脫離，當所述電機驅動執行器運行到脫離點坐標的位置后，所述電機驅動執行器進入高速返回區間，在所述高速返回區間內，所述電機驅動執行器加速到高速返回速度，最后減速停止在初始位置，所述脫離速度小于所述返回速度。

優選地，所述步驟S1中，通過所述上位控制器設定的參數還包含有高速接近速度、加減速時間和默認轉矩限制。