[发明专利]一种用于高精密影像测量仪的运动控制系统和方法

权利要求书

1.一种用于高精密影像测量仪的运动控制系统，包括依次相连的GALIL控制卡(2)、驱动器(3)、伺服电机(4)和负载(5)，其特征在于：所述的依次相连的GALIL控制卡(2)、驱动器(3)、伺服电机(4)和负载(5)与安装在工作平台上的光栅尺(6)连接组成闭环控制系统，所述的GALIL控制卡(2)还与工控机(1)相连，所述的工控机(1)包括：

监控模块：用于监控影像测量仪上的X/Y/Z轴的负载运行前和运行中的状态；

位移控制模块：用于在人机界面上输入运动控制指令，并将该指令发送给GALIL控制卡，由该控制卡来控制步进电机转动，从而带动负载运动；

回零模块：用于在负载运行前，当监控到影像测量仪上的各轴未回零时进行回零；误差补偿模块：用于减小实际位置与指定位置之间的定位误差。

2.根据权利要求1所述的一种用于高精密影像测量仪的运动控制系统，其特征在于：所述的位移控制模块中还包括有位置跟踪模块：所述的光栅尺(6)的读数头固定在负载(5)上，和负载(5)一起运动，当负载(5)运动时，光栅尺(6)将负载(5)运动的位置以脉冲数的形式实时反馈给工控机(1)。

3.根据权利要求1所述的一种用于高精密影像测量仪的运动控制系统，其特征在于：所述的负载运行前和运行中的状态包括：在负载的运行前该系统设置软限位，伺服系统是否闭环控制，X、Y和Z轴是否回零；在负载运行中，监控X/Y/Z轴上的负载的运行状态。

4.一种使用权利要求1所述的一种用于高精密影像测量仪的运动控制系统的方法，包括下列步骤：

(1)运动前，设置软限位；检查该系统是否闭环控制，若伺服系统没闭环，则重新进行指令设置；检查负载的各轴是否回零；若没回零，则启动负载的回零；将X、Y和Z轴联动回到中心位置；

(2)工控机发指令给GALIL控制卡，控制负载的运动，该指令包括指定负载运动的位置、负载运动的速度和方向信息；

(3)根据X、Y及Z轴上的软限位的位置来判断给指定的位置是否超程，若该指定的位置超程，则重新修正指令；若该指定的位置没有超程，则执行该指令使负载按照上述速度、加速度、减速度及方向信息运动到指定的位置；

(4)进行误差补偿，当负载运动超出指定位置的误差允许范围时，系统将自动直线插补；当负载运动在指定位置的误差允许范围时，则判断是否执行下一指令；

如果需要执行下一指令，返回并判断该指令中所指定的负载需达到的位置是否超程；如果不需要执行下一条指令，结束流程。

5.根据权利要求4所述的一种使用权利要求1所述的一种用于高精密影像测量仪的运动控制系统的方法，其特征在于：所述的步骤(1)的负载回零包括：

(1)配置原点返回开关输入点的极性，设置速度、加速度、减速度；

(2)工控机通过发送搜寻原点开关边缘指令给GALIL控制卡来控制负载运动定位；

(3)根据检测到的原点开关变化状态判断是否搜寻到原点开关边缘；若未检测到的原点开关变化状态，该系统将等待到位信息；若检测到的原点开关变化状态，该系统将继续执行搜寻标志脉冲指令，根据检测到的标志脉冲信号判断是否到达原点开关最近的脉冲信号位置；

(4)如果该轴未到达该位置，则该系统将等待到位信息步骤；如果该轴已到达该位置，则设置该位置为零位并判断是否执行另一轴的回零；如果继续执行另一轴的回零，该程序将跳转到步骤(1)；如果不执行另一轴的回零，该程序将结束。

6.根据权利要求4所述的一种使用权利要求1所述的一种用于高精密影像测量仪的运动控制系统的方法，其特征在于：所述的步骤(4)误差补偿包括：

(1)配置编码器，设置速度，设置加速度、减速度；

(2)判断定位误差是否在误差允许范围内，若定位误差未在误差允许范围内，则系统自动进行单轴直线插补；若定位误差在误差允许范围内，则判断是否执行另一个轴的误差补偿；

(3)若需要执行另一个轴的误差补偿，则将重新配置编码器，即返回步骤(1)；若不需要执行另一个轴的误差补偿，则结束误差补偿。