[实用新型]硬驱动型宏微两级自动定位控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种控制装置，尤其是实用于精密制造业，具体地说是一种硬驱动型宏微两级自动定位控制装置。 

背景技术

精密定位技术的应用范围极其宽广，要求越来越多，精密定位的概念在不同时期有着不同的理解和数量界定，就目前的实际情况看，亚微米级定位精度是精密定位的最低限度，而纳米定位代表着精密定位的最高水平。 

精密定位技术的应用领域非常广泛，随着科技的发展，精密定位技术广泛应用于微型机械、微型装配领域，同时，在微电子信息产业、转基因生物工程、半导体光刻、精密测量、超精密加工、生物细胞操纵和纳米技术等领域，也都需要十分精确地定位和非常精细地运动，因此高性能的超精密定位工作台成为这些领域的技术支持，对该技术的研究处于国际上精密工程技术的前沿，具有重大科学意义和应用价值。 

从目前国内外对精密定位系统的研究情况来看，为了实现大行程，一般都是采用宏微两级定位方式，亦即是在宏动定位控制的基础上，叠加微动定位控制，最后实现载物台的大行程运动和纳米级精密定位技术。众多定位系统，为了提高定位精度，大多采用直线电机、液体静压丝杠或摩擦传动等作为系统的驱动装置，但是定位速度还是得不到很大提高。因此，能否在传统的滚珠丝杠传动下通过提高控制系统性能，使整个系统定位精度和速度提高，具有实用意义。研究并设计出一种自动控制装置具有极高的现实意义。 

发明内容

本实用新型的目的，就是为了解决现有技术上存在的上述技术问题，提供了一种硬驱动型宏微两级自动定位控制装置。 

为了解决上述技术问题，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种硬驱动型宏微两级自动定位控制装置，包括宏动工作台、控制系统和微动工作台，其特征是：控制系统都采用步进电机作为原动件，微动定位叠加到宏动定位，位移检测器一端连接微动工作台另一端连接PLC。 

所述的控制系统通过PLC提供脉冲信号和各种控制信号，环形分配器将输入的单一脉冲串，按工作方式和转向分别依次向连结到步进电机各相绕组的功率放大器分配脉冲，以便形成旋转磁场，产生足够的电磁转矩，使电动机旋转驱动丝杠带动工作台运动，这里环形脉冲分配器采用硬件实现，PLC只需提供脉冲信号和各种控制信号，通过PLC的脉冲输出指令产生指定数量和频率(脉冲频率不受程序执行周期影响)的脉冲。其特征是：采用专门的细分驱动不但起到环形分配器的作用，而且还实现了小步距角输出、改变输出电流、错相保护、有效散热同时大大减少了设计者的工作量，设计者只需参照步进电机和配套的驱动器的说明书，再应用PLC的知识正确连线就能实现PLC对步进电机的硬件驱动。 

本实用新型的有益效果是：由于采用触摸屏人机界面技术代替传统开关按钮，实现实时显示图表，图像信息，人机和谐；由于采用step7和Wincc flexible软件直接在PC上编程和组态，可以方便程序调整，方便人机界面组态；由于步进电机高定位精度，高响应性，灵活控制等特点可以实现高速精确定位；采用专门的细分驱动不但起到环形分配器的作用，而且还实现了小步距角输出、改变输出电流、错相保护、有效散热同时大大减少了设计者的工作量；由于微 动工作台才是此装置的最终执行部分，位移检测器直接装在微动工作台上消除宏运动传动机构中的全部误差。总之，采用宏微两级自动控制，既能实现大行程又能实现精确定位；且可以达到执行部分高速运动的要求。 

附图说明

附图给出了本实用新型的具体实施范例，与说明书一并用来解释本实用新型的原理。通过以下结合附图所作的详细描述，可以更清楚地理解本实用新型的目的、优点及特征，其中相同的特征使用相同的标号。 

图1是本实用新型硬驱动型宏微两级自动定位控制装置的原理图。 

图2--4是本实用新型的人机界面示意图。 

具体实施方式

以下本实用新型硬驱动型宏微两级自动定位控制装置的最佳实例，并不因此限定本实用新型的保护范围。 

一种硬驱动型宏微两级自动定位控制装置，如图1所示，它包括宏动工作台(9)、控制系统和微动工作台(7)，微动工作台(7)安装到宏动工作台(9)上，位移检测器(8)直接安装在微动工作台(7)上。 

如图1所示的控制系统，分别在PC(1)上安装step7和Wincc flexible软件。将程序和组态界面(图2、3、4所示)通过RS232分别下载到PLC(3)和人机界面(2)。人机界面(2)和PLC(3)通过专用RS232电缆通讯。