[发明专利]低精度多个传感器融合的原点精确定位系统及定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及多传感器融合的原点精确定位技术。

背景技术

随着工业生产中自动化设备的日益普及，对设备运动控制精度的要求也越来越高，而设备原点定位精度对设备运动控制精度影响甚大。现行工业设备中，原点定位精度低往往是由于所采用的传感器的精度低导致的，为了提高精度，往往采用依靠高精度的感应式传感器来实现，如SONY公司生产的的PK15，其定位精度能够达到3um，但随之而来的是设备研发制造成本的大幅增加，以及由于高装配精度带来的装配难度。

发明内容

本发明是为了解决现有原点定位精度设备中如采用高精度传感器存在成本高，装配难度大，而如果采用低精度传感器虽然能克服前述问题，但定位精度又不够的矛盾，进而提供了一种低精度多个传感器融合的原点精确定位系统及定位方法。

低精度多个传感器融合的原点精确定位系统，它包括工控机1、DSP2、位置脉冲减计数器3、电机驱动器4、电机5、移动机构、位移传感器6、位移计数器7和原点传感器8；

工控机1的位置指令信号输出端连接DSP2的位置指令信号输入端，DSP2将要发送的脉冲总数写入位置脉冲减计数器3，所述DSP2的脉冲信号输出端连接位置脉冲减计数器3的脉冲信号输入端，所述位置脉冲减计数器3的状态信号输出端连接DSP2的状态信号输入端，位置脉冲减计数器3用于控制发送给电机驱动器4的位置脉冲总数，位置脉冲减计数器3的位置脉冲信号输出端连接电机驱动器4的位置脉冲信号输入端，所述电机驱动器4的驱动信号输出端连接电机5的驱动信号输入端，所述电机5用于驱动移动机构移动，位移传感器6用于检测移动机构的位移信息，位移传感器6输出表示位移信息的脉冲信号给位移计数器7的脉冲信号输入端，原点传感器8用于检测移动机构是否位于原点范围的状态，原点传感器8的检测信号输出端连接位移计数器7的原点检测信号输入端，所述位移计数器7的脉冲计数输出端连接DSP2的位置脉冲信号输入端；

在DSP2内部的软件实现的定位模块，所述定位模块包括以下单元：

初始化单元：用于启动电机5，电机5的转动方向为设备坐标系中轴向的负方向；位移计数器7清零，位置脉冲减计数器3的脉冲数为maxval，maxval表示该轴整个运动范围所对应的位移传感器脉冲数；

判断单元一：用于判断移动机构是否到达原点传感器8的感应范围且接收到位移传感器6的Z相信号，如果是则启动关闭脉冲指令单元，否则重新启动该单元；

关闭脉冲指令单元：用于读取系统每个脉冲周期上位移计数器7的值，读取的当前值与上个周期的读取的值相同时，则DSP2中的到位标志计数器加1，否则到位标志计数器清零，判断位标志计数器是否大于等于20，如果是则关闭电机5的脉冲指令，使移动机构停止运动，然后执行判断单元二；否则重复启动该单元；

判断单元二：用于判断电机5是否在设备坐标系的运动方向沿轴的正方向，如果是则结束原点定位；如果否则启动校正单元；

校正单元：到位标志计数器清零，DSP2向位置脉冲减计数器3写入正整数rglapls，设定电机5的运动方向为设备坐标系中轴的正方向，然后启动电机5，然后重复查询位置脉冲减计数器3的状态，待位置脉冲减计数器3为0时，启动关闭脉冲指令单元。

低精度多个传感器融合的原点精确定位方法，该方法是低精度多个传感器融合的原点精确定位系统实现的，所述低精度多个传感器融合的原点精确定位系统包括工控机1、DSP2、位置脉冲减计数器3、电机驱动器4、电机5、移动机构、位移传感器6、位移计数器7和原点传感器8；

工控机1的位置指令信号输出端连接DSP2的位置指令信号输入端，DSP2将要发送的脉冲总数写位置脉冲减计数器3，所述DSP2的脉冲信号输出端连接位置脉冲减计数器3的脉冲信号输入端，所述位置脉冲减计数器3的状态信号输出端连接DSP2的状态信号输入端，位置脉冲减计数器3用于控制发送给电机驱动器4的位置脉冲总数，位置脉冲减计数器3的位置脉冲信号输出端连接电机驱动器4的位置脉冲信号输入端，所述电机驱动器4的驱动信号输出端连接电机5的驱动信号输入端，所述电机5用于驱动移动机构移动，位移传感器6用于检测移动机构的位移信息，位移传感器6输出表示位移信息的脉冲信号给位移计数器7的脉冲信号输入端，原点传感器8用于检测移动机构是否位于原点范围的状态，原点传感器8的检测信号输出端连接位移计数器7的原点检测信号输入端，所述位移计数器7的脉冲计数输出端连接DSP2的位置脉冲信号输入端；