[发明专利]一种双直线电机驱动同步跟踪控制装置与方法

说明书

本发明公开了一种双直线电机驱动同步跟踪控制装置与方法，包括直线电机驱动部分、应变检测部分及驱动控制部分；所述直线电机驱动部分包括两个结构完全相同的直线电机驱动装置，两个直线电机驱动装置平行固定在实验台上，均包括直线电机、直线导轨、滑块及基座，所述应变检测部分包括薄钢板、转轴及应变片，所述驱动控制部分，包括伺服驱动器、运动控制卡、工控计算机、应变控制器及A/D转换卡；本发明采用应变片可进行静态和动态测量、采样频率高、响应速度快的优势，实时监测两平台之间的同步情况。

技术领域

本发明涉及直线驱动跟踪控制领域，具体涉及一种双直线电机驱动同步跟踪控制装置与方法。

背景技术

随着科技的发展，现代制造业的发展出现了新的动力，标志着更加复杂的生产任务和高精度的生产要求。人们对机械设备的质量和产品性能要求越来越高，在某些场合针对一台电机进行控制已经不能满足工作需求。在设备控制过程中，常需要对多个运动单元进行协调同步控制，以使其具有恒定的转速或线速度或位移，来满足其工作需求。在新的制造发展形势下，机械系统的同步控制方法不断发展，规模不断扩大，广泛应用于各个领域。大型设备如龙门吊由于车轮速度不一，即使在电动机受控相同的情况下，也极易产生啃轨现象，从而影响工程进度，带来极大的安全隐患。而在需求高精度运动控制的制造业包括微电子，航空航天，太阳能电池，平板制造和检测的过程中同步控制也有许多应用，如在台架位置台的配置中，两个电机安装在两个平行的线性导轨上以驱动移动台。而在需求高精度运动控制的制造业包括微电子，航空航天，太阳能电池，平板制造和检测的过程中同步控制也有许多应用，如在台架位置台的配置中，两个电机安装在两个平行的线性导轨上以驱动移动台。

现有的双直线驱动同步运动多采用滚珠丝杠直线导轨加伺服电机的组合，由于齿轮间隙等机械装置的因素使误差增大，不能满足更高要求的位移和速度同步。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种双直线电机驱动同步跟踪控制装置与方法。

本发明使用直线电机进行驱动，克服了伺服电机、减速器和滚珠丝杠等机械装置易磨损、因齿轮间隙、配合间隙导致误差、传动链短不易控制等缺陷，利用分辨率很高的光栅尺进行定位，同时辅以应变计对两直线电机运动平台进行同步跟踪，极大地减小了误差、提高了同步跟踪精度。

本发明采用如下技术方案：

一种双直线电机驱动同步跟踪控制装置，包括直线电机驱动部分、应变检测部分及驱动控制部分；

所述直线电机驱动部分包括两个结构完全相同的直线电机驱动装置，两个直线电机驱动装置平行固定在实验台上，均包括直线电机、直线导轨、滑块及基座，所述直线电机和直线导轨固定在基座上，所述滑块通过直线电机动子安装在直线导轨上，所述直线电机驱动滑块在直线导轨上移动，两个基座平行固定在实验台上；

所述应变检测部分包括薄钢板、转轴及应变片，所述薄钢板的一端通过转轴与一个直线电机驱动装置的滑块固定，薄钢板的另一端通过安装架固定在另一个直线电机驱动装置的滑块上，所述应变片安装在薄钢板上；

所述驱动控制部分，包括伺服驱动器、运动控制卡、工控计算机、应变控制器及A/D转换卡；

应变片检测薄钢板的应变信号输入到应变控制器，然后再通过A/D转换卡输入到工控计算机中，得到两个滑块之间的相对位移信号；

所述直线电机自带光栅尺检测直线电机的速度和位置信息，通过伺服驱动器及运动控制卡输入到工控计算机中；

所述工控计算机得到两个直线电机的控制脉冲信号，通过运动控制卡及伺服驱动器输出到直线电机。

所述应变片具体设置在薄钢板的右侧，且位于宽度方向中线位置。

所述应变片的安装高度高于两个滑块上平面，且应变片的表面与两个滑块的运动方向相垂直。