[发明专利]一种HEPS-TF高精度支架锁紧力校准系统及方法

说明书

本发明涉及一种HEPS‑TF高精度支架锁紧力校准系统及方法，属于锁紧机构校准技术领域，解决了现有技术中无法直接监测和控制锁紧机构输出压紧力的问题。该系统包括：控制器，用于控制无刷直流电机的启、停及正向、反向旋转；无刷直流电机，通过丝杠与楔形块连接，带动楔形块沿平行于丝杠的方向正向移动或反向移动；固定于楔形块正向移动的位置处的压力传感器，测量楔形块移动产生的压紧力；电压测量电路，实时测量无刷直流电机的工作电压；处理器，根据测得的压紧力与工作电压得到无刷直流电机工作电压与压紧力的对应关系，以便利用对应关系对HEPS‑TF高精度支架锁紧力进行校准。实现了对HEPS‑TF支架锁紧力的高精度校准，且可以对整个支架自动控制和调整。

技术领域

本发明涉及锁紧机构校准技术领域，尤其涉及一种HEPS-TF高精度支架锁紧力校准系统及方法。

背景技术

高能同步辐射光源验证装置(HEPS-TF)中的高精度调整支架，是用于支撑、精密调整及定位四极磁铁、六极磁铁等各种磁铁的设备，该设备对加工和调整精度以及稳定性的要求很高，是HEPS-TF重点攻克的关键设备和技术之一。

现有技术中在高精度支架调整系统的支架与基座的侧壁之间设计使用锁紧机构，可以满足装置整体的连接刚性和固有频率的要求，而无法确定锁紧机构实际输出的压紧力。但在HEPS-TF高精度支架调整系统中，支架两侧共使用8套锁紧机构用于增加支架本体与基座之间的连接刚性，并且需要在支架的在线调整结束后才进行锁紧的工作。因此，对于锁紧机构的控制，既要保证锁紧后最终整个系统固有频率达到指标要求，又要保证锁紧过程中8套机构中任一机构输出的压紧力与其它机构的压紧力相比不能过大或过小，并且各机构锁紧的过程保持同步。这就要求对各锁紧机构输出的压紧力进行监测和控制。

由于支架本体是需要在线进行调整的，锁紧机构与支架本体之间无法固定安装压力传感器，因此对于锁紧机构输出压紧力的监测和控制无法直接实现。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种HEPS-TF高精度支架锁紧力校准系统及方法，用以解决高精度支架控制系统锁紧机构的压紧力校准标定的问题。

一方面，本发明提供了一种HEPS-TF高精度支架锁紧力校准系统，该系统包括：

控制器，用于控制无刷直流电机的启、停及正向、反向旋转；

无刷直流电机，通过丝杠与楔形块连接，用于带动楔形块沿平行于丝杠的方向正向移动或反向移动；

固定于楔形块正向移动的位置处的压力传感器，用于测量楔形块移动产生的压紧力；

电压测量电路，用于实时测量无刷直流电机的工作电压；

处理器，用于根据测得的压紧力与工作电压得到无刷直流电机工作电压与压紧力的对应关系，以便利用此对应关系对HEPS-TF高精度支架锁紧力进行校准。

进一步的，还包括限位开关，所述限位开关包括正转限位开关和反转限位开关，分别固定于所述楔形块正向移动和反向移动的安全位置处，用于限制所述楔形块正向安全移动距离和反向安全移动距离。

进一步的，还包括正反转开关，所述控制器通过控制正反转开关控制所述直流无刷电机的正向旋转或反向旋转；

所述控制器包括数字量输入模块，用于采集所述正反转开关信号：

当所述正反转开关处于正转状态时，所述数字量输入模块采集到的正反转开关信号为“on”；当所述正反转开关处于反转状态时，所述数字量输入模块采集到的正反转开关信号为“off”。

进一步的，所述数字量输入模块，还用于采集限位开关信号，所述限位开关信号包括正转限位开关信号和反转限位开关信号，具体为：