一种快速校准数控设备电机轴的装置、方法及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种快速校准数控设备电机轴的装置、方法及系统，该装置包括显示屏，线性输出电压传感器、机械按键、通信模块和控制器。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术通过将用户输入的将电机轴的移动速度变化成以指数函数或抛物线的函数，可以使电机快速移动到目标位置，相对于以匀速移动的方式效率更高；并且，快速运动模式和增量运动模式结合的方式移动电机轴，使电机轴能进行高精度的校准操作和高效率的校准作业。

A device, method and system for quickly calibrating the motor axis of numerical control equipment

【技术实现步骤摘要】
一种快速校准数控设备电机轴的装置、方法及系统
本专利技术涉及校准
，尤其涉及一种快速校准数控设备电机轴的装置、方法及系统。
技术介绍
在数控加工领域，通常需要对加工工件进行现场编程，现场编程要求加工作用的设备快速精准的到达加工位置，加工作用的设备如电批头、出胶口、电烙铁头、气缸喷头、触头、机械手等，对加工作用设备的位置编程实质上是将加工作用设备与加工工件的加工点位置进行校准。当前操作数控设备进行校准的方式有，电子手轮、机械按键、手动拖拽等方式。在数控加工设备中，通常手动编程时，需要将加工作用设备的端点移动到加工位置进行校准，现在采用的移动方式有电子手轮、按键、手动拖拽等，在使用中存在着如下缺点，电子手轮驱动电机轴移动时，需要反复旋转手轮，耗时多，移动速度慢。按键驱动电机轴移动时，速度恒定，移动相同的路程需要较多时间，效率低，易出现超程不容易校准点位置。手动拖拽移动电机轴时，需要额外添加编码器单元，或则需要闭环控制的电机，价格较高。电子手轮通过摇动手轮，发出差分脉冲，控制器根据接收的差分脉冲进行解码，根据解码后的脉冲处理成相应的控制信号输出到驱动器，使电机轴移动，电子手轮通常有X1、X10、X100三档脉冲控制，通过档位控制可以调整输出差分脉冲数既脉冲速度，进而调整电机轴的移动速度，采用电子手轮进行校准位置存在如下缺点：①成本高，具有档位控制功能的电子手轮价格较高，不具有档位控制功能的电子手轮需要添加额外的控制电路②速度慢，虽然档位控制可以调整电机轴移动速度，但是电机轴的移动任然是一个匀速运动的操作③效率低，当要移动时需要不停的摇动手轮，如果需要校准的点较多，移动距离较长时，完成一次校准，需要摇动手轮的次数非常多，一次编程校准操作，工作量较大。机械按键进行校准操作时，根据选择的速度档位，当机械按键被按下时，电机轴从零速度开始加速到选择的速度档位对应的速度值，当速度到指定的值后继续匀速移动，直到机械按键被松开，则电机轴以较大的加速度反向左右使电机轴快速停止。采用机械按键进行校准操作存在如下缺点：①精度低，电机轴的移动根据机械按键的按下和释放决定启停，如果释放得不及时，总会出现超过校准点位置或不及校准点位置的情况，需要根据使用经验多次校准才能准确的实现校准操作。②效率低，移动距离长时，需要长时间按下按键，电机轴匀速移动，耗时较长。手动拖拽进行校准操作时，存在如下缺点：①成本高，为实现拖拽后坐标位置不丢失，需要增加编码器模块，使设备形成闭环控制，编码器模块价格较为昂贵②结构复杂，闭环控制设备的设计和维护较为复杂。
技术实现思路
本专利技术提供了一种快速校准数控设备电机轴的装置，包括壳体、以及安装在壳体上的显示屏，线性输出电压传感器、机械按键、通信模块和控制器，所述控制器分别与所述显示屏，所述线性输出电压传感器、所述机械按键、所述通信模块相连；所述控制器首先获取用户的输入，然后所述控制器对线性输出电压传感器和机械按键电平进行采样，所述控制器判断用户所选择的电机轴运动模式；如是快速运动模式，那么将线性输出电压传感器的线性电压值处理成指数函数或抛物线函数的电机轴速度变化曲线，该电机轴速度变化曲线形成电机轴速度参数，将电机轴速度参数和电机轴控制号组合成数控设备控制器识别的指令，将该指令发送给数控设备控制器；如是增量运动模式，那么根据用户选择的方向和移动的增量，计算需要的移动速度和位置数据，将计算得到的移动速度和位置数据形成电机轴增量参数，将电机轴增量参数和电机轴控制号组合成数控设备控制器识别的指令，将该指令发送给数控设备控制器。作为本专利技术的进一步改进，在快速运动模式中，以线性输出电压传感器输出的线性电压值进行模数转换的数据作自变量，输入指数函数或抛物线函数中，计算出函数值，以函数值作为电机轴速度参数，该电机轴速度参数表示电机轴移动的速度。作为本专利技术的进一步改进，所述线性输出电压传感器为摇杆电位器，所述摇杆电位器包括第一摇杆电位器和第二摇杆电位器。作为本专利技术的进一步改进，所述机械按键包括第一机械按键、第二机械按键、第三机械按键、第四机械按键，通信模块包括有线通信模块和无线通信模块，有线通信模块包括有线通信端口，该有线通信端口同时也是电池充电端口。作为本专利技术的进一步改进，所述显示屏为液晶显示屏，所述液晶显示屏、所述摇杆电位器、所述第一机械按键、所述第二机械按键均位于所述壳体上端面，所述第三机械按键、所述第四机械按键、所述有线通信端口均位于所述壳体顶面。作为本专利技术的进一步改进，所述有线通信模块采用RS-232协议和RS-485协议，所述无线通信模块采用2.4GHz无线通信技术。本专利技术还提供了一种快速校准数控设备电机轴的方法，控制器执行如下步骤：步骤1，获取步骤：获取用户的输入；步骤2，采样步骤：对线性输出电压传感器和机械按键电平进行采样；步骤3，判断步骤：判断用户所选择的电机轴运动模式，如是快速运动模式，那么执行速度运算步骤，如是增量运动模式，那么执行增量运算步骤；速度运算步骤：将线性输出电压传感器的线性电压值处理成指数函数或抛物线函数的电机轴速度变化曲线，该电机轴速度变化曲线形成电机轴速度参数，将电机轴速度参数和电机轴控制号组合成数控设备控制器识别的指令，将该指令发送给数控设备控制器，然后，返回执行步骤1获取步骤；增量运算步骤：根据用户选择的方向和移动的增量，计算需要的移动速度和位置数据，将计算得到的移动速度和位置数据形成电机轴增量参数，将电机轴增量参数和电机轴控制号组合成数控设备控制器识别的指令，将该指令发送给数控设备控制器，然后，返回执行步骤1获取步骤。作为本专利技术的进一步改进，在所述速度运算步骤中，以线性输出电压传感器输出的线性电压值进行模数转换的数据作自变量，输入指数函数或抛物线函数中，计算出函数值，以函数值作为电机轴速度参数，该电机轴速度参数表示电机轴移动的速度。本专利技术还提供了一种快速校准数控设备电机轴的系统，控制器包括：获取模块：用于获取用户的输入；采样模块：用于对线性输出电压传感器和机械按键电平进行采样；判断模块：用于判断用户所选择的电机轴运动模式，如是快速运动模式，那么运行速度运算模块，如是增量运动模式，那么运行增量运算模块；速度运算模块：用于将线性输出电压传感器的线性电压值处理成指数函数或抛物线函数的电机轴速度变化曲线，该电机轴速度变化曲线形成电机轴速度参数，将电机轴速度参数和电机轴控制号组合成数控设备控制器识别的指令，将该指令发送给数控设备控制器，然后，返回运行获取模块；增量运算模块：用于根据用户选择的方向和移动的增量，计算需要的移动速度和位置数据，将计算得到的移动速度和位置数据形成电机轴增量参数，将电机轴增量参数和电机轴控制号组合成数控设备控制器识别的指令，将该指令发送给数控设备控制器，然后，返回运行获取模块。作为本专利技术的进一步改进，在所述速度运算模块中，以线性输出电压传感器输出的线性电压值进行模数转换的数据作自变量，输入指数函数或抛本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速校准数控设备电机轴的装置，其特征在于，包括壳体、以及安装在壳体上的显示屏(5)，线性输出电压传感器、机械按键、通信模块和控制器，所述控制器分别与所述显示屏(5)，所述线性输出电压传感器、所述机械按键、所述通信模块相连；所述控制器首先获取用户的输入，然后所述控制器对线性输出电压传感器和机械按键电平进行采样，所述控制器判断用户所选择的电机轴运动模式；如是快速运动模式，那么将线性输出电压传感器的线性电压值处理成指数函数或抛物线函数的电机轴速度变化曲线，该电机轴速度变化曲线形成电机轴速度参数，将电机轴速度参数和电机轴控制号组合成数控设备控制器识别的指令，将该指令发送给数控设备控制器；如是增量运动模式，那么根据用户选择的方向和移动的增量，计算需要的移动速度和位置数据，将计算得到的移动速度和位置数据形成电机轴增量参数，将电机轴增量参数和电机轴控制号组合成数控设备控制器识别的指令，将该指令发送给数控设备控制器。/n

【技术特征摘要】
1.一种快速校准数控设备电机轴的装置，其特征在于，包括壳体、以及安装在壳体上的显示屏(5)，线性输出电压传感器、机械按键、通信模块和控制器，所述控制器分别与所述显示屏(5)，所述线性输出电压传感器、所述机械按键、所述通信模块相连；所述控制器首先获取用户的输入，然后所述控制器对线性输出电压传感器和机械按键电平进行采样，所述控制器判断用户所选择的电机轴运动模式；如是快速运动模式，那么将线性输出电压传感器的线性电压值处理成指数函数或抛物线函数的电机轴速度变化曲线，该电机轴速度变化曲线形成电机轴速度参数，将电机轴速度参数和电机轴控制号组合成数控设备控制器识别的指令，将该指令发送给数控设备控制器；如是增量运动模式，那么根据用户选择的方向和移动的增量，计算需要的移动速度和位置数据，将计算得到的移动速度和位置数据形成电机轴增量参数，将电机轴增量参数和电机轴控制号组合成数控设备控制器识别的指令，将该指令发送给数控设备控制器。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在快速运动模式中，以线性输出电压传感器输出的线性电压值进行模数转换的数据作自变量，输入指数函数或抛物线函数中，计算出函数值，以函数值作为电机轴速度参数，该电机轴速度参数表示电机轴移动的速度。


3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述线性输出电压传感器为摇杆电位器，所述摇杆电位器包括第一摇杆电位器(3)和第二摇杆电位器(6)。


4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述机械按键包括第一机械按键(4)、第二机械按键(7)、第三机械按键(8)、第四机械按键(10)，通信模块包括有线通信模块和无线通信模块，有线通信模块包括有线通信端口(9)，该有线通信端口(9)同时也是电池充电端口。


5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述显示屏(5)为液晶显示屏，所述液晶显示屏、所述摇杆电位器、所述第一机械按键(4)、所述第二机械按键(7)均位于所述壳体上端面，所述第三机械按键(8)、所述第四机械按键(10)、所述有线通信端口(9)均位于所述壳体顶面。


6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述有线通信模块采用RS-232协议和RS-485协议，所述无线通信模块采用2.4GHz无线通信技术。


7.一种快速校准数控设备电机轴的方法，其特征在于，控制器执行如下步骤：
步骤1，获取步...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟东，谭贻凯，刘德权，张德兴，
申请(专利权)人：深圳市恒控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44