直线电机编码器、直线电机系统及其控制方法技术方案

本申请公开了一种直线电机编码器、直线电机系统及其控制方法，该编码器包括：第一通讯板、第二通讯板和连接板；第一通讯板和第二通讯板的电路结构相同，第一通讯板和第二通讯板用于安装在电机初级的两侧；第一通讯板通过连接板和第二通讯板连接；第一通讯板包括位置采集电路和细分芯片电路，位置采集电路用于采集直线电机的电机次级经过时产生的变化磁场的磁场信号，包括两个磁阻芯片，两个磁阻芯片的物理距离为直线电机的磁极的1/4；位置采集电路连接细分芯片电路。该编码器减少了对磁栅的需求，使直线电机的电机次级上不需要加装东西，让其不受引线的约束，从而可以随意移动，提高了直线电机的灵活性。本申请可广泛应用于自动化技术领域内。动化技术领域内。动化技术领域内。

【技术实现步骤摘要】
直线电机编码器、直线电机系统及其控制方法


[0001]本申请涉及自动化
，尤其是一种直线电机编码器、直线电机系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]随着工业自动化水平的不断提高，机械化、自动化制造理念已逐步贯彻至各个加工行业，智能物流应用逐渐广泛，在自动化生产中，对物料的运输和转移必不可少。在运输和转移中，需要用到编码器来实时的反馈位置，保证物料传输到指定位置，而自动化生产中，物料的传输一般需要进行远距离移动，而且能随意改变传输轨道和传输方向，因此，编码器需要具有足够的灵活性，以满足不断变化的产线和物流要求。
[0003]而在相关技术中，传统的编码器一般是编码器加磁栅或光栅的组合，这类编码器需要用到磁栅或光栅，磁栅(光栅)安装在轨道上，编码器安装在定子上。由于编码器需要引出线进行位置反馈，因此编码器的安装就极大地限制住了电机的移动，而磁栅的安装也难以随意调整。部分不使用磁栅和光栅，直接利用电机磁场的编码器是独立安装的，虽然可以进行位置的测量，但刚上电时的状态判断以及产品的组合和程序化还存在问题，无法实现间断轨道的使用，难以模块化的应用，在实际使用中，限制比较大，无法应对目前自动化生产和物流行业对于数字化、自动化的生产需求。
[0004]综上，相关技术存在的问题亟需得到解决。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于至少一定程度上解决相关技术中存在的技术问题之一。
[0006]为此，本申请实施例的一个目的在于提供一种直线电机编码器、直线电机系统及其控制方法。
[0007]为了达到上述技术目的，本申请实施例所采取的技术方案包括：
[0008]一方面，本申请实施例提供了一种直线电机编码器，包括：
[0009]第一通讯板、第二通讯板和连接板；
[0010]所述第一通讯板和所述第二通讯板的电路结构相同，所述第一通讯板用于安装在直线电机一组电机初级的第一侧，所述第二通讯板用于安装在所述电机初级远离所述第一侧的第二侧；所述第一通讯板通过所述连接板和所述第二通讯板连接；
[0011]所述第一通讯板包括位置采集电路和细分芯片电路，所述位置采集电路用于采集所述直线电机的电机次级经过时产生的变化磁场的磁场信号，所述位置采集电路包括两个磁阻芯片，两个所述磁阻芯片的物理距离为所述直线电机的磁极的1/4；所述位置采集电路连接所述细分芯片电路。
[0012]另外，根据本申请上述实施例的一种直线电机编码器，还可以具有以下附加的技术特征：
[0013]进一步地，在本申请的一个实施例中，所述直线电机编码器还包括主控芯片电路、
供电电路和接口电路。
[0014]进一步地，在本申请的一个实施例中，所述磁阻芯片为TMR2109芯片，所述位置采集电路还包括差分放大电路；
[0015]所述差分放大电路包括LMV321IDCKR芯片、第四电阻、第七电阻、第十电阻和第十二电阻；所述TMR2109芯片的第五引脚通过所述第四电阻连接至所述LMV321IDCKR芯片的第一引脚，所述TMR2109芯片的第四引脚通过所述第十电阻连接至所述LMV321IDCKR芯片的第三引脚，所述LMV321IDCKR芯片的第二引脚接地，所述LMV321IDCKR芯片的第一引脚还通过所述第七电阻接地，所述LMV321IDCKR芯片的第三引脚还通过所述第十二电阻连接至所述LMV321IDCKR芯片的第四引脚，所述LMV321IDCKR芯片的第五引脚连接至电源，所述LMV321IDCKR芯片的第四引脚输出处理后的磁场信号。
[0016]进一步地，在本申请的一个实施例中，所述细分芯片电路包括IC
‑
TW8芯片和存储器；
[0017]所述位置采集电路的输出端连接至所述IC
‑
TW8芯片的输入端，所述IC
‑
TW8芯片的输出端连接至所述主控芯片电路；所述存储器用于存储和配置所述IC
‑
TW8芯片的参数。
[0018]进一步地，在本申请的一个实施例中，所述主控芯片电路包括STM32F407VGT6芯片、电源滤波电路、状态指示灯电路、复位电路、下载接口电路、系统时钟源电路和去耦电容电路。
[0019]进一步地，在本申请的一个实施例中，所述连接板包括多组全极性霍尔传感器，所述连接板中全极性霍尔传感器的组数和所述电机初级的级数对应，所述全极性霍尔传感器分布设置于对应电机初级的极数位置处。
[0020]进一步地，在本申请的一个实施例中，所述第一通讯板还包括状态量采集电路；
[0021]所述状态量采集电路包括三个双极性霍尔芯片和两个全极性霍尔芯片组，三个所述双极性霍尔芯片设置在所述第一通讯板的中央，每个所述全极性霍尔芯片组包括两个并联的全极性霍尔芯片，两个所述全极性霍尔芯片组设置在所述第一通讯板的两侧。
[0022]另一方面，本申请实施例提供一种直线电机系统，包括直线电机和前述的一种直线电机编码器；
[0023]其中，所述直线电机包括电机次级和若干个电机初级，所述直线电机编码器的数量和所述电机初级的数量相同，且每个所述直线电机编码器均设置在对应的电机初级上。
[0024]另一方面，本申请实施例提供一种直线电机系统的控制方法，用于控制如上述的直线电机系统，所述控制方法包括：
[0025]通过所述直线电机编码器，采集所述直线电机运行过程中产生的状态量数据和位置量数据；
[0026]根据所述状态量数据和所述位置量数据，判断所述直线电机的电机次级的运动方向、所在位置以及运动距离中的至少一者。
[0027]另外，根据本申请上述实施例的一种直线电机系统的控制方法，还可以具有以下附加的技术特征：
[0028]进一步地，在本申请的一个实施例中，所述方法还包括以下步骤：
[0029]获取直线电机的第一参数；所述第一参数包括所述直线电机的电机次级的级对距、极对数和磁场强度；
[0030]根据所述第一参数，确定细分芯片电路中IC
‑
TW8芯片的第二参数，并将所述第二参数存储到细分芯片电路的存储器中。
[0031]本申请的优点和有益效果将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到：
[0032]本申请实施例所公开的一种直线电机编码器，包括：第一通讯板、第二通讯板和连接板；所述第一通讯板和所述第二通讯板的电路结构相同，所述第一通讯板用于安装在直线电机一组电机初级的第一侧，所述第二通讯板用于安装在所述电机初级远离所述第一侧的第二侧；所述第一通讯板通过所述连接板和所述第二通讯板连接；所述第一通讯板包括位置采集电路和细分芯片电路，所述位置采集电路用于采集所述直线电机的电机次级经过时产生的变化磁场的磁场信号，所述位置采集电路包括两个磁阻芯片，两个所述磁阻芯片的物理距离为所述直线电机的磁极的1/4；所述位置采集电路连接所述细分芯片电路。该直线电机编码器直接和直线电机的电机初级结合，安装于电机初级上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直线电机编码器，其特征在于，包括：第一通讯板、第二通讯板和连接板；所述第一通讯板和所述第二通讯板的电路结构相同，所述第一通讯板用于安装在直线电机一组电机初级的第一侧，所述第二通讯板用于安装在所述电机初级远离所述第一侧的第二侧；所述第一通讯板通过所述连接板和所述第二通讯板连接；所述第一通讯板包括位置采集电路和细分芯片电路，所述位置采集电路用于采集所述直线电机的电机次级经过时产生的变化磁场的磁场信号，所述位置采集电路包括两个磁阻芯片，两个所述磁阻芯片的物理距离为所述直线电机的磁极的1/4；所述位置采集电路连接所述细分芯片电路。2.根据权利要求1所述的一种直线电机编码器，其特征在于，所述直线电机编码器还包括主控芯片电路、供电电路和接口电路。3.根据权利要求1所述的一种直线电机编码器，其特征在于，所述磁阻芯片为TMR2109芯片，所述位置采集电路还包括差分放大电路；所述差分放大电路包括LMV321IDCKR芯片、第四电阻、第七电阻、第十电阻和第十二电阻；所述TMR2109芯片的第五引脚通过所述第四电阻连接至所述LMV321IDCKR芯片的第一引脚，所述TMR2109芯片的第四引脚通过所述第十电阻连接至所述LMV321IDCKR芯片的第三引脚，所述LMV321IDCKR芯片的第二引脚接地，所述LMV321IDCKR芯片的第一引脚还通过所述第七电阻接地，所述LMV321IDCKR芯片的第三引脚还通过所述第十二电阻连接至所述LMV321IDCKR芯片的第四引脚，所述LMV321IDCKR芯片的第五引脚连接至电源，所述LMV321IDCKR芯片的第四引脚输出处理后的磁场信号。4.根据权利要求2所述的一种直线电机编码器，其特征在于，所述细分芯片电路包括IC
‑
TW8芯片和存储器；所述位置采集电路的输出端连接至所述IC
‑
TW8芯片的输入端，所述IC
‑
TW8芯片的输出端连接至所述主控芯片电路；所述存...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟海东，雷群，程振涛，汤丽君，汤秀清，黄腾晖，汤智峰，
申请(专利权)人：广州市昊志机电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：