本发明专利技术涉及一种直线运动机构的自动居中与限位电路。现有的设备自动化程度低、机械结构复杂。本发明专利技术中的居中与方向及限位检测电路包括安装在伺服机构滚珠丝杆螺母上的磁钢，磁钢的附近等间距安装有偏正霍尔开关、偏反霍尔开关、正限霍尔开关和反限霍尔开关，用来感应磁钢的当前位置。自动居中与限位控制电路包括可编程芯片Ｕ１，四个霍尔开关作为输入量均与可编程芯片Ｕ１连接，上位机的控制信号通过信号连接件ＣＮ１与可编程芯片Ｕ１的Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３和Ｉ４口连接；状态指示灯与可编程芯片Ｕ１的Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６和Ｏ７口连接；可编程芯片Ｕ１的Ｏ１和Ｏ２口还连接有两个固态继电器。本发明专利技术电路结构简单、通用性强，成本低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工业控制领域，涉及一种位置控制电路，特别涉及一种用于以永磁同 步电动机-滚珠丝杆为直线伺服机构的自动居中与限位电路。适用于各类往复直线式运动 机构对初始位置进行自动居中与限位控制的要求。
技术介绍
各类基于滚珠丝杆的往复直线式运动机构在投入自动控制运行前必须先将运动 机构回到原点，即先将滚珠丝杆上的螺母移到丝杆的中间，以便有足够的正、反向运动空 间，这是直线式伺服机构能正常工作的前提。目前常用的居中控制方案主要有一是在手动 方式下用点动操作将运动机构移到中间，其存在的主要问题是只能用于操作员能看到运动 机构的场合，且无法在自动方式下完成居中操作；二是通过复杂的机械结构与若干个行程 开关配合以判定运动机构所处的方向位置，进而在居中操作指令下将运动机构移到丝杆的 中间，其存在的主要问题是用于与多个行程开关配合进行判定运动机构方向位置的机械结 构很复杂、所占的机器空间大、成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为克服现有技术存在的不足，利用霍尔开关对磁场强度阈值敏 感而输出开关信号的原理，提供一种结构简单、可靠、通用性强，基于四个霍尔开关与一只 磁钢即可判定伺服机构所处的居中、偏正(正向)、偏反(反向)、正向限位、反向限位等运 动位置的检测电路与自动居中及限位控制电路，该电路用于不同行程的伺服机构时，无需 调整电路，而只需选择合适的磁钢即可。本专利技术包括居中与方向及限位检测电路、自动居中与限位控制电路。居中与方向及限位检测电路包括安装在伺服机构滚珠丝杆螺母上的磁钢MS1，磁 钢MSl的附近等间距安装有偏正霍尔开关HS1、偏反霍尔开关HS2、正限霍尔开关HS3、反限 霍尔开关HS4，偏正霍尔开关HSl、偏反霍尔开关HS2、正限霍尔开关HS3、反限霍尔开关HS4 的各自输出端OUT分别与可编程芯片Ul的检测信号输入端16、17、15、18连接，偏正霍尔 开关HSl、偏反霍尔开关HS2、正限霍尔开关HS3、反限霍尔开关HS4的各自电源输入端VC均 与信号连接件的电源输出端+E连接，偏正霍尔开关HS1、偏反霍尔开关HS2、正限霍尔开关 HS3、反限霍尔开关HS4的各自接地端GND均与信号连接件CNl的地端GND连接。当磁钢 MSl处于居中位置0点时，偏正霍尔开关HS1、偏反霍尔开关HS2的各自输出端OUT均发出低 电平逻辑信号，其余霍尔开关的输出端OUT发出高电平逻辑信号，当磁钢MSl介于0点与L 点间的偏正位置时，偏正霍尔开关HSl的输出端OUT发出低电平逻辑信号，其余霍尔开关的 输出端OUT发出高电平逻辑信号，当磁钢MSl处于L点的正限位置时，偏正霍尔开关HSl与 正限霍尔开关HS3的输出端OUT均发出低电平逻辑信号，其余霍尔开关的输出端OUT发出 高电平逻辑信号，当磁钢MSl介于0点与R点间的偏正位置时，偏反霍尔开关HS2的输出端 OUT均发出低电平逻辑信号，其余霍尔开关的输出端OUT发出高电平逻辑信号，当磁钢MSl处于R点的正限位置时，偏反霍尔开关HS2与反限霍尔开关HS4的输出端OUT均发出低电 平逻辑信号，其余霍尔开关的输出端OUT发出高电平逻辑信号。自动居中与限位控制电路包括可编程芯片U1，其电源输入端VCC与信号连接件 CNl的电源输出端+E连接，其接地端GND与信号连接件CNl的地端GND连接，其信号输入 端Il与信号连接件CNl的工作方式输出端W连接，其信号输入端12与信号连接件CNl的 居中指令输出端C连接，其信号输入端13与信号连接件CNl的正向运动指令输出端&连 接，其信号输入端14与信号连接件CNl的反向运动指令输出端Xy连接，其信号输出端01 与正向固态继电器U2的正输入端IN+连接，其信号输出端02与反向固态继电器U3的正输 入端IN+连接，正向固态继电器U2与反向固态继电器U3的负输入端IN-均与信号连接件 CNl的地端GND连接，正向固态继电器U2与反向固态继电器U3的输出端OUTl均与熔断器 FUl的一端连接，熔断器FUl的另一端与信号连接件CNl的火线输出端ACL连接，正向固态 继电器U2的输出端0UT2分别与分相电阻R6的一端、电机Ml的A相端连接，分相电阻R6 的另一端与分相电容Cl的一端连接，分相电容Cl的另一端分别与反向固态继电器U3的输 出端0UT2、电机Ml的B相端连接，电机Ml的公共端N与信号连接件CNl的零线输出端ACN 连接，可编程芯片Ul的信号输出端03与正限指示灯LEDl的阴极连接，正限指示灯LEDl的 阳极与正限电阻Rl的一端连接，正限电阻Rl的另一端与电源+E连接，可编程芯片Ul的信 号输出端04与偏正指示灯LED2的阴极连接，偏正指示灯LED2的阳极与偏正电阻R2的一 端连接，偏正电阻R2的另一端与电源+E连接，可编程芯片Ul的信号输出端05与居中指示 灯LED3的阴极连接，居中指示灯LED3的阳极与居中电阻R3的一端连接，居中电阻R3的另 一端与电源+E连接，可编程芯片Ul的信号输出端06与偏反指示灯LED4的阴极连接，偏反 指示灯LED4的阳极与偏反电阻R4的一端连接，偏反电阻R4的另一端与电源+E连接，可编 程芯片Ul的信号输出端07与反限指示灯LED5的阴极连接，反限指示灯LED5的阳极与反 限电阻R5的一端连接，反限电阻R5的另一端与电源+E连接。本专利技术的有益效果是利用霍尔开关对磁场强度的感应原理，只要使用四个霍尔 开关与一只磁钢即可判定伺服机构所处的居中、正向、反向、正向限位、反向限位等运动位 置的检测电路与自动居中及限位控制电路，既可工作于手动方式，也可工作于自动方式，其 输入的指令信号既可来自上一级的控制器，也可来自简单的开关按钮等。该电路用于不同 行程的伺服机构时，无需调整电路，而只需选择合适的磁钢即可，结构简单、通用性强，成本 低。附图说明图1为本专利技术的电路图。 具体实施例方式以下结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1所示，一种直线运动机构的自动居中与限位电路包括一个有四个霍尔开关 与一只磁钢为主的居中与方向及限位检测电路、以可编程芯片与固态继电器为主的自动居 中与限位控制电路。居中与方向及限位检测电路包括安装在伺服机构滚珠丝杆螺母上的磁钢MS1，磁钢MSl的下方等间距安装有偏正霍尔开关HS1、偏反霍尔开关HS2、正限霍尔开关HS3、反限 霍尔开关HS4，偏正霍尔开关HS1、偏反霍尔开关HS2、正限霍尔开关HS3、反限霍尔开关HS4 的各自输出端OUT分别与可编程芯片Ul的检测信号输入端16、17、15、18连接，偏正霍尔 开关HSl、偏反霍尔开关HS2、正限霍尔开关HS3、反限霍尔开关HS4的各自电源输入端VC均 与信号连接件的电源输出端+E连接，偏正霍尔开关HS1、偏反霍尔开关HS2、正限霍尔开关 HS3、反限霍尔开关HS4的各自接地端GND均与信号连接件CNl的地端GND连接。当磁钢MSl 处于居中位置0点时(图中的虚线圈为感应区)，偏正霍尔开关HS1、偏反霍尔开关HS2的 各自输出端OUT均发出低电平逻辑信号，其余霍尔开关的输出端OUT发出高电平逻辑信号， 当磁钢MSl介于0点与L点间的偏正位置时，偏正霍尔开关HSl的输出端OUT发出低电平 逻辑信号，其余霍尔开关的输出端OUT发出高电平逻辑信号本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种直线运动机构的自动居中与限位电路，包括居中与方向及限位检测电路和自动居中与限位控制电路，其特征在于：居中与方向及限位检测电路包括安装在伺服机构滚珠丝杆螺母上的磁钢ＭＳ１，磁钢ＭＳ１的附近等间距安装有偏正霍尔开关ＨＳ１、偏反霍尔开关ＨＳ２、正限霍尔开关ＨＳ３和反限霍尔开关ＨＳ４；偏正霍尔开关ＨＳ１、偏反霍尔开关ＨＳ２、正限霍尔开关ＨＳ３和反限霍尔开关ＨＳ４的各自输出端分别与可编程芯片Ｕ１的检测信号输入端Ｉ６、Ｉ７、Ｉ５、Ｉ８对应连接，偏正霍尔开关ＨＳ１、偏反霍尔开关ＨＳ２、＋Ｅ连接；可编程芯片Ｕ１的信号输出端Ｏ７与反限指示灯ＬＥＤ５的阴极连接，反限指示灯ＬＥＤ５的阳极与反限电阻Ｒ５的一端连接，反限电阻Ｒ５的另一端与电源＋Ｅ连接。正限霍尔开关ＨＳ３和反限霍尔开关ＨＳ４的各自电源输入端均与信号连接件的电源输出端＋Ｅ连接，偏正霍尔开关ＨＳ１、偏反霍尔开关ＨＳ２、正限霍尔开关ＨＳ３和反限霍尔开关ＨＳ４的各自接地端ＧＮＤ均与信号连接件ＣＮ１的地端ＧＮＤ连接；自动居中与限位控制电路包括可编程芯片Ｕ１，可编程芯片Ｕ１电源输入端ＶＣＣ与信号连接件ＣＮ１的电源输出端＋Ｅ连接，可编程芯片Ｕ１接地端ＧＮＤ与信号连接件ＣＮ１的地端ＧＮＤ连接，可编程芯片Ｕ１信号输入端Ｉ１与信号连接件ＣＮ１的工作方式输出端Ｗ连接，可编程芯片Ｕ１信号输入端Ｉ２与信号连接件ＣＮ１的居中指令输出端Ｃ连接，可编程芯片Ｕ１信号输入端Ｉ３与信号连接件ＣＮ１的正向运动指令输出端Ｘｒ连接，可编程芯片Ｕ１信号输入端Ｉ４与信号连接件ＣＮ１的反向运动指令输出端Ｘｙ连接，可编程芯片Ｕ１信号输出端Ｏ１与正向固态继电器Ｕ２的正输入端ＩＮ＋连接，可编程芯片Ｕ１信号输出端Ｏ２与反向固态继电器Ｕ３的正输入端ＩＮ＋连接；正向固态继电器Ｕ２与反向固态继电器Ｕ３的负输入端ＩＮ－均与信号连接件ＣＮ１的地端ＧＮＤ连接，正向固态继电器Ｕ２与反向固态继电器Ｕ３的输出端ＯＵＴ１均与熔断器ＦＵ１的一端连接，熔断器ＦＵ１的另一端与信号连接件ＣＮ１的火线输出端ＡＣＬ连接，正向固态继电器Ｕ２的输出端ＯＵＴ２分别与分相电阻Ｒ６的一端、电机Ｍ１的Ａ相端连接，分相电阻Ｒ６的另一端与分相电容Ｃ１的一端连接，分相电容Ｃ１的另一端分别与反向固态继电器Ｕ３的输出端ＯＵＴ２、电机Ｍ１的Ｂ相端连接，电机Ｍ１的公共端Ｎ与信号连接件ＣＮ１的零线输出端ＡＣＮ连接；可编程芯片Ｕ１的信号输出端Ｏ３与正限指示灯ＬＥＤ１的阴极连接，正限指示...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈德传，卢玲，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。