【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光栅分度台控制，具体涉及一种基于光栅的多齿分度台控制装置及其控制方法。
技术介绍
1、多齿分度台是一种高精度的角度基准仪器，由两个具有相同外径、齿形、齿距的端面齿盘组成，通常作为机床分度夹具被广泛应用于机械加工和仪器检测领域。除了可以配合组合夹具元件使用外，还可以单独使用于钻、铣、刨、镗、磨等通用机床，进行高精度的角度输出或测量。操作时，控制升降电机将上齿盘抬升到指定高度，使上下齿盘分离；根据目标角度设定pwm信号的脉冲数，控制转位电机转动上齿盘到目标角度；控制升降电机将上齿盘降落，使上下齿盘重新啮合，得到角度的输出值或测量值。传统的控制装置常采用开环控制方案，通过pwm信号的脉冲数计算上齿盘的角度值，没有实时获取上齿盘的角度值。该方案极其容易受到电气、磁场和力场等干扰，使得出现顶齿、错齿和堵转等故障，导致多齿分度台的角度输出或测量精度下降，更有甚者会导致多齿分度台的机械结构发生损坏，造成不可挽回的损失。
2、为了解决传统控制方案存在的问题，需要一种基于光栅的多齿分度台控制装置和实现其功能的控制方法。本专利技术通过光栅获取多齿分度台的实时角度值，实现闭环控制，能有效地避免电气、磁场和力场等对角度的输出或测量产生干扰，以降低多齿分度台的故障率和可维护性，并提高多齿分度台的角度输出或测量精度
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于光栅的多齿分度台控制装置和实现其功能的控制方法，能够通过光栅获取多齿分度台的实时角度值，实现闭环控制，能有效地避免电气、磁
2、本专利技术采取的技术方案具体如下：
3、一种基于光栅的多齿分度台控制装置，包括：
4、人机界面，用于操作多齿分度台和获取多齿分度台的状态信息；
5、控制电路，用于根据人机界面的操作指令控制升降电机和转位电机；
6、多齿分度台，由两个具有相同外径、齿形、齿距的端面齿盘组成，上齿盘与升降电机和转位电机相连，下齿盘固定在底座上。
7、所述控制电路还包括有：
8、stm32单片机，所述stm32单片机用于进行操作指令和反馈消息的逻辑处理；
9、接近开关，所述接近开关用于判断上齿盘是否处于抬起位置或降落位置；
10、光栅，所述光栅用于确定上齿盘转位的实时角度值；
11、步进电机驱动器，所述步进电机驱动器用于驱动升降电机和转位电机；
12、触发器，所述触发器用于发送方向信号和pwm信号至步进电机驱动器。
13、所述光栅为具有1024线分辨率、厚度不超过0.3毫米、具有磁性编码功能的磁光栅。
14、所述升降电机和转位电机为步进电机。
15、所述控制电路还包括一个光电耦合器、一个运算放大器、一个反相器。
16、所述接近开关与光栅均通过光电耦合器与反相器相连，反相器与stm32单片机相连。
17、所述人机界面为pc机或串口屏。
18、所述stm32单片机根据光栅的实时角度值控制步进电机启停。
19、所述stm32单片机根据人机界面的操作指令进行不同的操作和反馈，包括查询消息、升消息、降消息和转位消息
20、一种基于光栅的多齿分度台控制装置的控制方法，其控制方法的控制步骤如下
21、a.角度控制，所述角度控制包括有：
22、转位精度，该所述转位精度ta的计算公式为：
23、
24、目标角度，该所述目标角度脉冲数量opn的计算公式为：
25、
26、c.速度控制，所述速度控制包括有：
27、启停角速度，该所述启停角速度启停pwm计数周期spp的计算公式为：
28、
29、最快角速度，该所述最快角速度最快pwm计数周期fpp的计算公式为：
30、
31、转位电机调速，该所述转位电机调速实时pwm计数周期rpp的计算公式为：
32、
33、实时角速度，该所述实时角速度为多齿分度台的实时角速度rav的计算公式为：
34、
35、c.流程控制，该所述流程控制包括有：
36、c1，升操作，所述升操作为所述步进电机驱动器驱动升降电机使上齿盘抬起；
37、c2，转位操作，所述转位操作为所述触发器发送方向信号和pwm信号控制转位电机；
38、c3，降操作，所述降操作为步进电机驱动器a驱动升降电机使上齿盘降落。
39、本专利技术取得的技术效果为：
40、本专利技术通过光栅获取多齿分度台的实时角度值，实现闭环控制，能有效地避免电气、磁场和力场等对角度的输出或测量产生干扰，以降低多齿分度台的故障率和可维护性，并提高多齿分度台的角度输出或测量精度。
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1.一种基于光栅的多齿分度台控制装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的多齿分度台控制装置，其特征在于：所述控制电路还包括有：
3.根据权利要求2所述的多齿分度台控制装置，其特征在于：所述光栅为具有1024线分辨率、厚度不超过0.3毫米、具有磁性编码功能的磁光栅。
4.根据权利要求1所述的多齿分度台控制装置，其特征在于：所述升降电机和转位电机为步进电机。
5.根据权利要求2所述的多齿分度台控制装置，其特征在于：所述控制电路还包括一个光电耦合器、一个运算放大器、一个反相器。
6.根据权利要求5所述的多齿分度台控制装置，其特征在于：所述接近开关与光栅均通过光电耦合器与反相器相连，反相器与STM32单片机相连。
7.根据权利要求2所述的多齿分度台控制装置，其特征在于：所述STM32单片机根据光栅的实时角度值控制步进电机启停。
8.根据权利要求2所述的多齿分度台控制装置，其特征在于：所述STM32单片机根据人机界面的操作指令进行不同的操作和反馈，包括查询消息、升消息、降消息和转位消息。
<...【技术特征摘要】
1.一种基于光栅的多齿分度台控制装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的多齿分度台控制装置，其特征在于：所述控制电路还包括有：
3.根据权利要求2所述的多齿分度台控制装置，其特征在于：所述光栅为具有1024线分辨率、厚度不超过0.3毫米、具有磁性编码功能的磁光栅。
4.根据权利要求1所述的多齿分度台控制装置，其特征在于：所述升降电机和转位电机为步进电机。
5.根据权利要求2所述的多齿分度台控制装置，其特征在于：所述控制电路还包括一个光电耦合器、一个运算放大器、一个反相器。
6.根据权利要求5所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，吴昊，王晓卿，徐小宗，马晓天，
申请(专利权)人：中船九江精达科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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