一种组合定位控制系统的控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种组合定位控制系统的控制方法，属于定位控制【技术领域】。它包括定位结构和电气控制系统，该定位结构包括丝杆、运载小车、电机减速机、多圈绝对值编码器、激光测距传感器、固定工作台、激光反射板、小车运行导轨及固定底板；该电气控制系统包括触摸屏、处理器、工业控制计算机、CAN总线通讯卡和电机驱动器。本发明根据需要采用粗定位和精定位相组合的定位方法成功解决了大行程物料运送的问题，不仅成本低，而且由于是直接对目标位置进行测量，没有中间环节，也无累计误差，因此精度高，且结构简单，易于安装。
【专利说明】一种组合定位控制系统的控制方法
[0001]本发明专利申请时针对申请号:201210378076.9的分案申请，原申请的申请日为:2012-10-08，发明创造名称为:一种组合定位控制系统及其控制方法。
【技术领域】
[0002]本发明属于定位控制领域，更具体地说，涉及一种用于大行程物料自动运送装置的精确单点定位或多点定位控制的组合定位控制系统及其控制方法。
【背景技术】
[0003]在大行程物料自动运送精确定位控制中，定位控制的方法主要有:
[0004]①利用磁栅尺定位，此定位方法由静磁栅源和静磁栅尺组成，两者通过特制滑道有机组合在一起，以无接触的悬浮方式工作，实现运行位置的检测。具体应用可参见文献《自动化码头高速重载轨道电动小车高精度定位的实现》(起重运输机械2008(10)P48~P50，作者 :同济大学刘刚等)；
[0005]②激光测距仪定位，利用激光测距技术实现精确定位，具体应用可参见文献《核废物库吊车自动控制精确定位技术》(核动力工程2006(12)?95~？97，作者:哈尔滨工程大学动力与核能工程学院杨志达等)；
[0006]③编码器定位，利用安装在传动杆上的编码器进行间接位置检测，这是一种常规的定位方法。
[0007]这三种定位方法中，方法①的特点是整个行程精度高，缺点是成本高、安装要求高，占用空间大等；方法②的特点是测量方法精度高，安装较方便，但需要整个激光测量行程无遮挡，成本随着测量范围增加而增加；方法③安装方便，使用简单，成本低，是一种应用较为广泛的方法，但存在累计误差，主要应用于精度要求不高场合。
[0008]综上所述，现有技术中缺少一种同时兼具成本低廉且定位精度高的用于大行程定位的定位系统。
【发明内容】
[0009]1、本发明要解决的问题
[0010]针对现有技术中大行程物料自动运送精确定位控制装置难以同时兼具成本低和精度高的问题，本发明提供了一种组合定位控制系统及其控制方法，它根据需要在大行程物料自动运送中采用粗定位和精定位相组合的定位方法，达到低成本、高精度、易安装的目的。
[0011]2、技术方案
[0012]本发明的目的通过以下技术方案实现:
[0013]本发明的一种组合定位控制系统，它包括定位结构和电气控制系统；所述的定位结构包括丝杆、运载小车、电机减速机、多圈绝对值编码器、激光测距传感器、小车运行导轨和固定底板，所述的定位结构还包括固定工作台和激光反射板；所述的电气控制系统包括触摸屏、处理器、工业控制计算机、CAN总线通讯卡和电机驱动器；
[0014]所述固定工作台、小车运行导轨均固定安装在固定底板，所述运载小车安装在小车运行导轨上，所述丝杆设置在运载小车的下方，所述的电机减速机、多圈绝对值编码器分别安装在所述的丝杆的两端；电机减速机与丝杠电气连接并驱动丝杆转动，进而丝杆驱动运载小车在小车运行导轨上运行，激光测距传感器固定在运载小车上靠近固定工作台的一侧；所述的激光反射板安装在固定工作台上靠近运载小车的侧面上；
[0015]所述的激光测距传感器与所述的电气控制系统的处理器连接；所述的处理器、触摸屏与所述的工业控制计算机连接；所述的CAN总线通讯卡安装在所述的工业控制计算机的卡槽中，所述的多圈绝对值编码器、电机驱动器均与所述的CAN总线通讯卡连接，所述的电机驱动器的另一端与电机减速机连接。
[0016]优选地，所述激光测距传感器与运载小车的前进方向夹角为θ:θ = 0°或15。≤ Θ≤ 45°。
[0017]本发明的所述的组合定位控制系统的控制方法，其步骤为:
[0018](A)指令输入:运载小车到达工位的定位指令通过触摸屏输入到工业控制计算机，工业控制计算机得到定位控制指令；
[0019](B)数据采集:工业控制计算机实时读取激光测距传感器的测量值L4及多圈绝对值编码器实际读数值N，确定运载小车的运行粗定位位置测量值T:
[0020]
【权利要求】
1.一种组合定位控制系统的控制方法，该组合定位控制系统包括定位结构和电气控制系统；所述的定位结构包括丝杆(I)、运载小车(2)、电机减速机(3)、多圈绝对值编码器(4)、激光测距传感器(5)、小车运行导轨⑶和固定底板(9)，其特征在于，所述的定位结构还包括固定工作台(6)和激光反射板(7);所述的电气控制系统包括触摸屏、处理器、工业控制计算机、CAN总线通讯卡和电机驱动器； 所述固定工作台(6)、小车运行导轨(8)均固定安装在固定底板(9)，所述运载小车(2)安装在小车运行导轨(8)上，所述丝杆(I)设置在运载小车(2)的下方，所述的电机减速机(3)、多圈绝对值编码器(4)分别安装在所述的丝杆(I)的两端；电机减速机(3)与丝杠(I)电气连接并驱动丝杆⑴转动，进而丝杆⑴驱动运载小车⑵在小车运行导轨⑶上运行，激光测距传感器(5)固定在运载小车(2)上靠近固定工作台(6)的一侧；所述的激光反射板(7)安装在固定工作台(6)上靠近运载小车(2)的侧面上； 所述的激光测距传感器(5)与所述的电气控制系统的处理器连接；所述的处理器、触摸屏与所述的工业控制计算机连接；所述的CAN总线通讯卡安装在所述的工业控制计算机的卡槽中，所述的多圈绝对值编码器(4)、电机驱动器均与所述的CAN总线通讯卡连接，所述的电机驱动器的另一端与电机减速机连接； 其中，所述激光测距传感器(5)与运载小车(2)的前进方向夹角为Θ: Θ = 0°或15。≤ Θ ≤ 45° ; 该组合定位控制系统的控制方法，其步骤为: (A)指令输入:运载小车(2)到达工位的定位指令通过触摸屏输入到工业控制计算机，工业控制计算机得到定位控制指令； (B)数据采集:工业控制计算机实时读取激光测距传感器(5)的测量值L4及多圈绝对值编码器(4)实际读数值N，确定运载小车(2)的运行粗定位位置测量值T: T= N/214xl2(I) 精定位位置检测值t为: t = L4X cos Θ(2) Θ为所述激光测距传感器(5)与运载小车(2)的前进方向夹角，L4即激光测距传感器(5)沿Θ方向到激光反射板(7)的距离； 所述的激光测距传感器(5)的测量精度计算如下: c = clx cos 0(3; 上式中，S为激光测距传感器(5)在固定工作台(6)上沿运载小车(2)移动方向的测量精度，M为激光测距传感器(5)的实际测量精度； (C)定位控制:定位控制是在工业控制计算机中完成，根据指令要求，首先是以多圈绝对值编码器⑷实时测量值作为位置反馈，并通过CAN总线通讯卡控制电机驱动器，电机驱动器控制电机减速机(3)转动，驱动丝杆(I)运行，丝杆(I)带动运载小车(2)向目标方向运行；在位置控制过程中，工业控制计算机同时对多圈绝对值编码器(4)的实时测量值与目标位置值进行比较:当多圈绝对值编码器(4)的实时测量值与目标位置值的差值大于等于激光测距传感器(5)沿运载小车(2)运行方向的测量范围一半时，则表示运载小车(2)处于粗定位范围，以多圈绝对值编码器(4)的测量值作为控制系统位置反馈，运载小车(2)继续向目标方向运行； 当多圈绝对值编码器(4)的实时测量值与目标位置值的差值小于激光测距传感器(5)沿运载小车(2)运行方向的测量范围一半时，表示运载小车(2)的位置已接近目标定位位置，以激光测距传感器(5)的测量值作为位置反馈，比较目标位置与激光测距传感器(5)测量值，当目标位置与激光测距传感器(5)测量值的差值大于等于定位精度的一半时，工业控制计算机控制运载(2)小车继续运行，当目标位置与激光测距传感器(5)测量值的差值小于定位精度的一半时，工业控制计算机控制运载小车(2)停止运行，从而实现精确定位；当运载小车⑵仅需进行特定点定位时，运载小车⑵运行至该特定定位点，调整运载小车(2)上的激光测距传感器(5)的位置，使得激光测距传感器(5)处于激光测距传感器(5)测量范围的中点位置，即 可进行直接测量。
【文档编号】B65G43/00GK103964154SQ201410197037
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2012年10月8日 优先权日:2012年10月8日
【发明者】陈桂, 林健, 盛党红, 王建红, 刘汉忠 申请人:南京工程学院