专利名称：伺服控制系统的间隙补偿方法
技术领域：
本发明涉及伺服控制系统，具体而言，涉及一种伺服控制系统的间隙补偿方法。
背景技术：
在伺服控制系统中，伺服执行机构组件之间的间隙对伺服控制的精度有着非常大 的影响，甚至影响到伺服控制系统能否有效正常的工作。为了提高伺服控制系统的控制精 度，保证伺服控制系统有效正常的工作，需要对伺服执行机构中各组件的间隙进行检测和 补偿。目前较常用的间隙补偿方法是固定间隙补偿值法，即先测量出伺服执行机构各组件 之间的存在的间隙，再在伺服控制器中设定一个固定的间隙补偿值，伺服控制系统以此间 隙补偿值为基础进行伺服控制。 固定间隙补偿值法需要事先测量出伺服控制系统各组件之间存在的间隙，这种测 量间隙的过程非常复杂而且测量出来的间隙值误差大。例如，在实际应用中需要测出多组 间隙数据，通过伺服控制系统实际运用确定其中一个间隙补偿值。因此，该方法操作复杂， 实施困难。并且伺服执行机构各组件之间的间隙在系统使用过程中会无规律的变化，已设 定的固定间隙补偿值与实际间隙值之间的误差会逐渐加大直至失真，因此，在实际应用过 程中必须经常性重新设定新的位置补偿值。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种操作简单，间隙补偿值更加精确有效的伺服控 制系统的间隙补偿方法。 为了解决上述问题，本发明提供了一种伺服控制系统的间隙补偿方法，包括以下 步骤检测伺服驱动力的大小或伺服执行机构受力的大小，并且检测伺服执行机构的移动 位置；当伺服驱动力或伺服机构受力的增大速率达到预定值时，将伺服执行机构此时的位 置设定为伺服运动的原点位置。 优选地，通过压力传感器检测伺服驱动力的大小或伺服执行机构受力的大小。
优选地，压力传感器为油压压力传感器。 优选地，压力传感器通过检测伺服液压缸油腔的压力来获取伺服驱动力的大小。 优选地，通过位移传感器检测伺服执行机构的移动位置。 优选地，位移传感器为磁尺磁环式位移传感器。 优选地，位移传感器内置固定在伺服液压缸内。 优选地，伺服执行机构的移动位置为液压缸的移动位置。 本发明具有以下有益效果 1.在本发明中，当伺服驱动力或伺服机构受力急剧增加时，表明此时伺服执行机 构各组件之间已没有间隙，伺服控制器将此时的伺服执行机构的位置设定为伺服运动的原 点位置，自动进行间隙补偿。该间隙补偿方法不需要预先测量出伺服执行机构各组件之间 的间隙，并且所获得的间隙补偿值比较精确。
2.由于本间隙补偿方法是根据伺服驱动力或伺服机构受力的大小来自动进行伺 服执行机构各组件之间的间隙补偿，因此，不受间隙值在系统使用过程中无规律的变化的 影响，不需要进行经常性间隙补偿校核工作。 3.由于本间隙补偿方法可以采用伺服控制器来自动实现，无需人工介入，所以操 作简单、维护方便，维护工作量少。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中
图1示出了根据本发明一实施例的伺服控制系统的间隙补偿方法流程图；
图2示出了根据本发明一实施例的伺服控制系统的结构示意图。
具体实施例方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。 图1示出了根据本发明一实施例的伺服控制系统的间隙补偿方法，包括以下步 骤 S10，检测伺服驱动力的大小或伺服执行机构受力的大小，并且检测伺服执行机构 的移动位置。本实施中的伺服控制系统包括压力检测装置、位置检测装置和伺服控制器，压 力检测装置和位置检测装置均安装在伺服执行机构元件中。压力检测装置可以采用压力传 感器，压力传感器实时地将检测到的伺服驱动力或伺服执行机构元件所受到的反作用力的 压力信号传送给伺服控制器。位置检测装置可以采用位移传感器，实时将检测到的执行机 构元件的移动位置值传送给伺服控制器。 S20，判断伺服驱动力或伺服机构受力的增大速率是否达到预定值。在本实施例 中，伺服控制器实时接收并处理所接受到的压力检测值和位置检测值，并根据所接受到的 压力检测值的增大速率判断判断伺服执行机构的运动是否消除了伺服执行机构组件之间 的间隙。当伺服执行机构运动完全消除了伺服执行机构组件之间的间隙时，伺服驱动力或 伺服机构受力会急剧增大。 S30，将伺服执行机构此时的位置设定为伺服运动的原点位置。当驱动力或伺服机 构受力的增大速率达到预定值时，则表明伺服执行机构组件之间已没有了间隙，伺服控制 器自动将位置检测装置检测到的伺服执行机构的此时的位置设定为伺服运动的原点位置， 自动实现伺服控制系统的间隙补偿。 图2示出了根据本发明一实施例的伺服控制系统的结构示意图。如图2所示，该 伺服控制系统包括压力传感器1、位移传感器2、伺服控制器3、伺服液压缸4、伺服执行机 构组件5。 两个压力传感器1通过螺丝分别固定于执行伺服动作的伺服液压缸4的两个油腔 6上，用于实时检测伺服液压缸两油腔的压力；位移传感器2内置固定在伺服液压缸4内， 用于实时检测伺服液压缸4的移动位置。伺服控制器3用于接收压力传感器和位移传感器 检测值，并进行处理分析。 伺服液压缸4采用铰接等方式与伺服执行机构组件5进行连接，因此，伺服液压缸4与伺服执行机构组件5之间不可避免的存在着间隙。当伺服液压缸4进行伸縮运动时，两 个压力传感器分别实时检测到伺服液压缸两个油腔6的油压压力值，并将所检测到的压力 值实时传送给伺服控制器3。同时，位移传感器2实时检测伺服液压缸的移动位置值，并将 所检测到的伺服液压缸位置值实时传送给伺服控制器3。当压力传感器检测到伺服液压缸 4的两个油腔中的任意一个或两个的压力值急剧升高时，伺服控制器3可判断出伺服液压 缸4与伺服执行机构组件5之间的间隙已被运动消除。伺服控制器3将此刻位移传感器2 检测到的伺服液压缸4的位置值设置为伺服运动的原点位置，自动完成了伺服液压缸4与 伺服执行机构组件5之间的间隙补偿，伺服控制器以此为基准进行后续相关的伺服控制。
其中压力传感器可以采用任何现有的可检测作用力的压力传感器实现，本实施例 中所示的是油压压力传感器。其原理是通过检测液压缸4中的油压的大小来测定被测伺服 液压缸的受力情况。位移传感器2可以采用任何现有的位移传感器实现，本实施例中所示 的是常用的磁尺磁环式位移传感器，包括磁尺7和磁环8。其原理是通过磁致伸縮原理，通 过感磁元件测量出磁环8与磁尺7之间的相对位置，从而得到被测物体的相对位置信息。伺 服控制器3可以采用任何现有的可进行计算分析的计算机来实现，本实施例中所示的是工 业用PLC (Programmable Logic controller,可编程逻辑控制器)。 在上述实施例中，通过压力检测装置检测伺服液压缸的两油腔的压力，同时，位置 传感器检测伺服液压缸的移动位置值。然后，伺服控制器根据执行元件存在间隙时，受到的 作用力很小，当执行元件在执行动作过程中抵消了间隙后，执行元件受到的作用力会急剧 升高的原理来判断液压伺服执行机构组件之间的间隙是否被消除。当伺服控制器根据检测 到的作用力大小确定伺服执行机构组件之间的间隙被消除的同时，伺服控制器将位置检测 装置检测到的伺服液压缸的位置检测值设定为原点位置，并根据此位置检测值为依据进行 相应的伺服执行动作。从而及时、准确、有效的补偿伺服液压缸与其它伺服执行机构及其组 件之间的间隙。以便于整个液压伺服控制系统能精确执行相关动作。 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种伺服控制系统的间隙补偿方法，其特征在于，包括以下步骤检测伺服驱动力的大小或伺服执行机构受力的大小，并且检测伺服执行机构的移动位置；当所述伺服驱动力或所述伺服机构受力的增大速率达到预定值时，将所述伺服执行机构此时的位置设定为伺服运动的原点位置。
2. 根据权利要求1所述的间隙补偿方法，其特征在于，通过压力传感器检测所述伺服 驱动力的大小或所述伺服执行机构受力的大小。
3. 根据权利要求2所述的间隙补偿方法，其特征在于，所述压力传感器为油压压力传 感器。
4. 根据权利要求3所述的间隙补偿方法，其特征在于，所述压力传感器通过检测伺服 液压缸油腔的压力来获取伺服驱动力的大小。
5. 根据权利要求1所述的间隙补偿方法，其特征在于，通过位移传感器检测所述伺服 执行机构的移动位置。
6. 根据权利要求5所述的间隙补偿方法，其特征在于，所述位移传感器为磁尺磁环式 位移传感器。
7. 根据权利要求6所述的间隙补偿方法，其特征在于，所述位移传感器内置固定在伺 服液压缸内。
8. 根据权利要求1所述的间隙补偿方法，其特征在于，所述伺服执行机构的移动位置 为液压缸的移动位置。
全文摘要
本发明提供了一种伺服控制系统的间隙补偿方法，包括以下步骤检测伺服驱动力的大小或伺服执行机构受力的大小，并且检测伺服执行机构的移动位置；当伺服驱动力或伺服机构受力的增大速率达到预定值时，将伺服执行机构此时的位置设定为伺服运动的原点位置。在本发明中，当伺服驱动力或伺服机构受力急剧增加时，表明此时伺服执行机构各组件之间已没有间隙，伺服控制器将此时的伺服执行机构的位置设定为伺服运动的原点位置，自动进行间隙补偿。该间隙补偿方法不需要预先测量出伺服执行机构各组件之间的间隙，并且所获得的间隙补偿值比较精确。
文档编号F15B21/00GK101787991SQ20101010818
公开日2010年7月28日 申请日期2010年2月10日 优先权日2010年2月10日
发明者周雄文, 田陆 申请人:田陆