专利名称：一种提高电动缸运行精度的方法、装置及电动缸的制作方法
技术领域：
本发明涉及自动控制技术领域，具体地，涉及一种提高电动缸运行精度的方法、装置以及应用上述方法/装置的电动缸。
背景技术：
现代工业设备普遍具有高度自动化、高运行精度等的特点，这就要求传输设备具有较高的稳定性和定位精度。电动缸作为一种直线驱动装置，因其能够满足较高的精度要求而被广泛应用于各种传输设备中。请参阅图1，目前常用的电动缸是由电机1、电机驱动器、编码器(电机驱动器和编码器图中未示)、联轴器2和执行部件构成的。电机1连接有专用的电机驱动器，用以控制电机1的转速、转矩等工作参数；编码器作为检测部件，将电机1的转动信号反馈给电机驱动器；电机驱动器将编码器的反馈信号作为控制电机1运行精确性的依据；联轴器将电机1 的动能传递给执行部件；图1所示的执行部件包括滚珠丝杠4、滑块3及导轨5，滚珠丝杠4 在电机1的带动下转动，滑块3在导轨5的约束下与滚珠丝杠4通过螺纹连接并传动，从而将电机1的转动转化为滑块3的直线运动；除滑块3和滚珠丝杠4外，齿形带及带轮也是一种在电动缸中较为常用的执行部件的结构。此外，在一些特定情况下，还需要为电机1配置减速器。在上述电动缸运行的过程中，各部件之间不可避免地会存在一定的机械误差，例如滚珠丝杠与滑块螺母之间或者齿形带和带轮之间的齿隙偏差，这一齿隙偏差等于实际齿隙尺寸与预设的齿隙尺寸的差值，通常，要求预设的齿隙尺寸为零，即，要让滚珠丝杠与滑块螺母之间或者齿形带和带轮之间实现无齿隙啮合，从而达到理想的精度，但是，在实际加工和装配过程中，上述齿隙偏差总是无法避免。当电机配有减速器时，减速器中各个啮合齿轮之间同样存在一定的齿隙偏差。而且，随着电动缸在使用中的不断磨损，上述齿隙偏差还将逐渐增大。正式由于上述齿隙偏差的影响，导致编码器所反馈的转动信号只能代表电机的运转数据，而不能正确反馈电动缸滑块的真实运行情况。因此，仅依靠编码器的反馈数据来控制电动缸的运行无法使电动缸滑块准确运行到预定位置，也就无法实现精确定位； 当需要电动缸在较小的范围内进行往复运动时，上述齿隙偏差对定位精度的影响就更加明
Mo因此，技术人员在上述结构的电动缸中设置一个光栅尺，利用该光栅尺的读数来实时反馈电动缸的运动情况。如图2所示，这里所用的光栅尺7为一种分离式光栅尺，光栅尺7被固定安装在电动缸的整个行程中，光栅读数头6作为检测部件而被设置在电动缸的滑块3上随滑块3 —起运动并实时读取光栅尺7上的位置数据，从而得到滑块3的确切位置，并跟据所得到的滑块3的确切位置对电机实现反馈控制以保证电机的精确运行，从而实现对滑块3的精确定位。虽然上述设置有光栅尺的电动缸运行精度有所提高，但是其同时也存在下述不足
首先，由于上述电动缸的精度主要取决于光栅尺在电动缸外壳上的安装精度以及光栅尺本身的精度。而上述电动缸所采用的分离式光栅尺被设置在电动缸的整个行程中， 要求电动缸外壳具有相当高的机械加工精度以及安装精度；当电动缸的行程较长时，上述精度要求是很难保证的，如果光栅尺由于安装误差等问题而出现偏差，将严重影响电动缸的定位精度，甚至使光栅读数头不能正确读取光栅数据，电动缸也就无法精确运行和定位。 另外，光栅尺读数头的读数精度还会受到滑块运动速度的影响，若滑块速度过大，光栅读数头就无法正确反馈滑块的运动参数，同样无法对电动缸进行精确定位。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种提高电动缸运行精度的方法，其能够对电动缸的齿隙偏差进行补偿，并且电动缸的运行精度不会受其外壳加工精度及滑块运行速度的影响。为解决上述问题，本发明还提供一种提高电动缸运行精度的装置，其同样能够对电动缸的齿隙偏差进行补偿，并且电动缸的运行精度不会受其外壳加工精度及滑块运行速度的影响。为解决上述问题，本发明还提供一种应用上述提高电动缸运行精度的方法或装置的电动缸，其同样能够对电动缸的齿隙偏差进行补偿，并且电动缸的运行精度不会受其外壳加工精度及滑块运行速度的影响。为此，本发明提供一种提高电动缸运行精度的方法，其包括以下步骤10)通过测量而得到所述电动缸的齿隙的测量值，并基于所述齿隙测量值和齿隙设定值而获得所述电动缸的齿隙偏差；20)在所述电动缸运行过程中，当电动缸变换运行方向时，根据所述齿隙偏差实施齿隙偏差补偿，以提高电动缸的运行精度。其中，在执行步骤10)和20)的同时， 还包括实时记录所述电动缸运行方向的步骤。其中，步骤10)具体包括以下步骤101)在所述电动缸的滑块上和所述滑块的行程中分别设置光栅尺和光栅读数头，并在所述光栅尺上指定一个基准刻度；10 启动用以驱动电动缸运行的电机，直至所述光栅读数头对准所述光栅尺上的基准刻度；10 变换所述电机的转动方向，并获得自电机开始变换转动方向时起直至所述光栅读数头偏离所述光栅尺上的基准刻度为止这一过程中电机的转动量，所述转动量即为电动缸中的齿隙测量值；104)基于齿隙测量值和齿隙设定值而获得所述电动缸的齿隙偏差。其中，步骤20)具体包括以下步骤201)判断所述电动缸本次运行的方向是否与上一次的运行方向相反，如果是，则执行步骤202)；如果否，则执行步骤203) ；202)根据所述齿隙偏差，对与电动缸目标位置相对应的电机第一目标转动量进行修正而得到第二目标转动量，使电机按照第二目标转动量进行转动，从而驱动电动缸精确地运行到其目标位置， 所述第二目标转动量为电机的第一目标转动量与所述齿隙偏差之和；20 不对所述电机的转动量进行齿隙偏差补偿，使电机仍然按照第一目标转动量进行转动并驱动电动缸精确地运行到其目标位置。其中，在所述步骤10 中，借助所述电动缸中的旋转编码器来获得所述电机的转动量。其中，所述光栅尺设置在电动缸的滑块上，所述光栅读数头设置在滑块行程中的任一位置处；或者，所述光栅读数头设置在电动缸的滑块上，所述光栅尺设置在滑块行程中的任一位置处。此外，本发明还提供一种提高电动缸运行精度的装置，其包括下述模块齿隙测量模块，通过测量而得到所述电动缸的齿隙的测量值，并基于所述齿隙测量值和齿隙设定值而获得所述电动缸的齿隙偏差；控制模块，在所述电动缸运行过程中，当电动缸变换运行方向时，根据所述齿隙偏差实施齿隙偏差补偿，以提高电动缸的运行精度。此外，还包括数据存储模块，用以实时记录所述电动缸的运行方向。其中，所述齿隙测量模块具体包括下述单元位置感应单元，包括分别设置在所述电动缸的滑块上和所述滑块的行程中的光栅尺和光栅读数头；光栅对准单元，启动用以驱动电动缸运行的电机，直至所述光栅读数头对准所述光栅尺上的基准刻度；齿隙获取单元， 变换所述电机的转动方向，并获得自电机开始变换转动方向时起直至所述光栅读数头偏离所述光栅尺上的基准刻度为止这一过程中电机的转动量，所述转动量即为电动缸中的齿隙测量值；齿隙计算单元，基于齿隙测量值和齿隙设定值而获得所述电动缸的齿隙偏差。其中，所述控制模块具体包括下述单元判断单元，判断所述电动缸本次运行的方向是否与上一次的运行方向相反，如果是，则执行补偿运行单元；如果否，则执行正常运行单元；补偿运行单元，根据所述齿隙偏差，对与电动缸目标位置相对应的电机第一目标转动量进行修正而得到第二目标转动量，使电机按照第二目标转动量进行转动，从而驱动电动缸精确地运行到其目标位置，所述第二目标转动量为电机的第一目标转动量与所述齿隙偏差之和；正常运行单元，不对所述电机的转动量进行齿隙偏差补偿，使电机仍然按照第一目标转动量进行转动并驱动电动缸精确地运行到其目标位置。其中，所述齿隙获取单元借助所述电动缸中的旋转编码器来获得所述电机的转动量。其中，所述电动缸上设置有连接所述齿隙测量模块的接口。此外，本发明还提供一种电动缸，包括电机、滑块以及传动部，所述传动部包括滚珠丝杠或齿形带，其中，电动缸应用上述本发明提供的提高电动缸运行精度的方法，以使电动缸的运行更加精确。另外，本发明还提供一种电动缸，包括电机、滑块以及传动部，所述传动部包括滚珠丝杠或齿形带，其中，在电动缸中设置有上述本发明提供的提高电动缸运行精度的装置， 以使电动缸的运行更加精确。本发明具有下述有益效果本发明提供的提高电动缸运行精度的方法，首先通过测量得到电动缸中的齿隙测量值，并基于齿隙测量值和齿隙设定值而获得电动缸的齿隙偏差；然后在电动缸运行过程中，当电动缸变换运行方向时根据所述齿隙偏差实施齿隙偏差补偿，以提高电动缸的运行精度。因此，本发明提供的提高电动缸运行精度的方法，通过对电动缸进行齿隙偏差补偿， 可有效避免甚至消除电动缸内部各传动机构的齿隙偏差对电动缸运行精度的影响，从而使电动缸具有较高的运行和定位精度；而且，本发明提供的提高电动缸运行精度的方法，在电动缸的运行过程中，不依靠诸如设置在外壳上的光栅尺等外部装置的反馈控制，从而避免电动缸的运行精度受其外壳加工精度以及滑块运行速度等因素的影响。本发明提供的提高电动缸运行精度的装置，首先利用齿隙测量模块测量得到电动缸中的齿隙测量值，并基于齿隙测量值和齿隙设定值而获得电动缸的齿隙偏差；然后，控制模块在电动缸运行时，当电动缸变换运行方向时根据所述齿隙偏差实施齿隙偏差补偿，以提高电动缸的运行精度。因此，本发明提供的提高电动缸运行精度的装置，同样通过对电动缸进行齿隙偏差补偿，可有效避免甚至消除电动缸内部各传动机构的齿隙偏差对电动缸运行精度的影响，从而使电动缸具有较高的运行和定位精度；而且，电动缸的运行过程中，不依靠诸如设置在外壳上的光栅尺等外部装置的反馈控制，从而避免电动缸的运行精度受其外壳加工精度以及滑块运行速度等因素的影响。本发明提供的电动缸，由于应用上述本发明提供的提高电动缸运行精度的方法或装置，因而同样可有效避免甚至消除电动缸内部各传动机构的齿隙偏差对电动缸运行精度的影响，从而使电动缸具有较高的运行和定位精度；而且，在电动缸的运行过程中，不依靠诸如设置在外壳上的光栅尺等外部装置的反馈控制，从而避免电动缸的运行精度受其外壳加工精度以及滑块运行速度等因素的影响。
图1为一种常用电动缸的结构示意图；图2为一种依靠光栅尺控制的电动缸的结构示意图；图3为本发明提供的提高电动缸运行精度的方法的流程图；图4为本发明提供的提高电动缸运行精度的方法中步骤10)的具体流程图；图5为本发明提供的提高电动缸运行精度的方法中步骤20)的具体流程图；图6为本发明提供的提高电动缸运行精度的装置的原理框图；以及图7为本发明提供的电动缸的结构示意图。
具体实施例方式为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的提高电动缸运行精度的方法、装置及电动缸进行详细描述。请参阅图3，为本发明提供的提高电动缸运行精度的方法的流程图。该方法包括以下步骤10)通过测量而得到电动缸中的齿隙测量值，并基于齿隙测量值和齿隙设定值而获得电动缸的齿隙偏差；20)在电动缸运行过程中，当电动缸变换运行方向时，根据所述齿隙偏差实施齿隙偏差补偿，以提高电动缸的运行精度。此外，在执行步骤10)和20)的同时，还包括实时记录电动缸运行方向的步骤。具体地，步骤10)所述的齿隙设定值为机械加工时所设定的齿隙尺寸，在精密机械中，要求传动部件相互啮合时的齿隙的理想值为零，但是由于机械加工中难免存在一定的精度误差，因而实际加工出的齿隙值与齿隙设定值之间有一定的偏差，正是由于上述偏差的存在常常导致齿形传动的精度下降等问题；齿隙测量值是指利用一定的测量手段和方法所测得的齿隙尺寸，这里可以将该齿隙测量值作为齿隙的实际尺寸；将齿隙测量值与齿隙设定值进行比较即可得到齿隙偏差，本发明即是要利用该齿隙偏差对实际运行中的电动缸进行补偿校正。以丝杠/螺母作为传动机构的电动缸为例，当电动缸始终沿一个方向运行时，丝杠和螺母之间的螺纹仅有一侧相接触，此时，齿隙偏差不会对运行精度产生影响； 而当电动缸变换运行方向时，由于齿隙偏差的存在，丝杠需要先空转一定量之后才能与螺母的另一侧螺纹相接触并发生传动；因此，在步骤20)中，当电动缸变换运行方向时，需要将步骤10)所得到的齿隙偏差补偿给驱动电动缸的电机，从而有效提高电动缸的运行精度。请参阅图4，为本发明提供的提高电动缸运行精度的方法中步骤10)的具体流程图。步骤10)具体包括以下步骤101)在电动缸的滑块上和滑块的行程中分别设置光栅尺和光栅读数头，并在光栅尺上指定一个基准刻度。上述步骤101)中，可以设定光栅尺上的某一个刻度(例如，光栅尺的中心刻度)为基准位置，当光栅读数头对准上述基准位置时发出对准信号，而当光栅读数头偏移上述基准位置时发出偏移信号。本发明中所用到的光栅尺可以设置得很短，因为在测量过程中并不需要太长的刻度，确切的说，即使仅具有一个刻度的光栅尺也可以完成上述对齿隙偏差的测定。对于光栅尺及光栅读数头的设置位置，可以将光栅尺设置在电动缸的滑块上，将光栅读数头设置在滑块行程中的任一位置处；或者， 将光栅读数头设置在电动缸的滑块上，而将光栅尺设置在滑块行程中的任一位置处。102) 启动用以驱动电动缸运行的电机，直至光栅读数头对准光栅尺上的基准刻度。10 变换电机的转动方向，并获得自电机开始变换转动方向时起直至光栅读数头偏离光栅尺上的基准刻度为止这一过程中电机的转动量，上述转动量即为电动缸中的齿隙测量值。上述步骤 103)中当光栅读数头偏离光栅尺上的基准刻度时，光栅读数头发出偏离信号，表明丝杠与螺母的啮合螺纹由一侧接触变为另一侧接触，因此，电机由开始变换转动方向至光栅读数头偏离光栅尺上的基准刻度所转过的转动量即为上述丝杠与螺母的齿隙测量值。对于上述电机转动量的测量及记录，可以借助电动缸中的旋转编码器来实现。104)基于齿隙测量值和齿隙设定值而获得电动缸的齿隙偏差。请参阅图5，为本发明提供的提高电动缸运行精度的方法中步骤20)的具体流程图。步骤20)具体包括以下步骤201)判断所述电动缸本次运行的方向是否与上一次的运行方向相反，如果是，则执行步骤20 ；如果否，则执行步骤20 。20 根据所述齿隙偏差， 对与电动缸目标位置相对应的电机第一目标转动量进行修正而得到第二目标转动量，使电机按照第二目标转动量进行转动，从而驱动电动缸精确地运行到其目标位置，所述第二目标转动量为电机的第一目标转动量与所述齿隙偏差之和。上述电机第一目标转动量即为假设传动机构中不存在齿隙偏差时，要使电动缸到达目标位置时所需的电机转动量；相应地， 所述电机第二转动量即为考虑到齿隙偏差后，要使电动缸运行到目标位置所需的电机转动量。20 不对所述电机的转动量进行齿隙偏差补偿，使电机仍然按照第一目标转动量进行转动并驱动电动缸精确地运行到其目标位置。当电机转动方向与上一次方向相反时，电机需要先转动一个齿隙偏差，才能使传动机构由一侧啮合变为另一侧啮合，因此，需要将齿隙偏差补偿给电机才能保证电动缸最终运行到目标位置；而当电机运行方向与上一次运行方向相同时，传动机构本身就处于啮合状态，无需再进行齿隙偏差的补偿，此时使电机正常运行即可。需要指出的是，在本发明提供的提高电动缸运行精度的方法的上述实施例中，仅以采用滚珠丝杠/螺母作为传动机构的电动缸齿隙为例进行了说明，但本发明并不局限于此，当电动缸采用齿形带/带轮传动时，或者当电动缸的电机配置有减速器的情况时，上述本发明提供的提高电动缸运行精度的方法依然适用，且均应视为本发明的保护范围。由上述描述可知，本发明提供的提高电动缸运行精度的方法，首先测量电动缸的齿隙偏差，然后在电动缸运行过程中，当电动缸变换运行方向时基于所测得的齿隙偏差而对电动缸进行齿隙偏差的补偿。因此，本发明提供的提高电动缸运行精度的方法能够有效降低甚至消除电动缸内部的齿隙偏差对其运行精度的影响，使电动缸的运行和定位更加地精确，并且，在电动缸运行过程中，无需借助诸如设置在电动缸外壳上的光栅尺等外部设备的反馈控制，从而避免了电动缸的运行精度受其外壳加工精度及滑块运行速度等影响的问题。请参阅图6，为本发明提供的提高电动缸运行精度的装置的原理框图。该装置包括下述模块齿隙测量模块，通过测量而得到电动缸的齿隙的测量值，并基于齿隙测量值和齿隙设定值而获得电动缸的齿隙偏差；控制模块，在电动缸运行过程中，当电动缸变换运行方向时，根据齿隙偏差实施齿隙偏差补偿，以提高电动缸的运行精度。此外，本发明提供的提高电动缸运行精度的装置还包括数据存储模块，用以实时记录电动缸的运行方向。具体的，所述齿隙测量模块还包括下述单元位置感应单元，包括分别设置在所述电动缸的滑块上和所述滑块的行程中的光栅尺和光栅读数头，在测量之前，指定光栅尺上的某一刻度(例如，光栅尺的中心刻度)作为基准刻度。光栅对准单元，启动用以驱动电动缸运行的电机，直至光栅读数头对准光栅尺上的基准刻度。齿隙获取单元，变换电机的转动方向，并获得自电机开始变换转动方向时起直至光栅读数头偏离光栅尺上的基准刻度为止这一过程中电机的转动量，上述转动量即为电动缸中的齿隙测量值；实际应用中，该齿隙获取单元可以借助电动缸中的旋转编码器来获得上述电机的转动量。齿隙计算单元，基于上述齿隙测量值和齿隙设定值而获得电动缸的齿隙偏差。上述控制模块具体还包括下述单元判断单元，判断电动缸本次运行的方向是否与上一次的运行方向相反，如果是，则执行补偿运行单元；如果否，则执行正常运行单元。补偿运行单元，根据齿隙偏差，对与电动缸目标位置相对应的电机第一目标转动量进行修正而得到第二目标转动量，使电机按照第二目标转动量进行转动，从而驱动电动缸精确地运行到其目标位置，第二目标转动量为电机的第一目标转动量与齿隙偏差之和。正常运行单元，不对电机的转动量进行齿隙偏差补偿，使电机仍然按照第一目标转动量进行转动并驱动电动缸精确地运行到其目标位置。这里，所述的齿隙测量值、齿隙设定值、齿隙偏差、电机第一目标转动量、电机第二目标转动量等概念的含义均与上述本发明提供的提高电动缸运行精度的方法中所表示的含义相同，在此不再赘述。在实际应用中，可以在电动缸上设置一个用于连接上述齿隙测量模块的接口，这样，当需要对电动缸进行齿隙偏差的测量时，将上述齿隙测量接口接入电动缸的驱动器中即可。本发明提供的提高电动缸运行精度的装置与上述本发明提供的提高电动缸运行精度的方法对于电动缸的齿隙偏差的测量、电动缸运行的控制过程、原理及优点均一致，在此不再赘述。请参阅图7，作为另一种技术方案，本发明还提供一种电动缸，包括电机1、滑块3 以及传动部，所述传动部包括滚珠丝杠4或齿形带(本实施例中为滚珠丝杠/螺母传动)， 在滑块2上设置有一个很短的光栅尺9，在滑块行程中设置有光栅读数头8。此外，所述电动缸还应用上述本发明提供的提高电动缸运行精度的方法，用以使所述电动缸的运行更加精确。
作为另一种技术方案，本发明还提供一种电动缸，包括电机、滑块以及传动部，所述传动部包括滚珠丝杠或齿形带，在电动缸滑块上设置有一个很短的光栅尺，在滑块行程中设置有光栅读数头。此外，所述电动缸还设置有上述本发明提供的提高电动缸运行精度的装置，以使所述电动缸的运行更加精确。基于相同的理由，由于本发明提供的电动缸应用了本发明提供的提高电动缸运行精度的方法或装置，因此，该电动缸不但可有效消除甚至避免传动机构的齿隙偏差对其运行精度所造成的影响，而且在运行过程中无需借助外部装置进行反馈控制，从而可避免外壳加工精度及滑块运行速度对其运行精度的影响。此外，可以理解的是，上述本发明提供的提高电动缸运行精度的方法、装置及电动缸中对于齿隙偏差的测量步骤，并非在每次运行电动缸之前都要执行，由于短期内上述齿隙偏差不会出现较明显的变化，因此，可以在一次测量之后，隔一段时间再进行重新测量， 例如可以隔几周测一次，或者在设备周期性维护时测量一次即可。还可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种提高电动缸运行精度的方法，其特征在于，包括以下步骤10)通过测量而得到所述电动缸的齿隙的测量值，并基于所述齿隙测量值和齿隙设定值而获得所述电动缸的齿隙偏差；20)在所述电动缸运行过程中，当电动缸变换运行方向时，根据所述齿隙偏差实施齿隙偏差补偿，以提高电动缸的运行精度。
2.根据权利要求1所述的提高电动缸运行精度的方法，其特征在于，步骤10)具体包括以下步骤101)在所述电动缸的滑块上和所述滑块的行程中分别设置光栅尺和光栅读数头，并在所述光栅尺上指定一个基准刻度；102)启动用以驱动电动缸运行的电机，直至所述光栅读数头对准所述光栅尺上的基准刻度；103)变换所述电机的转动方向，并获得自电机开始变换转动方向时起直至所述光栅读数头偏离所述光栅尺上的基准刻度为止这一过程中电机的转动量，所述转动量即为电动缸中的齿隙测量值；104)基于齿隙测量值和齿隙设定值而获得所述电动缸的齿隙偏差。
3.根据权利要求1所述的提高电动缸运行精度的方法，其特征在于，步骤20)具体包括以下步骤201)判断所述电动缸本次运行的方向是否与上一次的运行方向相反，如果是，则执行步骤202)；如果否，则执行步骤203)；202)根据所述齿隙偏差，对与电动缸目标位置相对应的电机第一目标转动量进行修正而得到第二目标转动量，使电机按照第二目标转动量进行转动，从而驱动电动缸精确地运行到其目标位置，所述第二目标转动量为电机的第一目标转动量与所述齿隙偏差之和；203)不对所述电机的转动量进行齿隙偏差补偿，使电机仍然按照第一目标转动量进行转动并驱动电动缸精确地运行到其目标位置。
4.根据权利要求1所述的提高电动缸运行精度的方法，其特征在于，在执行步骤10)和 20)的同时，还包括实时记录所述电动缸运行方向的步骤。
5.根据权利要求2所述的提高电动缸运行精度的方法，其特征在于，在所述步骤103) 中，借助所述电动缸中的旋转编码器来获得所述电机的转动量。
6.根据权利要求2所述的提高电动缸运行精度的方法，其特征在于，所述光栅尺设置在电动缸的滑块上，所述光栅读数头设置在滑块行程中的任一位置处；或者，所述光栅读数头设置在电动缸的滑块上，所述光栅尺设置在滑块行程中的任一位置处。
7.一种提高电动缸运行精度的装置，其特征在于，包括下述模块齿隙测量模块，通过测量而得到所述电动缸的齿隙的测量值，并基于所述齿隙测量值和齿隙设定值而获得所述电动缸的齿隙偏差；控制模块，在所述电动缸运行过程中，当电动缸变换运行方向时，根据所述齿隙偏差实施齿隙偏差补偿，以提高电动缸的运行精度。
8.根据权利要求7所述的提高电动缸运行精度的装置，其特征在于，所述齿隙测量模块具体包括下述单元位置感应单元，包括分别设置在所述电动缸的滑块上和所述滑块的行程中的光栅尺和光栅读数头，并在所述光栅尺上指定一个基准刻度；光栅对准单元，启动用以驱动电动缸运行的电机，直至所述光栅读数头对准所述光栅尺上的基准刻度；齿隙获取单元，变换所述电机的转动方向，并获得自电机开始变换转动方向时起直至所述光栅读数头偏离所述光栅尺上的基准刻度为止这一过程中电机的转动量，所述转动量即为电动缸中的齿隙测量值；齿隙计算单元，基于齿隙测量值和齿隙设定值而获得所述电动缸的齿隙偏差。
9.根据权利要求7所述的提高电动缸运行精度的装置，其特征在于，所述控制模块具体包括下述单元判断单元，判断所述电动缸本次运行的方向是否与上一次的运行方向相反，如果是，则执行补偿运行单元；如果否，则执行正常运行单元；补偿运行单元，根据所述齿隙偏差，对与电动缸目标位置相对应的电机第一目标转动量进行修正而得到第二目标转动量，使电机按照第二目标转动量进行转动，从而驱动电动缸精确地运行到其目标位置，所述第二目标转动量为电机的第一目标转动量与所述齿隙偏差之和；正常运行单元，不对所述电机的转动量进行齿隙偏差补偿，使电机仍然按照第一目标转动量进行转动并驱动电动缸精确地运行到其目标位置。
10.根据权利要求7所述的提高电动缸运行精度的装置，其特征在于，还包括数据存储模块，用以实时记录所述电动缸的运行方向。
11.根据权利要求8所述的提高电动缸运行精度的装置，其特征在于，所述齿隙获取单元借助所述电动缸中的旋转编码器来获得所述电机的转动量。
12.根据权利要求7所述的提高电动缸运行精度的装置，其特征在于，所述电动缸上设置有连接所述齿隙测量模块的接口。
13.—种电动缸，包括电机、滑块以及传动部，所述传动部包括滚珠丝杠或齿形带，其特征在于，所述电动缸应用权利要求1-6中任意一项所述的提高电动缸运行精度的方法，以使所述电动缸的运行更加精确。
14.一种电动缸，包括电机、滑块以及传动部，所述传动部包括滚珠丝杠或齿形带，其特征在于，在所述电动缸中设置有权利要求7-12中任意一项所述的提高电动缸运行精度的装置，以使所述电动缸的运行更加精确。
全文摘要
本发明提供一种提高电动缸运行精度的方法，其首先通过测量而得到电动缸中的齿隙测量值，并基于齿隙测量值和齿隙设定值而获得电动缸的齿隙偏差；然后在电动缸运行过程中，当电动缸变换运行方向时根据齿隙偏差实施齿隙偏差补偿，以提高电动缸的运行精度。本发明还提供一种提高电动缸运行精度的装置，包括用于测量电动缸齿隙偏差的齿隙测量模块和在电动缸运行时根据其运行方向对其进行齿隙偏差补偿的控制模块。此外，本发明还提供一种应用上述方法/装置的电动缸。上述方法、装置及电动缸均能有效降低甚至消除电动缸传动机构中的齿隙偏差对电动缸运行精度的影响，并且电动缸的运行精度不受其外壳加工精度及滑块运行速度的影响。
文档编号H02K7/10GK102298394SQ20101022096
公开日2011年12月28日 申请日期2010年6月28日 优先权日2010年6月28日
发明者杨斌 申请人:北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司