专利名称：一种升降机制的控制装置及其控制方法
一种升降机制的控制装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及ー种步进电机升降机制的控制装置及其控制方法。
背景技木在使用步进电机作为驱动的升降机制中，电机在运动的时候总是会产生较为微弱的振动，由于机械结构的原因运动机制在运动过程中常常会产生共振，使振动大大的加強，在振动强度达到一定水平时电机的カ矩就会无法克服振动而停止转动，最終导致升降机制停止。
发明内容
针对上述的问题，本发明提供一种升降机制的控制装置及其控制方法。本发明可以使步进电机避免产生共振，使升降机制平滑地运行。本发明的实施例是这样实现的，一种升降机制的控制装置其包括与外控制系统连接的内部传输控制模块，其特征在干还包括分别与该内部传输控制模块连接的上升速度寄存器和下降速度寄存器、与上升速度寄存器连接的上升控制序列模块、与下降速度寄存器连接的下降控制序列模块。本发明实施例的另一目的在于提供一种升降机制的控制方法，该控制方法靠步进电机经微控制器来控制电机，使升降机制升降，该微控制器包括与外控制系统连接的内部传输控制模块、分别与该内部传输控制模块连接的上升速度寄存器和下降速度寄存器、与上升速度寄存器连接的上升控制序列模块、与下降速度寄存器连接的下降控制序列模块，该方法为外部控制系统通过设定上升速度寄存器的上升速度，从而控制上升控制序列模块所产生的上升速度脉冲；外部控制系统通过设定下降速度寄存器的下降速度，从而控制下降控制序列模块所产生的下降速度脉冲；其中，所述的上升速度和下降速度是相互独立控制的。本发明的有益效果是通过独立控制上升或者下降的速度，使电机升降运动平滑无振动，同时可达到降低噪声、减少电机发热以及延长电机及升降机制的使用寿命的效果。
下面參照附图结合实施方式对本发明作进ー步的描述。图I为本发明的控制系统框图；图2为本发明的微控制器内部实现功能的框图；图3为本发明的升降控制脉冲序列时序图。
具体实施方式
下面主要结合
本发明的具体实施方式
。实施例1，如图1，本实施例的步进电机的升降装置的控制系统包括外控制系统I、与外控制系统I连接的微控制器3、连接外控制系统I和微控制器3的输入单元2、与微控制器3连接的步进电机驱动器4、与步进电机驱动器4连接的步进电机5，该控制系统还包括为微控制器3提供工作电源的微控制器电源6、为步进电机驱动器4提供工作电源和电机动カ电源的驱动器电源7。在工作的过程中，微控制器3按照外控制系统I的指令设定的速度输出速度脉冲，步进电机驱动器4按照速度输出速度脉冲对步进电机5进行调速。如图2，所述的微控制器3包括与外控制系统I连接的内部传输控制模块31、分别与该内部传输控制模块31连接的上升速度寄存器32和下降速度寄存器33、与上升速度寄存器32连接的上升控制序列模块34、与下降速度寄存器33连接的下降控制序列模块35，还包括向外部输出控制序列信号的输出单元36。本实施例中，外控制系统I为PC机。
本实施例中，微控制器3为单片机。本实施例中，输入单元2为RS232接ロ。本实施例中，输出单元36为I/O接ロ。如图2的微控制器3内部实现的方法控制框图所示，外控制系统经过输入单元2向微控制器模块3输入指令。上升运动的控制方法为外控制系统指令通过内部传输控制模块31设定上升速度寄存器32的上升速度，上升控制序列模块34通过调用设定的上升速度来改变上升控制序列模块34所产生的速度脉冲序列的频率，并通过输出单元36输出上升脉冲来控制步进电机的上升速度。下降运动的控制方法为外控制系统指令通过内部传输控制模块31设定下降速度寄存器33的下降速度，下降控制序列模块35通过调用设定的下降速度来改变下降控制序列模块35所产生的速度脉冲序列的频率，并通过输出单元36输出下降脉冲来控制步进电机的下降速度。其中，上升速度和下降速度相互独立控制的，从而上升脉冲和下降脉冲相互独立输出控制电机运行。其中，设定的上升速度和下降速度的速度脉冲频率均避开共振频率，以免在电机运行的过程中产生共振。根据所设定的上升速度，步进电机从速度为0缓慢启动加速到该上升速度，停止时再从该上升速度逐渐减速停止。根据所设定的下降速度，步进电机从速度为0缓慢启动加速到该下降速度，停止时再从该下降速度逐渐减速停止。上升速度和下降速度的变化过程是线性的。同时，微控制器3还产生独立的两个上升和下降的方向控制序列，上升和下降的运行由所对应的控制序列独立控制。实施例2是以实施例I为基础，对该升降装置的控制方法进ー步举例描述。如图3升降控制脉冲序列时序图所示第一个脉冲序列A，作为上升速度脉冲序列，电机上升也是从速度为0开始，此时频率为OHz，缓慢加速直到速度脉冲频率v2为2KHz时达到所设定的上升速度，电机运行达到了常速；停止时再从该上升速度逐渐减速直至停止，这时频率为OHz。第二个脉冲序列B，作为下降速度脉冲序列，电机下降从速度为0开始，此时频率为OHz，缓慢加速直到速度脉冲频率vl为4KHz时达到所设定的下降速度，电机运行达到了常速；停止时再从该下降速度逐渐减速直至停止，这时频率为0Hz。在微控制器产生第一个脉冲序列A或第二个脉冲序列B的同吋，也相对应产生上升方向控制序列C或下降方向控制序列D，该两方向控制序列方向相反。假设当用2KHz的速度下降时电机运行的振动与机械结构产生共振，那么就可以通过输入単元2改变下降的速度脉冲频率，避开这个共振点，如图3第二个脉冲序列所示，采用4KHz的下降速度来避开共振点使升降机制平滑运行；反之上升如果在某个速度上产生共振时也可以通过改变上升的速度来避免产生共振，使升降机制平滑地运行。本发明之实施，并不限于以上最佳实施例所公开的方式，凡基于上述设计思路，进行简单推演与替换，得到的具体的升降机制的控制装置及其控制方法，都属于本发明的实 施。
权利要求
1.一种升降机制的控制装置，其包括与外控制系统连接的内部传输控制模块，其特征在于还包括分别与该内部传输控制模块连接的上升速度寄存器和下降速度寄存器、与上升速度寄存器连接的上升控制序列模块、与下降速度寄存器连接的下降控制序列模块。
2.一种升降机制的控制方法，该控制方法靠步进电机经微控制器来控制电机，使升降机制升降，该微控制器包括与外控制系统连接的内部传输控制模块、分别与该内部传输控制模块连接的上升速度寄存器和下降速度寄存器、与上升速度寄存器连接的上升控制序列模块、与下降速度寄存器连接的下降控制序列模块； 该方法其特征在于 外部控制系统通过设定上升速度寄存器的上升速度，从而控制上升控制序列模块所产 生的上升速度脉冲； 外部控制系统通过设定下降速度寄存器的下降速度，从而控制下降控制序列模块所产生的下降速度脉冲； 其中，上升速度和下降速度是相互独立控制的。
3.根据权利要求2所述的升降机制的控制方法，其特征在于设定的上升速度和下降速度的速度脉冲频率均避开共振频率。
4.根据权利要求2所述的升降机制的控制方法，其特征在于根据所设定的上升速度，步进电机从速度为O缓慢启动加速到该上升速度，停止时再从该上升速度逐渐减速停止。
5.根据权利要求2所述的升降机制的控制方法，其特征在于根据所设定的下降速度，步进电机从速度为O缓慢启动加速到该下降速度，停止时再从该下降速度逐渐减速停止。
6.根据权利要求2所述的升降机制的控制方法，其特征在于上升速度或下降速度的变化过程是线性的。
7.根据权利要求2所述的升降机制的控制方法，其特征在于所述的微控制器还产生独立的两个上升和下降的方向控制序列。
8.根据权利要求2所述的升降机制的控制方法，其特征在于所述的外部控制系统为PC机。
9.根据权利要求2所述的升降机制的控制方法，其特征在干所述的传输单元为RS232。
10.根据权利要求2所述的升降装置的控制方法，其特征在于所述的控制模块为单片机。
全文摘要
本发明提供一种升降机制的控制装置及其控制方法，该控制装置包括上升速度寄存器和下降速度寄存器、分别与上升速度寄存器和下降速度寄存器连接的上升控制序列模块和下降控制序列模块；其控制方法为外部控制系统通过设定上升速度寄存器的上升速度，从而控制上升控制序列模块所产生的上升速度脉冲；外部控制系统通过设定下降速度寄存器的下降速度，从而控制下降控制序列模块所产生的下降速度脉冲；其中，所述的上升速度和下降速度是相互独立控制的。本发明的有益效果是通过独立控制上升或者下降的速度，使电机升降运动平滑无振动，同时可达到降低噪声、减少电机发热以及延长电机及升降机制的使用寿命的效果。
文档编号B66B1/06GK102756955SQ20111010868
公开日2012年10月31日 申请日期2011年4月28日 优先权日2011年4月28日
发明者吕启涛, 高云峰, 黄剑威 申请人:深圳市大族激光科技股份有限公司