基于步進電機實現(xiàn)的高精度快速位移平臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于步進電機實現(xiàn)的高精度快速位移平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的精密定位平臺采用步進電機直接驅(qū)動平臺機構(gòu)如圖1所示，沒有位置反饋值。根據(jù)脈沖信號的頻率和個數(shù)，對步進電機的轉(zhuǎn)速和角位移量進行控制，實現(xiàn)定位的目標(biāo)。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，但由于平臺機構(gòu)齒輪有間隙，往復(fù)運動時會產(chǎn)生累積誤差，同時步進電機存在空回現(xiàn)象，所以存在較大誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題，提供一種基于步進電機實現(xiàn)的高精度快速位移平臺。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下:
[0005]—種基于步進電機實現(xiàn)的高精度快速位移平臺，包括:平臺控制器，平臺機構(gòu)，步進電機，光柵尺，以及電源;所述平臺控制器分別與步進電機和光柵尺相連;所述光柵尺，平臺機構(gòu)，步進電機依次相連;所述電源可對平臺控制器和步進電機供電；
[0006]所述平臺控制器包括:單片機、通訊接口芯片和電機驅(qū)動器;所述單片機通過串行通訊接口接收上位機的控制命令、反饋平臺工作狀態(tài);所述通訊接口芯片通過總線接口讀取光柵尺數(shù)據(jù)，獲得平臺位置信息;所述電機驅(qū)動器可根據(jù)上位機指令驅(qū)動步進電機的運動。
[0007]在上述技術(shù)方案中，所述平臺機構(gòu)的絲杠行程為60mm，定位精度小于0.005mm。
[0008]在上述技術(shù)方案中，所述步進電機步距角為1.8°時，每步直線運動20μπι，四細分時每步移動量為5μπι。
[0009]在上述技術(shù)方案中，所述步進電機為14ΗΥΒ401-03電流型步進電機。
[0010]在上述技術(shù)方案中，所述光柵尺為RENISHAW公司的RELA絕對式直線光柵尺，供電為5\(1±10%)￥，精度為仏111。
[0011]本發(fā)明具有以下的有益效果:
[0012]本發(fā)明的基于步進電機實現(xiàn)的高精度快速位移平臺，能精確定位，在結(jié)構(gòu)上增加了位置反饋元件光柵尺，配合步進控制方式后，可以消除空回和累積誤差的影響，實現(xiàn)直線上任意位置的精確定位。
[0013]本發(fā)明的基于步進電機實現(xiàn)的高精度快速位移平臺，將平臺控制器、光柵尺、步進電機、平臺機構(gòu)集成，使其成為一套可精確定位的位移平臺。
【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0015]圖1為傳統(tǒng)位移平臺的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明的基于步進電機實現(xiàn)的高精度快速位移平臺的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明的基于步進電機實現(xiàn)的高精度快速位移平臺的控制器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做以詳細說明。
[0019]如圖2和3所示，一種基于步進電機實現(xiàn)的高精度快速位移平臺，包括:
[0020]平臺控制器:由單片機、通訊接口芯片和電機驅(qū)動器組成。單片機通過串行通訊接口接收上位機的控制命令、反饋平臺工作狀態(tài);通過總線接口讀取光柵尺數(shù)據(jù)，獲得平臺位置信息;并根據(jù)上位機指令驅(qū)動步進電機的運動。
[0021 ] 平臺機構(gòu):絲杠行程為60mm，定位精度小于0.005mm，步進電機步距角1.8°時，每步直線運動20μπι，四細分時每步移動量為5μπι;
[0022]步進電機:選用14!^401-03電流型步進電機，步距角1.8°，相電流1.0Α。
[0023]光柵尺:使用RENISHAW公司的RELA絕對式直線光柵尺，供電5 X (I ±10% )V，精度Iym;
[0024]電源:5V開關(guān)電源對平臺控制器供電；24V開關(guān)電源對步進電機供電；
[0025]電纜及其他附件。
[0026]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。
【主權(quán)項】
1.一種基于步進電機實現(xiàn)的高精度快速位移平臺，其特征在于，包括:平臺控制器，平臺機構(gòu)，步進電機，光柵尺，以及電源;所述平臺控制器分別與步進電機和光柵尺相連;所述光柵尺，平臺機構(gòu)，步進電機依次相連;所述電源可對平臺控制器和步進電機供電； 所述平臺控制器包括:單片機、通訊接口芯片和電機驅(qū)動器;所述單片機通過串行通訊接口接收上位機的控制命令、反饋平臺工作狀態(tài);所述通訊接口芯片通過總線接口讀取光柵尺數(shù)據(jù)，獲得平臺位置信息;所述電機驅(qū)動器可根據(jù)上位機指令驅(qū)動步進電機的運動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于步進電機實現(xiàn)的高精度快速位移平臺，其特征在于，所述平臺機構(gòu)的絲杠行程為60_，定位精度小于0.005_。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于步進電機實現(xiàn)的高精度快速位移平臺，其特征在于，所述步進電機步距角為1.8°時，每步直線運動20μπι，四細分時每步移動量為5μπι。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于步進電機實現(xiàn)的高精度快速位移平臺，其特征在于，所述步進電機為14ΗΥΒ401-03電流型步進電機。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于步進電機實現(xiàn)的高精度快速位移平臺，其特征在于，所述光柵尺為RENISHAW公司的RELA絕對式直線光柵尺，供電為5\(1±10%)￥，精度為仏111。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于步進電機實現(xiàn)的高精度快速位移平臺，包括：平臺控制器，平臺機構(gòu)，步進電機，光柵尺，以及電源；所述平臺控制器分別與步進電機和光柵尺相連；所述光柵尺，平臺機構(gòu)，步進電機依次相連；所述電源可對平臺控制器和步進電機供電。本發(fā)明的基于步進電機實現(xiàn)的高精度快速位移平臺，能精確定位，在結(jié)構(gòu)上增加了位置反饋元件光柵尺，配合步進控制方式后，可以消除空回和累積誤差的影響，實現(xiàn)直線上任意位置的精確定位。
【IPC分類】G05D13/62
【公開號】CN105549638
【申請?zhí)枴緾N201510974461
【發(fā)明人】王紅宣, 王偉國, 畢尋
【申請人】中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月23日