CN107655371A - 一种用于钢卷尺检定的自动收放尺控制方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于钢卷尺检定的自动收放尺控制方法,包括自动放尺过程协同控制和自动收尺过程协同控制,其中,所述自动放尺过程协同控制为:尺带计数机构配合转盘侧伺服电机来确定伺服电机旋转量;利用张力检测部件实时监测张力的大小,控制旋转拨杆侧伺服电机转矩来达到控制尺带张力;所述自动收尺过程协同控制为:根据张力检测部件实时监测张力的大小,控制转盘侧伺服电机转矩达到控制尺带张力;根据旋转一圈所需要的时间,来确定旋转拨杆的转矩,达到控制收尺速度。本发明还提供了一种用于钢卷尺检定的自动收放尺控制装置。本发明的有益效果是:可以实现自动放尺和自动收尺,效率较高。
Description
技术领域
本发明涉及测量装置,尤其涉及一种用于钢卷尺检定的自动收放尺控制方法和装置。
背景技术
钢卷尺的检定方法是:把一把被检的钢卷尺放在钢卷尺检定平台上,在检定平台上装有一把标准钢卷尺,对两把尺带都施加特定的力值,然后读取被检尺和标准钢卷尺之间的长短差别得到读数;如果被检定的尺带比标准钢卷尺长,需要分段检定被检尺,得到全长的读数。
现有钢卷尺检定装置的类型可以分为手动检定装置、自动检定装置。手动检定装置是把检定点和放在旁边的标准钢卷尺的整米刻线对齐,通过人眼读数显微镜读取和标准钢卷尺的的对比来得到读数。自动卷尺检定装置中是把检定点放在相机的视野范围内,通过摄像头对比和标准钢卷尺的对比得到读数。
现有的自动检定装置是注重对自动读数,检定记录自动生成方面实现自动化。被检定的尺带大于,现有的自动检定装置和手动检定装置,每次完成检定一段尺带后,下一段被检定尺带都是通过手动拉拽使下一段待检定的尺带放置在检定平台。
把尺带放在检定平台后,需要对尺带进行施加特定的拉力。现有检定装置中,这个过程需要手动夹紧被检定的尺带,并通过在一端挂砝码的方式实现特定拉力的施加。
现有的装置中,在检定完成一把尺带后,需要人工把尺带收回到尺壳内。
发明内容
为了解决现有技术中的问题,本发明提供了一种用于钢卷尺检定的自动收放尺控制方法和装置。
本发明提供了一种用于钢卷尺检定的自动收放尺控制方法,包括自动放尺过程协同控制和自动收尺过程协同控制,其中,所述自动放尺过程协同控制为:尺带计数机构配合转盘侧伺服电机来确定伺服电机旋转量;利用张力检测部件实时监测张力的大小,控制旋转拨杆侧伺服电机转矩来达到控制尺带张力;所述自动收尺过程协同控制为:根据张力检测部件实时监测张力的大小,控制转盘侧伺服电机转矩达到控制尺带张力;根据旋转一圈所需要的时间,来确定旋转拨杆的转矩,达到控制收尺速度。
作为本发明的进一步改进,所述自动收放尺控制方法还包括尺带防拉断保护控制,根据张力检测部件实时监测张力的大小,如果张力持续大于设定值则停止转盘和旋转的拨杆。
作为本发明的进一步改进,所述自动收放尺控制方法还包括尺带运动长度的计数,运动的尺带通过摩擦力带动尺带计数机构里面的编码器旋转,根据编码器产生的脉冲数乘以编码器系数来计量尺带运动的长度。
作为本发明的进一步改进,所述尺带运动长度的计数为:当尺带移动时,光电编码器发出A、B两相相位差90度的数字脉冲信号,正转时A相超前B相90度,反转时B相超前A相90度,脉冲的个数代表编码器旋转量,通过编码器发出的对脉冲计数计算出相应的位移,再根据编码器传动轮的直径按比例算出尺带实际移动距离。
作为本发明的进一步改进,所述自动收放尺控制方法还包括尺带运动长度的计数修正,不同尺带表面的光滑程度不同,导致计数的系数也不同,通过上位机测量的真实值来修正编码器系数,当系数偏离允许误差的时候,通过分两次运动的流程达到修正该系数的目的。
作为本发明的进一步改进,所述尺带运动长度的计数修正包括以下步骤:
(a). 通过上位机校准编码器系数,上位机下发指令移动M米,如1米,上位机判断当前移动误差,上位机下发移动误差,下位机修正编码器系数,以新的编码器系数移动N米,如4米,保持编码器系数,上位机判断当前移动误差,下位机下发移动误差,下位机修正编码器系数;
(b). 通过多次移动得到适合当前尺带的编码器系数。
所述自动收放尺控制方法还包括自动对尺带施加特定拉力的控制,控制压紧机构把尺带压紧在检定平台上,控制拉力施加机构自动施加指定力值。
作为本发明的进一步改进,所述自动放尺过程协同控制包括以下步骤:
(a). 转盘侧伺服电机工作于位置模式,旋转拨杆侧伺服电机工作于转矩模式,两个电机协同动作:
转盘侧伺服电机工作于位置模式,转盘旋转带动已检定的尺带运动,并把已检定的尺带卷起来;旋转拨杆侧伺服电机工作于转矩模式,拨动着尺带盒的手柄旋转,使尺带不断从尺壳中伸出;当转盘和旋转拨杆协调不一致的时候,工作在转矩模式下旋转拨杆侧伺服电机,能给绷紧的尺带一定的伸缩性,拉力可以通过尺带的拨杆推动电机转动;两侧利用转矩模式有利于兼容不同的尺带;
(b).利用尺带运动长度计数机构判断尺带是否移动到位:
转盘侧伺服电机工作于位置模式,带动着尺带的运动,同时尺带计数机构不断地对尺带运动的长度进行计数,当控制器检测到尺带移动到位的时候减速并停止转盘侧伺服电机,实现精确移动;
(c).根据张力检测机构反馈的尺带张力值调节旋转拨杆侧伺服电机的转矩
通过测量张力检测部件上张力辊上受到的正切力来衡量尺带张力的大小,根据张力检测机构反馈的尺带张力值来调节尺带伸出的速度,即旋转拨杆侧伺服电机的转矩大小;当检测到张力大于预定值时候,说明尺带处于绷紧状态,增大旋转拨杆侧伺服电机的转矩,达到解除绷紧状态的目的;当检测到张力小于预定值时候,说明尺带处于松动状态,减小旋转拨杆侧伺服电机的转矩,避免尺带因伸出过快而松动;
为了能适应不同尺带,和不同情况下的旋转拨杆能适应当前转盘的转动,设计了分段PID来调节旋转拨杆的转矩变小;当尺带很松的时候,需要更大的调节量,避免松动;当尺带绷紧时候,快速调整收盘转矩,以快速解除绷紧状态;分段PID控制的目的是让尺带快速达到预定的目标张力,该目标张力是保证尺带不松动的情况下,越小越好。
作为本发明的进一步改进,所述自动收尺过程协同控制包括以下步骤:
(a). 转盘侧伺服电机和旋转拨杆侧伺服电机都工作于转矩模式,两个电机协同动作:
当检定完一把尺带之后,尺带需要收回到尺壳中,称这个过程为收尺流程,收尺流程中转盘侧伺服电机和旋转拨杆侧伺服电机都使用转矩模式;其中旋转拨杆侧伺服电机为主动轮,其转矩大于转盘侧伺服电机的转矩;
(b). 根据张力检测机构反馈的尺带张力值调节转盘侧伺服电机的转矩:
收尺流程中,需要快速调整转盘侧伺服电机的转矩,以适应收尺流程中不断变化的尺带张力;根据张力检测机构反馈的尺带张力值,结合分段PID控制算法,调节转盘伺服电机的转矩;当尺带很松的时候,需要更大的调节量,避免松动;当尺带绷紧时候,调整转盘侧伺服电机的转矩,以解除绷紧状态;
(c). 通过调节旋转拨杆侧伺服电机的转矩加快或者减小收尺速度:
通过调节拨杆侧伺服电机的转矩能加快或者减小转盘的转速,即收尺速度;如转盘转动一周的时间大于预定值,则加大拨杆侧伺服电机的转矩,达到加快收尺目的;如转盘转动一周的时间小于预定值,则减小拨杆侧伺服电机的转矩,达到放缓收尺的目的;
(d). 通过转盘侧的光电开关结束收尺流程:
当尺带只剩最后一圈缠绕在转盘上的时候,转盘露出安装尺带的缺口,当光电开关对准缺口处时候,光电传感器能够探测到当前对准位置无尺带遮挡,通过这个信号判定当前收尺过程中缠绕在转盘上的尺带只剩最后一圈,感应到只剩最后一圈时候转动一圈完成收尺。
本发明还提供了一种用于钢卷尺检定的自动收放尺控制装置,包括检定平台、转盘和旋转拨杆,所述转盘位于所述检定平台的一端,所述旋转拨杆位于所述检定平台的另一端,所述转盘连接有转盘伺服电机,所述旋转拨杆接有旋转拨杆伺服电机,所述检定平台靠近所述转盘的一端设有尺带计数机构,所述检定平台靠近所述旋转拨杆的一端设有张力检测机构和拉力施加机构,所述尺带计数机构包括编码器和压辊,所述张力检测机构包括张力辊和导向轮,所述检定平台的两端分别设有压紧机构。
本发明的有益效果是:通过上述方案,可以实现自动放尺和自动收尺,效率较高。
附图说明
图1是本发明一种用于钢卷尺检定的自动收放尺控制装置的整体示意图。
图2是本发明一种用于钢卷尺检定的自动收放尺控制装置的张力检测机构的示意图。
图3是本发明一种用于钢卷尺检定的自动收放尺控制装置的拉力施加机构的示意图。
图4是本发明一种用于钢卷尺检定的自动收放尺控制方法的上位机修正编码器系数流程图。
图5是本发明一种用于钢卷尺检定的自动收放尺控制方法的获取适合当前尺带的编码器系数流程图。
图6是本发明一种用于钢卷尺检定的自动收放尺控制方法的自动施加特定力值流程图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示,一种用于钢卷尺检定的自动收放尺控制装置,包括:
检定平台1、尺壳6和尺带拨杆8,检定平台1的一端设置了一个转盘2,另一端设置一个旋转拨杆7,该转盘2、旋转拨杆7分别由伺服电机控制转动,旋转拨杆7能拨动尺带拨杆8;
在靠近转盘2的一侧设置了一个尺带计数机构4,该尺带计数机构4包含编码器、压紧轮,工作时候编码器在压轮作用下,随运动的尺带3转动;
在靠近旋转拨杆7的一侧设置了一个张力检测装置5;
在检定平台1的两端设置了尺带压紧机构9,由两个由电机控制的压块91组成;
在检定平台1的一端有一个拉力施加机构10。
转盘2和旋转拨杆7各使用了一套伺服控制系统,来控制电机协调动作。控制转盘2转动的电机和控制旋转拨杆7旋转的电机都是伺服电机。
如图2所示,张力检测机构5主要由一个张力辊52、导向轮51组成。 当尺带3绷紧时候,张力辊52上受到的压力变大,控制器根据张力辊52 上受到的压力大小来确定尺带3受到的张力大小,即张力辊52上的压力代 表尺带3的张力。张力辊52上的压力Ft和尺带3张力F之间的关系有:
Ft=2×F×cos 45°≈1.414×F。
如图3所示,在检定平台1的两端设置了两个压紧块91,两块压紧块91能在电机的控制下把尺带3压紧在检定平台1上和释放压紧状态。在检定平台1的一侧,设定了一个拉力施加机构10,该拉力施加机构10包含拉力检测传感器101、电机、及控制器。
一种用于钢卷尺检定的自动收放尺控制方法,包括:
(1)自动放尺过程协同控制:尺带计数机构配合转盘侧伺服电机来确定伺服电机旋转量;利用张力检测部件实时监测张力的大小,控制旋转拨杆侧伺服电机转矩来达到控制尺带张力;
(2)自动收尺过程协同控制:根据张力检测部件实时监测张力的大小,控制转盘侧伺服电机转矩达到控制尺带张力;根据旋转一圈所需要的时间,来确定旋转拨杆的转矩,达到控制收尺速度;
(3)自动收尺和放尺过程中的尺带防拉断保护控制,根据张力检测部件实时监测张力的大小,如果张力持续大于设定值则停止转盘和旋转的拨杆;
(4)尺带运动长度的计数:运动的尺带通过摩擦力带动尺带计数机构里面的编码器旋转,根据编码器产生的脉冲数乘以特定的比例系数(该系数称为编码器系数)来计量尺带运动的长度;
(5)尺带运动长度的计数修正:不同尺带表面的光滑程度不同,导致计数的系数也不同,通过上位机测量的真实值来修正编码器系数,当系数偏离允许误差的时候,通过分两次运动的流程达到修正该系数的目的;
(6)自动对尺带施加特定拉力的控制:控制压紧机构把尺带压紧在检定平台上,控制拉力施加机构自动施加指定力值的方法。
自动放尺过程协同控制包括以下内容:
(a). 转盘侧伺服电机工作于位置模式,旋转拨杆侧伺服电机工作于转矩模式,两个电机协同动作:
转盘侧伺服电机工作于位置模式,转盘旋转带动已检定的尺带运动,并把已检定的尺带卷起来;旋转拨杆侧伺服电机工作于转矩模式,拨动着尺带盒的手柄旋转,使尺带不断从尺壳中伸出。当转盘和旋转拨杆协调不一致的时候,工作在转矩模式下旋转拨杆侧伺服电机,能给绷紧的尺带一定的伸缩性,拉力可以通过尺带的拨杆推动电机转动;两侧利用转矩模式有利于兼容不同的尺带。
(b).利用尺带运动长度计数机构判断尺带是否移动到位:
转盘侧伺服电机工作于位置模式,带动着尺带的运动,同时尺带计数机构不断地对尺带运动的长度进行计数,当控制器检测到尺带移动到位的时候减速并停止转盘侧伺服电机,实现精确移动。
(c).根据张力检测机构反馈的尺带张力值调节旋转拨杆侧伺服电机的转矩
通过测量得知张力检测部件上张力辊上受到的正切力来衡量尺带张力的大小。根据张力检测机构反馈的尺带张力值来调节尺带伸出的速度,即旋转拨杆侧伺服电机的转矩大小。当检测到张力大于预定值时候,说明尺带处于绷紧状态,增大旋转拨杆侧伺服电机的转矩,达到解除绷紧状态的目的;当检测到张力小于预定值时候,说明尺带处于松动状态,减小旋转拨杆侧伺服电机的转矩,避免尺带因伸出过快而松动。
为了能适应不同尺带,和不同情况下的旋转拨杆能适应当前转盘的转动,设计了分段PID(比例-微分-积分)来调节旋转拨杆的转矩变小。当尺带很松的时候,需要更大的调节量,避免松动;当尺带绷紧时候,快速调整收盘转矩,以快速解除绷紧状态。分段PID(比例-微分-积分)控制的目的是让尺带快速达到预定的目标张力,该目标张力是保证尺带不松动的情况下,越小越好。
自动收尺过程中协同控制包括以下内容:
(a). 转盘侧伺服电机和旋转拨杆侧伺服电机都工作于转矩模式,两个电机协同动作:
当检定完一把尺带之后,尺带需要收回到尺壳中,我们称写个过程为收尺流程。收尺流程中转盘侧伺服电机和旋转拨杆侧伺服电机都使用转矩模式;其中旋转拨杆侧伺服电机为主动轮,其转矩大于转盘侧伺服电机的转矩。
(b). 根据张力检测机构反馈的尺带张力值调节转盘侧伺服电机的转矩:
收尺流程中,需要快速调整转盘侧伺服电机的转矩,以适应收尺流程中不断变化的尺带张力。根据张力检测机构反馈的尺带张力值,结合PID(比例-微分-积分)控制算法,调节转盘伺服电机的转矩。当尺带很松的时候,需要更大的调节量,避免松动;当尺带绷紧时候,调整转盘侧伺服电机的转矩,以解除绷紧状态。
(c). 通过调节旋转拨杆侧伺服电机的转矩加快或者减小收尺速度
通过调节拨杆侧伺服电机的转矩能加快或者减小转盘的转速,即收尺速度。如转盘转动一周的时间大于预定值,则加大拨杆侧伺服电机的转矩,达到加快收尺目的;如转盘转动一周的时间小于预定值,则减小拨杆侧伺服电机的转矩,达到放缓收尺的目的。
(d). 通过转盘侧的光电开关结束收尺流程
当尺带只剩最后一圈缠绕在转盘上的时候,转盘露出安装尺带的缺口,当光电开关对准缺口处时候,光电传感器能够探测到当前对准位置无尺带遮挡,通过这个信号判定当前收尺过程中缠绕在转盘上的尺带只剩最后一圈。感应到只剩最后一圈时候转动一圈完成收尺。
尺带防拉断保护控制包括:当尺带已经全部拉出,或尺带被外部卡住等异常情况时,有可能会出现张力持续增大的情况。防拉断设计保证了在异常情况下尺带不会被拉断。当张力大于设定值且持续1.5秒时候,触发防拉断机制。放拉断机制触发时,处于位置模式的伺服停止运动;处于转矩模式的伺服电机转矩被设定为一较小值,该值刚好使电机不旋转;当前流程被终止,防止进一步破坏,同时控制器响铃。
尺带运动长度的计数包括以下内容:
放尺过程中把尺带精准拉入自动钢卷尺检定装置的相机视野范围内在整个检定流程中是非常关键的一环。编码器是高精度控制系统常用的位移检测传感器。尺带运动长度探测机构由一个压轮和一个编码器组成;使用时,尺带绕在编码器和压轮中间。在压轮的辅助下,尺带移动会带动编码器旋转,编码器发出正交脉冲。
当尺带移动时,光电编码器会发出A、B两相相位差90度的数字脉冲信号。正转时A相超前B相90度,反转时B相超前A相90度。脉冲的个数代表编码器旋转量。通过编码器发出的对脉冲计数就能计算出相应的位移,再根据编码器传动轮的直径按比例算出尺带实际移动距离。
尺带运动长度的计数修正包括以下内容:
(a). 通过上位机校准编码器系数
根据计数机构原理,尺带和编码器之间是依靠摩擦力来传动,不同尺带表面光滑程度不一样,摩擦力也不一样,导致不同尺带走一样的距离产生的编码器脉冲数不一样。这就需要不断修正编码器脉冲数与尺带实际位移的比例系数,该称为编码器系数。
图4为上位机校准编码器系数流程图,首先上位机下发命令让尺带移动1米,通过钢卷尺自动检定装置上的相机识别尺带上的刻线,可以得到尺带实际移动的距离。下位机接收来自上位机的修正值,并根据上次移动的编码器产生的脉冲数,校准出编码器脉冲数与尺带实际位移的比例系数(编码器系数)。当误差大于允许范围时,上位机下发命令让尺带移动误差距离。
(b). 通过多次移动得到适合当前尺带的编码器系数
由于每把尺带与编码器之间摩擦系数不同,每把尺带需要不同的编码器系数才能对尺带运动长度精确计算。使用预置的编码器系数,当单次移动的距离大于3米的时候,(a)中通过上位机校准编码器系数的方法可能会会出现上位机无法判断移动误差的情况。
为获取适合当前尺带的编码器系数,可以使用分多次运动的方法获取适合当前的编码器系数。图5为通过多以移动获取适合当前尺带的编码器器系数的流程图。该流程图中把移动5米分为两次来移动:第一次移动1米,通过上位机获取尺带真实移动的误差;上位机发送该误差给下位机,得到适合该尺带的编码器系数;第二次移动4米,通过上位机获取尺带真实移动的误差,再次校准适合该尺带的编码器系数。
自动对尺带施加特定拉力的控制包括:如图3所示,在检定平台1的两端有两个压紧块91,该压紧块91能在电机的控制下,进行上下运动,实现把尺带3压紧在检定平台1上,和解除压紧状态。在检定平台1的一侧,有一个拉力施加机构10,该拉力施加机构10能把把压紧的尺带3作用下实现施加特定的力值。整个流程如图6所示,首先用压紧块对尺带进行压紧,然后拉力施加机构对尺带施加力值,最后压紧块向上运动,释放尺带,达到自动对尺带施加特定力值的目的。
本发明提供的一种用于钢卷尺检定的自动收放尺控制方法和装置具有以下特点:
(1)自动放尺过程协同控制的方法:尺带计数机构配合转盘侧伺服电机来确定伺服电机旋转量;利用张力检测部件实时监测张力的大小,控制旋转拨杆侧伺服电机转矩来达到控制尺带张力。
(2)自动收尺过程协同控制的方法:根据张力检测部件实时监测张力的大小,控制转盘侧伺服电机转矩达到控制尺带张力;根据旋转一圈所需要的时间,来确定旋转拨杆的转矩,达到控制收尺速度。
(3)尺带运动长度的计数与修正方法:不同尺带表面的光滑程度不同,导致计数的系数也不同,通过上位机测量的真实值来修正编码器系数,当系数偏离允许误差的时候,通过分两次运动的流程达到修正该系数的目的。
(4)实现自动收卷尺的装置:该装置(如图1 所示)一端是能缠绕尺带的转盘,一端是能波动尺带手柄的旋转拨杆,两个电机能协同运动;靠近转盘的一侧设置了一个尺带计数机构,该机构包含编码器、压紧轮;靠近拨杆的一侧设置了一个张力传感器。
(5)自动收尺和放尺过程中尺带运动防拉断保护方法,根据张力检测部件实时监测张力的大小,如果张力持续大于设定值则停止转盘和旋转的拨杆。
(6)运动长度的计数方法:运动的尺带通过摩擦力带动尺带计数机构里面的编码器旋转,根据编码器产生的脉冲数乘以特定的比例系数(该系数称为编码器系数)来计量尺带运动的长度。
(7)自动对尺带特定拉力的方法:控制压紧机构把尺带压紧在检定平台上,控制拉力施加机构自动施加指定力值。
(8)对检定平台上的尺带自动施加力值的机构:在检定平台的两端设置了两个压紧机构,由两个由电机控制的压块组成;在检定平台的一端有一个拉力施加机构,该机构由称重传感器、电机、控制器组成。
本发明提供的一种用于钢卷尺检定的自动收放尺控制方法和装置,可以实现钢卷尺检定完全自动化,减少人力的需求,减少人共的操作给检定结果带来的误差。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于钢卷尺检定的自动收放尺控制方法,其特征在于:包括自动放尺过程协同控制和自动收尺过程协同控制,其中,所述自动放尺过程协同控制为:尺带计数机构配合转盘侧伺服电机来确定伺服电机旋转量;利用张力检测部件实时监测张力的大小,控制旋转拨杆侧伺服电机转矩来达到控制尺带张力;所述自动收尺过程协同控制为:根据张力检测部件实时监测尺带张力的大小,控制转盘侧伺服电机转矩达到控制尺带张力;根据旋转一圈所需要的时间,来确定旋转拨杆的转矩,达到控制收尺速度。
2.根据权利要求1所述的用于钢卷尺检定的自动收放尺控制方法,其特征在于:所述自动收放尺控制方法还包括尺带防拉断保护控制,根据张力检测部件实时监测张力的大小,如果张力持续大于设定值则停止转盘和旋转拨杆。
3.根据权利要求1所述的用于钢卷尺检定的自动收放尺控制方法,其特征在于:所述自动收放尺控制方法还包括尺带运动长度的计数,运动的尺带通过摩擦力带动尺带计数机构里面的编码器旋转,根据编码器产生的脉冲数乘以编码器系数来计量尺带运动的长度。
4.根据权利要求3所述的用于钢卷尺检定的自动收放尺控制方法,其特征在于:所述尺带运动长度的计数为:当尺带移动时,光电编码器发出A、B两相相位差90度的数字脉冲信号,正转时A相超前B相90度,反转时B相超前A相90度,脉冲的个数代表编码器旋转量,通过编码器发出的对脉冲计数计算出相应的位移,再根据编码器传动轮的直径按比例算出尺带实际移动距离。
5.根据权利要求3所述的用于钢卷尺检定的自动收放尺控制方法,其特征在于:所述自动收放尺控制方法还包括尺带运动长度的计数修正,通过上位机测量的真实值来修正编码器系数,当系数偏离允许误差的时候,通过分两次运动的流程达到修正该系数的目的。
6.根据权利要求5所述的用于钢卷尺检定的自动收放尺控制方法,其特征在于:所述尺带运动长度的计数修正包括以下步骤:
(a). 通过上位机校准编码器系数,上位机下发指令移动M米,上位机判断当前移动误差,上位机下发移动误差,下位机修正编码器系数,以新的编码器系数移动N米,保持编码器系数,上位机判断当前移动误差,下位机下发移动误差,下位机修正编码器系数;
(b). 通过多次移动得到适合当前尺带的编码器系数。
7.根据权利要求1所述的用于钢卷尺检定的自动收放尺控制方法,其特征在于:所述自动收放尺控制方法还包括自动对尺带施加特定拉力的控制,控制压紧机构把尺带压紧在检定平台上,控制拉力施加机构自动施加指定力值。
8.根据权利要求1所述的用于钢卷尺检定的自动收放尺控制方法,其特征在于,所述自动放尺过程协同控制包括以下步骤:
(a). 转盘侧伺服电机工作于位置模式,旋转拨杆侧伺服电机工作于转矩模式,两个电机协同动作:
转盘侧伺服电机工作于位置模式,转盘旋转带动已检定的尺带运动,并把已检定的尺带卷起来;旋转拨杆侧伺服电机工作于转矩模式,拨动着尺带盒的手柄旋转,使尺带不断从尺壳中伸出;当转盘和旋转拨杆协调不一致的时候,工作在转矩模式下旋转拨杆侧伺服电机,给绷紧的尺带一定的伸缩性,拉力通过尺带的拨杆推动电机转动;两侧利用转矩模式有利于兼容不同的尺带;
(b).利用尺带运动长度计数机构判断尺带是否移动到位:
转盘侧伺服电机工作于位置模式,带动着尺带的运动,同时尺带计数机构不断地对尺带运动的长度进行计数,当控制器检测到尺带移动到位的时候减速并停止转盘侧伺服电机,实现精确移动;
(c).根据张力检测机构反馈的尺带张力值调节旋转拨杆侧伺服电机的转矩
通过测量张力检测部件上张力辊上受到的正切力来衡量尺带张力的大小,根据张力检测机构反馈的尺带张力值来调节尺带伸出的速度,即旋转拨杆侧伺服电机的转矩大小;当检测到张力大于预定值时候,说明尺带处于绷紧状态,增大旋转拨杆侧伺服电机的转矩,达到解除绷紧状态的目的;当检测到张力小于预定值时候,说明尺带处于松动状态,减小旋转拨杆侧伺服电机的转矩,避免尺带因伸出过快而松动;
通过分段PID控制来调节旋转拨杆的转矩变小;当尺带很松的时候,需要更大的调节量,避免松动;当尺带绷紧时候,快速调整收盘转矩,以快速解除绷紧状态;分段PID控制的目的是让尺带快速达到预定的目标张力,该目标张力是保证尺带不松动的情况下,越小越好。
9.根据权利要求1所述的用于钢卷尺检定的自动收放尺控制方法,其特征在于,所述自动收尺过程协同控制包括以下步骤:
(a). 转盘侧伺服电机和旋转拨杆侧伺服电机都工作于转矩模式,两个电机协同动作:
当检定完一把尺带之后,尺带需要收回到尺壳中,称这个过程为收尺流程,收尺流程中转盘侧伺服电机和旋转拨杆侧伺服电机都使用转矩模式;其中旋转拨杆侧伺服电机为主动轮,其转矩大于转盘侧伺服电机的转矩;
(b). 根据张力检测机构反馈的尺带张力值调节转盘侧伺服电机的转矩:
收尺流程中,需要快速调整转盘侧伺服电机的转矩,以适应收尺流程中不断变化的尺带张力;根据张力检测机构反馈的尺带张力值,结合分段PID控制,调节转盘伺服电机的转矩;当尺带很松的时候,需要更大的调节量,避免松动;当尺带绷紧时候,调整转盘侧伺服电机的转矩,以解除绷紧状态;
(c). 通过调节旋转拨杆侧伺服电机的转矩加快或者减小收尺速度:
通过调节拨杆侧伺服电机的转矩能加快或者减小转盘的转速,即收尺速度;如转盘转动一周的时间大于预定值,则加大拨杆侧伺服电机的转矩,达到加快收尺目的;如转盘转动一周的时间小于预定值,则减小拨杆侧伺服电机的转矩,达到放缓收尺的目的;
(d). 通过转盘侧的光电开关结束收尺流程:
当尺带只剩最后一圈缠绕在转盘上的时候,转盘露出安装尺带的缺口,当光电开关对准缺口处时候,光电传感器探测到当前对准位置无尺带遮挡,通过这个信号判定当前收尺过程中缠绕在转盘上的尺带只剩最后一圈,感应到只剩最后一圈时候转动一圈完成收尺。
10.一种用于钢卷尺检定的自动收放尺控制装置,其特征在于:包括检定平台、转盘和旋转拨杆,所述转盘位于所述检定平台的一端,所述旋转拨杆位于所述检定平台的另一端,所述转盘连接有转盘伺服电机,所述旋转拨杆接有旋转拨杆伺服电机,所述检定平台靠近所述转盘的一端设有尺带计数机构,所述检定平台靠近所述旋转拨杆的一端设有张力检测机构和拉力施加机构,所述尺带计数机构包括编码器和压辊,所述张力检测机构包括张力辊和导向轮,所述检定平台的两端分别设有压紧机构。
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