專利名稱：一種xy精密控制平臺(tái)、控制系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械控制領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種XY精密控制平臺(tái)、控制系統(tǒng)及控制方法。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)中對(duì)設(shè)備控制的精度越來(lái)越高，控制技術(shù)趨于數(shù)字化、 智能化。作為工業(yè)的代表性技術(shù)之一的XY精密控制平臺(tái)，它是數(shù)控和電子加工設(shè)備的基本部件，它已成功實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，利用計(jì)算機(jī)控制XY平臺(tái)?，F(xiàn)有技術(shù)中，XY精密控制平臺(tái)包括一 XY平臺(tái)和一主控制箱，XY平臺(tái)包括電機(jī)。當(dāng) XY精密控制平臺(tái)開始工作時(shí)，用戶輸入的數(shù)據(jù)傳輸給主控制箱，主控制箱產(chǎn)生控制信號(hào)，電機(jī)在控制信號(hào)下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)XY平臺(tái)在二維空間上運(yùn)動(dòng)。該技術(shù)方案中XY精密控制平臺(tái)無(wú)監(jiān)測(cè)設(shè)備來(lái)監(jiān)測(cè)電機(jī)或XY平臺(tái)是否到達(dá)指定的位置，當(dāng)電機(jī)出狀況或者XY平臺(tái)運(yùn)行出問(wèn)題時(shí)，都會(huì)使得XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)位置不是目標(biāo)運(yùn)動(dòng)位置，結(jié)果導(dǎo)致XY精密控制平臺(tái)運(yùn)動(dòng)不精確。另一種現(xiàn)有技術(shù)中，XY精密控制平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)為開環(huán)控制，其包括計(jì)算機(jī)，XY平臺(tái)和主控制箱。其中，XY平臺(tái)上帶有電機(jī)。當(dāng)計(jì)算機(jī)接收到參數(shù)后，將參數(shù)傳給主控制箱， 主控制箱將運(yùn)動(dòng)命令發(fā)給XY平臺(tái)，XY平臺(tái)的電機(jī)將輸入的脈沖轉(zhuǎn)換成電機(jī)轉(zhuǎn)軸的輸出步距角，電機(jī)的輸出步數(shù)和輸入命令的脈沖數(shù)相等(電機(jī)轉(zhuǎn)軸輸出一個(gè)步距角，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一步)。每個(gè)脈沖使轉(zhuǎn)軸移動(dòng)一個(gè)步距角，并依靠電磁力矩將轉(zhuǎn)軸準(zhǔn)確地鎖定在相應(yīng)的步距位置上。電機(jī)根據(jù)期望的速度按一定的輸入脈沖頻率換相，但是開環(huán)控制方式不易保證最佳的換相時(shí)刻。高速運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)易丟失輸入脈沖，即所謂“失步”，低速時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速響應(yīng)有較大的波動(dòng)，運(yùn)行不平穩(wěn)。上述的開環(huán)控制無(wú)法保證XY平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的精度。因此需要一種運(yùn)行精度高的XY精密控制平臺(tái)、控制系統(tǒng)及控制方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種XY精密控制平臺(tái)、控制系統(tǒng)及控制方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)XY平臺(tái)運(yùn)行精度低的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，所述的控制平臺(tái)包括XY平臺(tái)和主控制箱。該XY平臺(tái)包括: 光柵尺和編碼器。所述光柵尺，用于監(jiān)測(cè)XY平臺(tái)的運(yùn)行情況，并將XY平臺(tái)的運(yùn)行結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給主控制箱；所述編碼器，用于監(jiān)測(cè)電機(jī)的運(yùn)行情況，并電機(jī)的運(yùn)行結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給主控制箱；所述主控制箱，用于接收、存儲(chǔ)、分析和傳輸XY平臺(tái)運(yùn)行的數(shù)據(jù)。其中，XY平臺(tái)包括電機(jī)，所述主控制箱傳輸XY平臺(tái)運(yùn)行的數(shù)據(jù)即是電機(jī)運(yùn)行的數(shù)據(jù)，所述主控制箱傳輸XY 平臺(tái)運(yùn)行的數(shù)據(jù)是控制電機(jī)運(yùn)行的控制信號(hào)。電機(jī)根據(jù)控制信號(hào)運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)XY平臺(tái)在二維空間上沿著X方向和Y方向運(yùn)動(dòng)。其中,所述XY平臺(tái)還包括Χ軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。所述X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，用于提供XY平臺(tái)在水平方向上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力；所述Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，用于提供XY平臺(tái)在垂直方向上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。其中，所述X軸運(yùn)行平臺(tái)與Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的位置關(guān)系不限，優(yōu)選的，Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)位于X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上。Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)與X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)大小任意，優(yōu)選的，Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)小于 X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。其中，XY精密控制平臺(tái)還包括驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器，用于根據(jù)主控制箱傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行。所述電機(jī)帶動(dòng)XY平臺(tái)在二維空間的X方向和Y方向運(yùn)動(dòng)。其中，所述的X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)均包括聯(lián)軸器和絲桿；所述聯(lián)軸器， 用于連接電機(jī)與絲桿；所述絲桿，用于將電機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。進(jìn)一步的，X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)分別有一電機(jī)，電機(jī)與聯(lián)軸器連接，聯(lián)軸器將電機(jī)的運(yùn)動(dòng)傳遞給絲桿，絲桿將電機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，最終使得XY平臺(tái)在 X方向和/或Y方向運(yùn)動(dòng)。其中，XY精密控制平臺(tái)還包括計(jì)算機(jī)，與一個(gè)或多個(gè)主控制箱連接，用于提供數(shù)據(jù)輸入的入口，并傳輸接收的數(shù)據(jù)。其中，一個(gè)計(jì)算機(jī)可以與一個(gè)或多個(gè)主控制箱連接。每個(gè)主控制箱與一個(gè)XY平臺(tái)連接，用于控制XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)。主控制箱為任意能控制設(shè)備運(yùn)行，并能獲取設(shè)備狀況的計(jì)算裝置，優(yōu)選為PLC (可編程控制器)、芯片和單片機(jī)。其中，所述計(jì)算機(jī)包括輸入裝置、傳輸裝置；所述輸入裝置，用于接收輸入的數(shù)據(jù)；所述傳輸裝置，用于傳輸數(shù)據(jù)。該計(jì)算機(jī)還可包括數(shù)據(jù)處理裝置，用于對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換成指令進(jìn)行傳輸；該計(jì)算機(jī)可以是微型機(jī)，比如PC機(jī)，也可以大型機(jī)。一種XY精密控制平臺(tái)的控制系統(tǒng)，包括總控模塊、電機(jī)閉環(huán)控制模塊和光柵尺閉環(huán)控制模塊。其中，所述總控模塊，用于處理主控制箱接收的數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生控制信號(hào)，以控制電機(jī)運(yùn)行；所述電機(jī)閉環(huán)控制模塊，用于將編碼器監(jiān)測(cè)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)情況的結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給總控模塊；所述光柵尺閉環(huán)控制模塊，用于將光柵尺檢測(cè)的XY平臺(tái)運(yùn)動(dòng)情況的結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給總控模塊。其中，所述電機(jī)閉環(huán)控制模塊，包括電機(jī)監(jiān)控模塊和電機(jī)反饋模塊；所述電機(jī)監(jiān)控模塊，用于通過(guò)編碼器監(jiān)測(cè)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況；所述電機(jī)反饋模塊，用于將電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況的結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給總控模塊。其中，所述光柵尺閉環(huán)控制模塊，包括XY平臺(tái)監(jiān)控模塊和XY平臺(tái)反饋模塊；所述 XY平臺(tái)監(jiān)控模塊，用于通過(guò)光柵尺監(jiān)測(cè)XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況；所述XY平臺(tái)反饋模塊，用于將 XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況的結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給總控模塊。其中，所述總控模塊包括數(shù)據(jù)處理模塊、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊和信號(hào)傳輸模塊；所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于接收數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，得X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)的距離及方向；所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，用于將移動(dòng)的距離轉(zhuǎn)為脈沖控制信號(hào)，移動(dòng)的方向轉(zhuǎn)為電平控制信號(hào)；所述信號(hào)傳輸模塊，用于傳輸信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊中的控制信號(hào)。 其中，所述XY精密控制平臺(tái)的控制系統(tǒng)還包括計(jì)算機(jī)控制模塊。所述計(jì)算機(jī)控制模塊，用于接收輸入的數(shù)據(jù)，并將接收的數(shù)據(jù)傳輸給總控模塊。其中，所述計(jì)算機(jī)控制模塊包括數(shù)據(jù)輸入模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊。所述數(shù)據(jù)輸入模塊，用于接收輸入的數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于將數(shù)據(jù)傳輸給總控模塊。其中，總控模塊接收的數(shù)據(jù)包括計(jì)算機(jī)控制模塊通過(guò)人機(jī)交互得到的數(shù)據(jù)、電機(jī)閉環(huán)控制模塊監(jiān)測(cè)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)情況的結(jié)果數(shù)據(jù)和光柵尺閉環(huán)控制模塊監(jiān)測(cè)的XY平臺(tái)運(yùn)動(dòng)情況的結(jié)果數(shù)據(jù)。進(jìn)一步，該計(jì)算機(jī)控制模塊與總控模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ崊f(xié)議包括但不限于串口通訊接口、網(wǎng)口、并口、USB 口協(xié)議。優(yōu)選為串口通訊接口協(xié)議。一種XY精密控制平臺(tái)的控制方法，包括:A.總控模塊接收數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，產(chǎn)生控制信號(hào)，以控制電機(jī)運(yùn)行；B.電機(jī)閉環(huán)控制模塊監(jiān)測(cè)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給總控模塊；C.光柵尺閉環(huán)控制模塊監(jiān)測(cè)XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)反饋總控模塊；D.總控模塊根據(jù)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況和XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況，判斷XY平臺(tái)是否到達(dá)指定位置；到達(dá)，則總控模塊產(chǎn)生電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)，結(jié)束；否則，返回步驟A ;所述B和C無(wú)先后順序。其中，總控模塊接收的數(shù)據(jù)包括電機(jī)閉環(huán)控制模塊和光柵尺閉環(huán)控制模塊反饋的
結(jié)果數(shù)據(jù)。其中，所述步驟A中，電機(jī)在總控模塊產(chǎn)生的控制信號(hào)下運(yùn)行，電機(jī)運(yùn)行時(shí)帶動(dòng)XY 平臺(tái)運(yùn)動(dòng)。其中，當(dāng)從步驟D中返回步驟A后，總控模塊對(duì)其所接收的反饋的結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，產(chǎn)生控制信號(hào)，以控制電機(jī)運(yùn)行。其中，所述步驟A包括A1.總控模塊接收數(shù)據(jù)；A2.總控模塊解析數(shù)據(jù)，得到XY 平臺(tái)的移動(dòng)的距離和方向；A3.總控模塊根據(jù)移動(dòng)的距離和方向，產(chǎn)生控制信號(hào)，以控制電機(jī)運(yùn)行；A4.總控模塊發(fā)送該控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器。該驅(qū)動(dòng)器，用于根據(jù)主控制箱傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行。其中，所述步驟A包括:Al’.總控模塊接收數(shù)據(jù)；A2’.總控模塊解析數(shù)據(jù)，得到X 軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的移動(dòng)的距離和方向與Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的移動(dòng)的距離和方向；A3’.總控模塊根據(jù)移動(dòng)的距離和方向，產(chǎn)生控制信號(hào)，以控制電機(jī)運(yùn)行；A4’ .總控模塊的控制信號(hào)分別傳遞給X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)中驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器和Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)中驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)器。其中，所述總控模塊接收的數(shù)據(jù)還包括計(jì)算機(jī)控制模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。其中，所述步驟Al’中，當(dāng)主控制箱中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)控制模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)時(shí)，則在執(zhí)行步驟Al’時(shí)，總控模塊接收計(jì)算機(jī)控制模塊傳輸?shù)男聰?shù)據(jù)，并覆蓋計(jì)算機(jī)控制模塊在先傳輸?shù)呐f數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)新數(shù)據(jù)。其中，所述的步驟A之后還包括B’.電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制模塊根據(jù)總控模塊控制信號(hào)控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)。其中，所述電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制模塊控制電機(jī)的方式不限。優(yōu)選的，電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制模塊通過(guò)DSP信號(hào)處理的方式控制電機(jī)。其中，所述步驟D中，總控模塊對(duì)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況和XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況做加權(quán)，判斷XY平臺(tái)是否到達(dá)指定位置。其中，所述步驟A之前還包括:A’ .計(jì)算機(jī)控制模塊接收數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸給總控豐吳塊。其中，所述步驟A’包括A’ I.數(shù)據(jù)輸入模塊接收輸入的數(shù)據(jù)；A’2.數(shù)據(jù)傳輸模塊將數(shù)據(jù)傳輸給總控模塊。其中，計(jì)算機(jī)控制模塊包括數(shù)據(jù)輸入模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊。其中，該計(jì)算機(jī)控制模塊與總控模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ崊f(xié)議包括但不限于串口通訊接口、網(wǎng)口、并口、USB 口協(xié)議。優(yōu)選為串口通訊接口協(xié)議。其中，總控模塊接收的數(shù)據(jù)包括通過(guò)計(jì)算機(jī)控制模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)、電機(jī)閉環(huán)控制模塊反饋的數(shù)據(jù)和光柵尺閉環(huán)控制模塊反饋的數(shù)據(jù)。由上可知，本發(fā)明的XY精密控制平臺(tái)通過(guò)光柵尺和編碼器來(lái)監(jiān)測(cè)XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況，使得控制平臺(tái)運(yùn)行精度更高。本發(fā)明的XY精密控制平臺(tái)的控制系統(tǒng)和控制方法，采用雙閉環(huán)的控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)反饋調(diào)節(jié)XY精密控制平臺(tái)的運(yùn)行，大大提高了控制的精度。


圖I是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中XY精密控制平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中XY平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中XY平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中XY精密控制平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中X、Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中X、Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中XY精密控制平臺(tái)的信號(hào)流向圖；圖8是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中XY精密控制平臺(tái)的信號(hào)流向圖；圖9是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中XY精密控制平臺(tái)的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中XY精密控制平臺(tái)的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中計(jì)算機(jī)控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中計(jì)算機(jī)控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中XY精密控制平臺(tái)的控制方法的流程圖；圖14是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中XY精密控制平臺(tái)的控制方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的XY精密控制平臺(tái)通過(guò)對(duì)XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)反饋調(diào)節(jié)，使得XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)更精密。針對(duì)XY精密控制平臺(tái)，本發(fā)明提出一實(shí)施例，如圖I所示。XY精密控制平臺(tái)包括 XY平臺(tái)3和主控制箱2。其中，XY平臺(tái)3包括光柵尺301和編碼器302。(I)主控制箱2，用于根據(jù)接收、存儲(chǔ)、分析和傳輸XY平臺(tái)運(yùn)行的數(shù)據(jù)。所述住控制箱2無(wú)具體限制，優(yōu)選為可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller, PLC)或芯片或單片機(jī)及外圍電路組成。(2)光柵尺301，用于監(jiān)測(cè)XY平臺(tái)3的運(yùn)行情況，并將XY平臺(tái)3的運(yùn)行結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給主控制箱2。 所述光柵尺無(wú)具體限制，市場(chǎng)上銷售的光柵尺都適用于本發(fā)明中。本實(shí)施例中的XY精密控制平臺(tái)通過(guò)光柵尺矯正，從而提高了平臺(tái)的運(yùn)行精度。(3)編碼器302，用于監(jiān)測(cè)電機(jī)的運(yùn)行情況，并電機(jī)的運(yùn)行結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給主控制箱2。
所述編碼器將信號(hào)(如比特流)或數(shù)據(jù)進(jìn)行編制、轉(zhuǎn)換為可用以通訊、傳輸和存儲(chǔ)的信號(hào)形式的設(shè)備，對(duì)其無(wú)具體限制。優(yōu)選為高精度編碼器，其至少可達(dá)16000個(gè)脈沖/圈， 直線行程分辨率為O. 15 μ m。本實(shí)施例中的編碼器可采用高精度的編碼器，從而大大提高了 XY精密控制平臺(tái)的精度。本實(shí)施例中，電機(jī)為XY平臺(tái)的一部分，電機(jī)運(yùn)行帶動(dòng)XY平臺(tái)運(yùn)行，主控制箱2傳輸XY平臺(tái)運(yùn)行的數(shù)據(jù)即傳輸電機(jī)運(yùn)行的數(shù)據(jù)。其中，主控制箱2傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為控制信號(hào)。 主控制箱2傳輸XY平臺(tái)運(yùn)行的數(shù)據(jù)，電機(jī)在主控制箱2傳輸?shù)目刂菩盘?hào)下運(yùn)行，帶動(dòng)XY平臺(tái)在二維空間上沿著X方向和Y方向運(yùn)動(dòng)。本實(shí)施例的技術(shù)方案，光柵尺和編碼器反饋電機(jī)和XY平臺(tái)的運(yùn)行情況，進(jìn)而主控制箱2根據(jù)反饋的運(yùn)行情況來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)的運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)XY平臺(tái)位置的調(diào)節(jié)。其中，光柵尺和編碼器可實(shí)現(xiàn)多次反饋，每反饋一次，主控制箱2調(diào)節(jié)一次電機(jī)的運(yùn)行，直到電機(jī)的運(yùn)行到達(dá)目標(biāo)數(shù)據(jù)為止。本方案使得XY精密控制平臺(tái)運(yùn)行更精確。針對(duì)XY平臺(tái)，本發(fā)明提出一實(shí)施例，如圖2所示。該XY平臺(tái)包括X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。其中(I)X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)31，用于提供XY平臺(tái)在水平方向上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。所述X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括電機(jī)、聯(lián)軸器、絲桿等部件，從而實(shí)現(xiàn)X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)在水平方向上平穩(wěn)運(yùn)行。(2)Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)32，用于提供XY平臺(tái)在垂直方向上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。所述Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括電機(jī)、聯(lián)軸器、絲桿等部件，從而實(shí)現(xiàn)Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)在垂直方向上平穩(wěn)運(yùn)行。本實(shí)施例中，X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)31和Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)32的位置關(guān)系無(wú)具體限制，優(yōu)選的， Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)位于X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)31上。其中，X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的大小任意。 優(yōu)選的，Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)32比X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)31小。本實(shí)施例中，Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)位于X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)之上，避免了 Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)因承載了 X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和自身的重力，使得Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)在重力的作用下向下運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致XY平臺(tái)的精度低的現(xiàn)象；本技術(shù)方案有效提高了 XY精密控制平臺(tái)的精度。針對(duì)XY平臺(tái)，本發(fā)明提出另一實(shí)施例，如圖3所示，XY平臺(tái)包括(I)X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)31，用于提供XY平臺(tái)在水平方向上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力；(2)Υ軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)32，用于提供XY平臺(tái)在垂直方向上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。本實(shí)施例中，X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)31位于Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)32—側(cè)，當(dāng)X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)31水平運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)整個(gè)XY平臺(tái)在水平方向上運(yùn)動(dòng)；當(dāng)Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)32運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)整個(gè)XY平臺(tái)在垂直方向上運(yùn)動(dòng)。本實(shí)施例的技術(shù)方案，XY平臺(tái)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減少了 X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)的負(fù)荷。圖4示出了本發(fā)明一實(shí)施例中XY精密控制平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。該XY精密控制平臺(tái)可以包含一個(gè)或多個(gè)XY平臺(tái)，該控制平臺(tái)包括(I)計(jì)算機(jī)1，用于提供輸入數(shù)據(jù)的入口，并傳輸接收的數(shù)據(jù)；所述計(jì)算機(jī)I可以是任意可輸入、處理和輸出數(shù)據(jù)的智能電子設(shè)備，例如微型計(jì)
8算機(jī)、小型計(jì)算機(jī)等。該計(jì)算機(jī)包括輸入裝置、數(shù)據(jù)處理裝置和輸出裝置。其中數(shù)據(jù)處理裝置用于接收輸入裝置輸入的數(shù)據(jù)，并處理接收的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為指令。(2)主控制箱2，用于根據(jù)接收、存儲(chǔ)、分析和傳輸XY平臺(tái)運(yùn)行數(shù)據(jù)的設(shè)備；所述主控制箱2包括但不限于單片機(jī)、單板機(jī)、PLC和芯片及外圍電路和控制程序集成的。(3)XY平臺(tái)3，用于在X、Y方向上運(yùn)行。所述XY平臺(tái)3在主控制箱2的傳輸?shù)目刂菩盘?hào)下在二維空間的X方向和Y方向上運(yùn)行。本實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)I作為人機(jī)交互接口，用于接收數(shù)據(jù)，并將接收的數(shù)據(jù)發(fā)給相應(yīng)的主控制箱2，一臺(tái)計(jì)算機(jī)I可與一個(gè)或多個(gè)主控制箱2連接；主控制箱2接收到數(shù)據(jù)后， 存儲(chǔ)、分析和傳輸XY平臺(tái)運(yùn)行的數(shù)據(jù)。XY平臺(tái)包括電機(jī)，所述主控制箱傳輸XY平臺(tái)運(yùn)行的數(shù)據(jù)即是電機(jī)運(yùn)行的數(shù)據(jù)，所述主控制箱傳輸XY平臺(tái)運(yùn)行的數(shù)據(jù)是控制電機(jī)運(yùn)行的控制信號(hào)。主控制箱2將控制信號(hào)發(fā)給XY平臺(tái)3 ；ΧΥ平臺(tái)3接收到控制信號(hào)后，電機(jī)在該控制信號(hào)下運(yùn)行，電機(jī)帶動(dòng)XY平臺(tái)3在X、Y空間上運(yùn)行。該XY平臺(tái)3優(yōu)選為圖I對(duì)應(yīng)的實(shí)施例中的XY平臺(tái)。本實(shí)施例中一臺(tái)計(jì)算機(jī)可控制一個(gè)或多個(gè)XY平臺(tái)，大大節(jié)約了成本，也使得具有多個(gè)XY平臺(tái)的XY精密控制平臺(tái)體積更小。針對(duì)XY精密控制平臺(tái)，本發(fā)明提出一實(shí)施例。XY精密控制平臺(tái)包括XY平臺(tái)、主控制箱。其中，XY平臺(tái)包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置和光柵尺。該電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)器和編碼器。該電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中的驅(qū)動(dòng)器用于根據(jù)主控制箱傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行；同時(shí)， 該電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中的編碼器用于監(jiān)測(cè)電機(jī)的運(yùn)行情況，并將電機(jī)的運(yùn)行情況的結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)給主控制箱。該光柵尺用于監(jiān)測(cè)XY平臺(tái)的運(yùn)行情況，并將XY平臺(tái)的運(yùn)行結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給主控制箱。主控制箱，用于根據(jù)接收、存儲(chǔ)、分析和傳輸XY平臺(tái)運(yùn)行數(shù)據(jù)產(chǎn)生控制信號(hào)的設(shè)備以調(diào)節(jié)電機(jī)的運(yùn)行來(lái)調(diào)節(jié)XY平臺(tái)的位置。本實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)器可根據(jù)主控制箱的指令要求，快速自動(dòng)實(shí)現(xiàn)XY平臺(tái)運(yùn)動(dòng)位移的補(bǔ)償。并且本實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)器可采用DSP采用(digital signal processing,數(shù)字信號(hào)處理)、向量控制和濾波(從一個(gè)信號(hào)中去除某些頻率分量的處理)，達(dá)到光滑和無(wú)波動(dòng)的控制。本實(shí)施例的技術(shù)方案中，主控制箱可根據(jù)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置反饋的電機(jī)的運(yùn)行情況， 光柵尺反饋的XY平臺(tái)的運(yùn)行情況，產(chǎn)生控制信號(hào)來(lái)控制電機(jī)的運(yùn)行，從而調(diào)節(jié)XY平臺(tái)的位置。本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過(guò)反饋調(diào)節(jié)，使得XY精密控制平臺(tái)的運(yùn)行精度更高。針對(duì)X、Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái),本發(fā)明提出一實(shí)施例,如圖5所示，X、Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括(I)電機(jī)303，用于提供運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。本實(shí)施例中市場(chǎng)上銷售的電機(jī)均適合本實(shí)施例中的電機(jī)，優(yōu)選為將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。(2)聯(lián)軸器304，用于連接電機(jī)303與絲桿305。本實(shí)施例中市場(chǎng)上銷售的聯(lián)軸器均適合本實(shí)施例中的聯(lián)軸器。(3)絲桿305，用于將電機(jī)303的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。本實(shí)施例中市場(chǎng)上銷售的絲桿均適合本實(shí)施例中的絲桿。
本實(shí)施例中，電機(jī)303與聯(lián)軸器304 —端連接，聯(lián)軸器304的另一端與絲桿305連接，當(dāng)電機(jī)303回旋運(yùn)動(dòng)時(shí)，聯(lián)軸器304用于將電機(jī)303的運(yùn)動(dòng)傳遞給絲桿305，絲桿305將絲桿的回旋運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)XY平臺(tái)3的運(yùn)動(dòng)。本實(shí)施例中的電機(jī)不限，可以為任意電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置，例如伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等； 本實(shí)施例的聯(lián)軸器和絲桿也不限。本實(shí)施例中的X或Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單。圖6示出了本發(fā)明X、Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖，該運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括(I)電機(jī)303，用于提供運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。(2)聯(lián)軸器304，用于連接電機(jī)303與絲桿305。(3)絲桿305，用于將電機(jī)303的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。(4)導(dǎo)軌306，用于提供XY平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的平面。本實(shí)施例中，電機(jī)303與聯(lián)軸器304—端連接，聯(lián)軸器304另一端與絲桿305連接， 當(dāng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)，聯(lián)軸器304將電機(jī)303的運(yùn)動(dòng)傳遞給絲桿305，絲桿305將絲桿的回旋運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，絲桿305帶動(dòng)XY平臺(tái)3沿著導(dǎo)軌306運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了 XY平臺(tái)在某個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)。XY平臺(tái)的方向的改變通過(guò)電機(jī)的反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。針對(duì)XY精密控制平臺(tái)的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提出另一實(shí)施例，如圖7所示，XY精密控制平臺(tái)包括計(jì)算機(jī)、主控制箱、XY平臺(tái)。所述計(jì)算機(jī)，與一個(gè)或多個(gè)主控制箱連接，用于提供數(shù)據(jù)輸入的入口，并傳輸接收的數(shù)據(jù)；所述主控制箱，用于根據(jù)接收、存儲(chǔ)、分析和傳輸XY平臺(tái)運(yùn)行數(shù)據(jù)的設(shè)備；所述XY平臺(tái)包括驅(qū)動(dòng)器、編碼器、光柵尺和電機(jī)。所述驅(qū)動(dòng)器，用于根據(jù)主控制箱傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行；所述光柵尺，用于監(jiān)測(cè)XY平臺(tái)的運(yùn)行情況，并將XY平臺(tái)的運(yùn)行結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給主控制箱；所述編碼器，用于監(jiān)測(cè)電機(jī)的運(yùn)行情況，并將電機(jī)的運(yùn)行結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給主控制箱；所述電機(jī)帶動(dòng)XY平臺(tái)在二維空間的X方向和Y方向運(yùn)行。當(dāng)計(jì)算機(jī)接收到輸入的數(shù)據(jù)后，計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)傳輸給主控制箱，主控制箱對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果數(shù)據(jù)傳輸給X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)中驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器在接收到數(shù)據(jù)后，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行，電機(jī)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)XY平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，編碼器監(jiān)測(cè)電機(jī)的運(yùn)行情況，光柵尺監(jiān)測(cè)XY平臺(tái)的運(yùn)行情況，光柵尺和編碼器分別將運(yùn)行情況的結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給主控制箱，主控制箱接收編碼器和光柵尺反饋的結(jié)果數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)、分析和傳輸數(shù)據(jù)。直到編碼器反饋的信息與主控制箱接收到的計(jì)算機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)時(shí)，也即運(yùn)動(dòng)到達(dá)指定位置，電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)。本實(shí)施例的技術(shù)方案中，XY精密控制平臺(tái)采用了反饋調(diào)節(jié)裝置來(lái)反饋該XY精密控制平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況，從而大大提高了 XY精密控制平臺(tái)的精度。針對(duì)XY精密控制平臺(tái)的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提出另一實(shí)施例，如圖8所示，XY平臺(tái)包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。該電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置用于根據(jù)控制信號(hào)控制電機(jī)的運(yùn)行和反饋電機(jī)運(yùn)行的結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給主控制箱。其中，該電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置集成了編碼器和驅(qū)動(dòng)器的功能，所述編碼器， 用于監(jiān)測(cè)電機(jī)的運(yùn)行情況，并將電機(jī)的運(yùn)行結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給主控制箱；所述驅(qū)動(dòng)器，用于根據(jù)主控制箱傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行。所述電機(jī)帶動(dòng)XY平臺(tái)在二維空間的X方向和 Y方向運(yùn)行。當(dāng)計(jì)算機(jī)接收到輸入的數(shù)據(jù)后，計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)傳輸給主控制箱，主控制箱對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)傳輸給X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)中驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器在接收到數(shù)據(jù)后，驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行，并將電機(jī)的運(yùn)行結(jié)果反饋給主控制箱，主控制箱接收驅(qū)動(dòng)裝置反饋的結(jié)果數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)、分析數(shù)據(jù)，將分析的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)給電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置以調(diào)節(jié)電機(jī)的運(yùn)行。直到電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置反饋的信息與主控制箱接收到計(jì)算機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)時(shí)，也即運(yùn)動(dòng)到達(dá)指定位置，電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)。本實(shí)施例中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置集成了驅(qū)動(dòng)器和編碼器的功能，該電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置既可用來(lái)根據(jù)控制信號(hào)來(lái)控制電機(jī)的運(yùn)行，也可用來(lái)反饋電機(jī)的運(yùn)行的結(jié)果數(shù)據(jù)。本實(shí)施例的技術(shù)方案XY精密控制平臺(tái)采用了反饋調(diào)節(jié)裝置來(lái)反饋該XY精密控制平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況，從而大大提高了 XY精密控制平臺(tái)的精度，同時(shí)，采用集成化的驅(qū)動(dòng)裝置， 既包括驅(qū)動(dòng)器的功能也包括編碼器的功能，使得XY精密控制平臺(tái)的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。針對(duì)計(jì)算機(jī)本發(fā)明提出一實(shí)施例，計(jì)算機(jī)包括(I)輸入裝置，用于接收輸入的數(shù)據(jù)；該輸入裝置為用于操作設(shè)備運(yùn)行的一種指令和數(shù)據(jù)輸入裝置。對(duì)其無(wú)具體限制。 優(yōu)選為，鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸輸入屏及其相應(yīng)的程序等組成。(2)傳輸裝置，用于傳輸數(shù)據(jù)。對(duì)該傳輸裝置無(wú)具體限制。優(yōu)選的，該傳輸裝置可通過(guò)RS232或USB接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。本實(shí)施例中，外界通過(guò)輸入裝置輸入數(shù)據(jù)，輸入裝置接收到輸入的數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)發(fā)給傳輸裝置，傳輸裝置將數(shù)據(jù)傳輸給與其相連的裝置，本發(fā)明中，與傳輸裝置相連的設(shè)備為主控制箱，傳輸裝置與主控制箱根據(jù)傳輸協(xié)議來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。圖9示出了本發(fā)明一實(shí)施例中，XY精密控制平臺(tái)的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，所示控制系統(tǒng)包括(I)總控模塊100，用于處理主控制箱接收的數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生控制信號(hào)，以控制電機(jī)運(yùn)行；所述住控制箱用于根據(jù)接收、存儲(chǔ)、分析和傳輸XY平臺(tái)運(yùn)行的數(shù)據(jù)。對(duì)其無(wú)具體限制，優(yōu)選為可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller, PLC)或芯片或單片機(jī)及外圍電路組成。(2)電機(jī)閉環(huán)控制模塊200，用于將編碼器監(jiān)測(cè)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)情況的結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給總控模塊100 ；所述編碼器用于監(jiān)測(cè)電機(jī)的運(yùn)行情況，并電機(jī)的運(yùn)行結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給主控制箱。 該編碼器是將信號(hào)(如比特流)或數(shù)據(jù)進(jìn)行編制、轉(zhuǎn)換為可用以通訊、傳輸和存儲(chǔ)的信號(hào)形式的設(shè)備，對(duì)其無(wú)具體限制。優(yōu)選為高精度編碼器，其至少可達(dá)16000個(gè)脈沖/圈，直線行程分辨率為O. 15 μ m。(3)光柵尺閉環(huán)控制模塊300，用于將光柵尺監(jiān)測(cè)的XY平臺(tái)運(yùn)動(dòng)情況的結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給總控模塊100。所述光柵尺用于監(jiān)測(cè)XY平臺(tái)3的運(yùn)行情況，并將XY平臺(tái)3的運(yùn)行結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給主控制箱2。對(duì)該光柵尺無(wú)具體限制，市場(chǎng)上銷售的光柵尺都適用于本發(fā)明中。本實(shí)施例中，總控模塊100接收到數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析處理，產(chǎn)生X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和Y軸平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的方向、距離等控制信號(hào)(比如脈沖信號(hào)、電平信號(hào)等)，以控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，電機(jī)閉環(huán)控制模塊200通過(guò)編碼器對(duì)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況發(fā)給總控模塊，光柵尺閉環(huán)控制模塊300通過(guò)光柵尺定位XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況，將XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況反饋給總控模塊，總控模塊100根據(jù)電機(jī)閉環(huán)控制模塊和光柵尺閉環(huán)控制模塊反饋情況進(jìn)行處理，產(chǎn)生新的控制信號(hào)控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)；然后，電機(jī)閉環(huán)控制模塊200和光柵尺閉環(huán)控制模塊300繼續(xù)對(duì)電機(jī)和XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行監(jiān)控；最終通過(guò)總控模塊100、電機(jī)閉環(huán)控制模塊200和光柵尺閉環(huán)控制模塊300的相互作用，實(shí)現(xiàn)XY平臺(tái)的精確定位。本實(shí)施例中，XY精密控制平臺(tái)的控制系統(tǒng)采用雙閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)機(jī)制，克服了傳統(tǒng)的開環(huán)控制無(wú)法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)以及單閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)由于XY平臺(tái)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的誤差的問(wèn)題，使得控制系統(tǒng)控制的精度更高。本技術(shù)方案XY平臺(tái)運(yùn)行更可靠，控制精度更高。圖10示出了本發(fā)明另一實(shí)施例中XY精密控制平臺(tái)的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，所示控制系統(tǒng)包括(I)計(jì)算機(jī)控制模塊000，用于接收輸入的數(shù)據(jù)，并傳輸接收的數(shù)據(jù)(2)總控模塊100，用于處理主控制箱接收的數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生控制信號(hào)，以控制電機(jī)運(yùn)行；(3)電機(jī)閉環(huán)控制模塊200，用于將編碼器監(jiān)測(cè)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)情況的結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給總控模塊100 ；(4)光柵尺閉環(huán)控制模塊300，用于將光柵尺監(jiān)測(cè)的XY平臺(tái)運(yùn)動(dòng)情況的結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給總控模塊100。本實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)控制模塊000在接收到外界輸入的數(shù)據(jù)后，根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸給總控模塊100，總控模塊100接收到數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析處理，產(chǎn)生X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和Y軸平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的方向、距離等控制信號(hào)以控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，電機(jī)帶動(dòng)X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，電機(jī)閉環(huán)控制模塊200通過(guò)編碼器對(duì)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行定位，將電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況發(fā)給總控模塊，光柵尺閉環(huán)控制模塊300通過(guò)光柵尺定位XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況，將XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況反饋給總控模塊100，總控模塊100根據(jù)電機(jī)閉環(huán)控制模塊 200和光柵尺閉環(huán)控制模塊300反饋的情況進(jìn)行處理，產(chǎn)生新的控制信號(hào)以控制電機(jī)運(yùn)行； 然后，電機(jī)閉環(huán)控制模塊200與光柵尺閉環(huán)控制模塊300繼續(xù)對(duì)電機(jī)和XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行監(jiān)控；最終通過(guò)總控模塊100、電機(jī)閉環(huán)控制模塊200和光柵尺閉環(huán)控制模塊300的相互作用，實(shí)現(xiàn)XY平臺(tái)的精確定位。本實(shí)施例，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制模塊實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互控制XY精密控制平臺(tái)，該控制系統(tǒng)采用雙閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)機(jī)制，克服了傳統(tǒng)的開環(huán)控制無(wú)法對(duì)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)以及單閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)由于XY平臺(tái)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的誤差的問(wèn)題，使得控制系統(tǒng)控制的精度更高。本實(shí)施例的技術(shù)方案使得XY平臺(tái)運(yùn)行精度更高。本控制系統(tǒng)還包括一電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制模塊，用于根據(jù)控制信號(hào)控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)；針對(duì)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制模塊，本發(fā)明提出一實(shí)施例，電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制模塊，利用驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。其中，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)脈沖信號(hào)和電平信號(hào)驅(qū)動(dòng)、控制電機(jī)運(yùn)行，電機(jī)帶動(dòng)XY平臺(tái)運(yùn)行。其中，所述的脈沖信號(hào)和電平信號(hào)是主控制箱2傳輸?shù)目刂菩盘?hào)。電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制模塊可采用任意的信號(hào)處理方式來(lái)控制電機(jī)。本實(shí)施例中，信號(hào)處理方式優(yōu)選為DSP(digital signal processing,數(shù)字信號(hào)處理)，使得對(duì)電機(jī)的控制達(dá)到光滑、無(wú)波動(dòng)的控制，使得控制系統(tǒng)更穩(wěn)定，從而使得控制的精度更高。針對(duì)電機(jī)閉環(huán)控制模塊，本發(fā)明提出一實(shí)施例，電機(jī)閉環(huán)控制模塊，用于將電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況通過(guò)編碼器反饋給總控模塊。然后，總控模塊再對(duì)反饋的電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行處理。該編碼器不限，包括但不限于增量式編碼器和絕對(duì)式編碼器。該編碼器可以實(shí)時(shí)定位電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況，并將電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況反饋給總控模塊，總控模塊控制控制電機(jī)，使得控制系統(tǒng)每隔10 50 μ s刷新一次電流，從而使得系統(tǒng)的控制精度聞。針對(duì)電機(jī)閉環(huán)控制模塊，本發(fā)明提出另一實(shí)施例，電機(jī)閉環(huán)控制模塊，用于將電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置反饋給總控模塊。該電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置可對(duì)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況實(shí)時(shí)監(jiān)控，并將電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況反饋給總控模塊。然后，總控模塊再對(duì)反饋的電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行處理。其中，該電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包括編碼器和驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器，用于根據(jù)主控制箱傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行；所述編碼器，用于監(jiān)測(cè)反饋電機(jī)的運(yùn)動(dòng)結(jié)果，并將電機(jī)的運(yùn)行結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給主控制箱。本實(shí)施例的電機(jī)閉環(huán)控制模塊結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使得控制系統(tǒng)模塊化程度更高。針對(duì)電機(jī)閉環(huán)控制模塊，本發(fā)明提出另一實(shí)施例，該電機(jī)閉環(huán)控制模塊包括電機(jī)監(jiān)控模塊和電機(jī)反饋模塊。其中(I)電機(jī)監(jiān)控模塊，用于通過(guò)編碼器監(jiān)測(cè)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況。所述編碼器，用于監(jiān)測(cè)電機(jī)的運(yùn)行情況，并電機(jī)的運(yùn)行結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給主控制箱。 所述編碼器將信號(hào)(如比特流)或數(shù)據(jù)進(jìn)行編制、轉(zhuǎn)換為可用以通訊、傳輸和存儲(chǔ)的信號(hào)形式的設(shè)備，對(duì)其無(wú)具體限制。優(yōu)選為高精度編碼器，其至少可達(dá)16000個(gè)脈沖/圈，直線行程分辨率為O. 15 μ m。(2)電機(jī)反饋模塊，用于將電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況的結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給總控模塊。所述電機(jī)為市場(chǎng)上銷售的任意的電機(jī)。本實(shí)施例中，電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況通過(guò)監(jiān)控和反饋，準(zhǔn)確的將電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況反饋給總控模塊，以便總控模塊根據(jù)反饋情況調(diào)節(jié)XY平臺(tái)的位置。針對(duì)光柵尺閉環(huán)控制模塊，本發(fā)明提出一實(shí)施例，該光柵尺閉環(huán)控制模塊，包括XY 平臺(tái)監(jiān)控模塊和XY平臺(tái)反饋模塊；(I)XY平臺(tái)監(jiān)控模塊，用于通過(guò)光柵尺監(jiān)測(cè)XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況。(2)XY平臺(tái)反饋模塊，用于將XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況的結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給總控模塊。本實(shí)施例中，XY平臺(tái)的運(yùn)行通過(guò)XY平臺(tái)監(jiān)控模塊進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過(guò)XY平臺(tái)反饋模塊反饋給總控模塊，總控模塊根據(jù)反饋結(jié)果調(diào)節(jié)電機(jī)的運(yùn)行，從而達(dá)到精確控制的目的。針對(duì)計(jì)算機(jī)控制模塊，本發(fā)明提出一實(shí)施例，如圖11所示，計(jì)算機(jī)控制模塊包括(I)數(shù)據(jù)輸入模塊010，用于接收輸入的數(shù)據(jù)。(2)數(shù)據(jù)傳輸模塊020，用于傳輸接收的數(shù)據(jù)。本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)輸入模塊010接收到輸入的數(shù)據(jù)后，由數(shù)據(jù)傳輸模塊020根據(jù)串口協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸給總控模塊。該數(shù)據(jù)輸入模塊010接收的數(shù)據(jù)包括但不限于XY平臺(tái)移動(dòng)的距離和方向，XY平臺(tái)包括X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。本實(shí)施例的技術(shù)方案中，計(jì)算機(jī)控制模塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,能夠?qū)斎氲臄?shù)據(jù)迅速響應(yīng)， 傳輸?shù)娇偪啬K中，提高了傳輸效率。針對(duì)計(jì)算機(jī)控制模塊，本發(fā)明提出另一實(shí)施例，如圖12所示，計(jì)算機(jī)控制模塊包括(I)數(shù)據(jù)輸入模塊010，用于接收輸入的數(shù)據(jù)。
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(2)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊030，用于存儲(chǔ)接收到的數(shù)據(jù)。(3)連接檢測(cè)模塊040，用于檢測(cè)計(jì)算機(jī)控制模塊與主控模塊的連接是否正常。(4)數(shù)據(jù)傳輸模塊020，用于傳輸存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)輸入模塊010接收到輸入的數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊030 ;連接檢測(cè)模塊040檢測(cè)計(jì)算機(jī)控制模塊與主控模塊連接是否正常，如果連接正常， 數(shù)據(jù)傳輸模塊020將數(shù)據(jù)傳輸給主控模塊；如果連接不正常，給出連接不正常的提示，并且連接檢測(cè)模塊040實(shí)時(shí)檢測(cè)，直到連接正常后，數(shù)據(jù)傳輸模塊020再將數(shù)據(jù)傳輸給主控模塊。本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)傳輸模塊020可以采用串口通信，也可采用并口通信；可使用單工傳輸數(shù)據(jù)，也可使用全雙工傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)需要信息反饋給計(jì)算機(jī)控制模塊時(shí)，采用全雙工傳輸數(shù)據(jù)。本實(shí)施例中的技術(shù)方案能夠檢測(cè)設(shè)備的連接狀況，給出連接狀態(tài)提示，當(dāng)連接不正常時(shí)，實(shí)時(shí)檢測(cè)，使得故障檢測(cè)自動(dòng)化，連接正常后立即傳輸數(shù)據(jù)，不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕布礊閄Y平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制精度提供了保障。針對(duì)總控模塊，本發(fā)明提出一實(shí)施例，所示總控模塊包括(I)數(shù)據(jù)處理模塊，用于接收數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，得X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)的距離及方向。(2)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，用于將距離轉(zhuǎn)為脈沖信號(hào)，方向轉(zhuǎn)為電平信號(hào)。(3)信號(hào)傳輸模塊，用于傳輸信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊中的控制信號(hào)。本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理模塊與信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊連接，信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊與信號(hào)傳輸模塊連接。數(shù)據(jù)處理模塊接收到數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，得到X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)的距離及方向，然后由信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)的距離轉(zhuǎn)為脈沖信號(hào)，方向轉(zhuǎn)為電平信號(hào)，信號(hào)傳輸模塊將這些信號(hào)發(fā)給電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制模塊。其中，X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向由電平信號(hào)的高低來(lái)決定；x軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)距離等由脈沖信號(hào)決定。本實(shí)施例給出一具體的實(shí)施方式如果計(jì)算機(jī)控制界面上接受到輸入的1000 μ m的距離，將該距離傳輸給總控模塊，總控模塊對(duì)該距離進(jìn)行解析，得到8000個(gè)脈沖信號(hào)，信號(hào)傳輸模塊通過(guò)I/O接口將該脈沖信號(hào)傳輸給電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制模塊。圖13示出了本發(fā)明一實(shí)施例中XY精密控制平臺(tái)的控制方法的流程圖，該控制方法包括SI.總控模塊接收數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，產(chǎn)生控制信號(hào)，以控制電機(jī)運(yùn)行。S2.電機(jī)閉環(huán)控制模塊監(jiān)測(cè)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給總控模塊。S3.光柵尺閉環(huán)控制模塊監(jiān)控XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給總控模塊。S4.總控模塊根據(jù)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況和XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況，判斷XY平臺(tái)是否到達(dá)指
定位置。到達(dá)，則總控模塊產(chǎn)生電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)，結(jié)束；否則，返回步驟SI ;其中步驟S2和S3無(wú)先后順序。本實(shí)施例中的步驟SI中，電機(jī)在總控模塊產(chǎn)生的控制信號(hào)下運(yùn)動(dòng)，電機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)XY平臺(tái)一起運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，XY平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了在X方向和Y方向移動(dòng)。其中，總控模塊接收的數(shù)據(jù)包括電機(jī)閉環(huán)控制模塊和光柵尺閉環(huán)控制模塊監(jiān)測(cè)的結(jié)果數(shù)據(jù)。本實(shí)施例基于圖I到圖6所示的實(shí)施例。本實(shí)施例的XY精密控制平臺(tái)的控制方法，采用雙閉環(huán)反饋對(duì)電機(jī)的運(yùn)行和XY平臺(tái)進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)偏差時(shí)，經(jīng)過(guò)雙閉環(huán)反饋，可彌補(bǔ)運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)的偏差，本技術(shù)方案使得XY精密控制平臺(tái)的控制更加精確。針對(duì)本XY精密控制平臺(tái)的控制方法，發(fā)明提出另一實(shí)施例中，該控制方法包括S0.計(jì)算機(jī)控制模塊接收數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸給總控模塊。SI.總控模塊接收數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，產(chǎn)生控制信號(hào)，以控制電機(jī)的運(yùn)行。S2.電機(jī)閉環(huán)控制模塊監(jiān)測(cè)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果發(fā)給總控模塊；S3.光柵尺閉環(huán)控制模塊監(jiān)控XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給總控模塊。S4.總控模塊根據(jù)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況和XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況，判斷XY平臺(tái)是否到達(dá)指
定位置。到達(dá)，則總控模塊產(chǎn)生電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)，結(jié)束；否則，返回步驟SI，其中， 步驟S2和S3無(wú)先后順序。本實(shí)施例基于圖I到圖6所示的實(shí)施例。本實(shí)施例中，總控模塊接收的數(shù)據(jù)包括電機(jī)閉環(huán)控制模塊和光柵尺閉環(huán)控制模塊監(jiān)測(cè)的結(jié)果數(shù)據(jù)，和計(jì)算機(jī)控制模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。本實(shí)施例的XY精密控制平臺(tái)的控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)控制模式。同時(shí)采用雙閉環(huán)反饋對(duì)電機(jī)的運(yùn)行和XY平臺(tái)進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)， 當(dāng)運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)偏差時(shí)，經(jīng)過(guò)雙閉環(huán)反饋，可彌補(bǔ)運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)的偏差，本技術(shù)方案使得XY精密控制平臺(tái)的控制更加精確。圖14示出了本發(fā)明另一實(shí)施例中XY精密控制平臺(tái)的控制方法的流程圖，該控制方法包括S0.計(jì)算機(jī)控制模塊接收數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸給總控模塊；SI.總控模塊接收數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，產(chǎn)生控制信號(hào)，以控制電機(jī)的運(yùn)行。S2’.電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制模塊根據(jù)控制信號(hào)控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)。S2.電機(jī)閉環(huán)控制模塊監(jiān)測(cè)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果發(fā)給總控模塊。S3.光柵尺閉環(huán)控制模塊監(jiān)控XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給總控模塊。S4.總控模塊根據(jù)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況和XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況，判斷XY平臺(tái)是否到達(dá)指
定位置。到達(dá)，則總控模塊產(chǎn)生電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)，結(jié)束；否則，返回步驟SI ;其中， 步驟S2和步驟S3無(wú)先后順序。本實(shí)施例基于圖I到圖6所示的實(shí)施例。本實(shí)施例中，總控模塊接收的數(shù)據(jù)包括電機(jī)閉環(huán)控制模塊和光柵尺閉環(huán)控制模塊監(jiān)測(cè)的結(jié)果數(shù)據(jù)，和計(jì)算機(jī)控制模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。本實(shí)施例的XY精密控制平臺(tái)的控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)控制模式。電機(jī)運(yùn)動(dòng)模塊控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)采用雙閉環(huán)反饋對(duì)電機(jī)的運(yùn)行和XY平臺(tái)進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)偏差時(shí)，經(jīng)過(guò)雙閉環(huán)反饋，可彌補(bǔ)運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)的偏差，本技術(shù)方案使得XY精密控制平臺(tái)的控制更加精確。針對(duì)總控模塊接收到反饋的運(yùn)動(dòng)情況后的處理方式，本發(fā)明提出一實(shí)施例，總控模塊收到電機(jī)閉環(huán)控制模塊反饋的電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況和光柵尺閉環(huán)控制模塊反饋的XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況后，取兩者運(yùn)動(dòng)的均值，如果均值與輸入的位移相等時(shí)，則總控模塊發(fā)出電機(jī)停止運(yùn)行的控制信號(hào)；如果均值與輸入的位移不相等時(shí)，則總控模塊根據(jù)上述的均值，發(fā)出新控制信號(hào)，以控制電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行；該控制信號(hào)包括但不限于電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行的位移的距離和位移的方向。本實(shí)施例的技術(shù)方案采用兩個(gè)反饋值的均值作為總控模塊反饋調(diào)節(jié)的比較值，根據(jù)均值原理可知，該均值可代表整體的運(yùn)行情況，從而避免了單個(gè)反饋調(diào)節(jié)出現(xiàn)較大誤差的可能性，有效的提高了整個(gè)XY精密控制平臺(tái)的控制精度。針對(duì)總控模塊接收到反饋的運(yùn)動(dòng)情況后的處理方式，本發(fā)明提出另一實(shí)施例，總控模塊收到電機(jī)閉環(huán)控制模塊反饋的電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況和光柵尺閉環(huán)控制模塊反饋的XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況后，取兩者運(yùn)動(dòng)位移較大的值作為比較值，如果比較值與輸入的位移相等時(shí)， 則總控模塊發(fā)出電機(jī)停止運(yùn)行的控制信號(hào)；如果比較值與輸入的位移不相等時(shí)，則總控模塊根據(jù)上述的比較值，發(fā)出新的控制信號(hào)，以控制電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行；該控制信號(hào)包括但不限于電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行的位移的距離和位移的方向。本實(shí)施例的技術(shù)方案采用兩個(gè)反饋值中較大的一個(gè)作為總控模塊反饋調(diào)節(jié)的比較值，防止某個(gè)反饋模塊出現(xiàn)問(wèn)題而影響整體的反饋調(diào)節(jié)，有效的提高了整個(gè)XY精密控制平臺(tái)的控制精度。針對(duì)步驟S0，本發(fā)明提出一實(shí)施例。步驟SO包括步驟SOI.數(shù)據(jù)輸入模塊接收輸入的數(shù)據(jù)。步驟S02.數(shù)據(jù)傳輸模塊將數(shù)據(jù)通過(guò)串行通信接口傳輸給總控模塊。本實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)控制模塊包括數(shù)據(jù)輸入模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊。外界通過(guò)外圍設(shè)備輸入數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)控制模塊接收數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過(guò)串口通信接口傳輸給總控模塊。外圍設(shè)備包括但不限于鼠標(biāo)、鍵盤。該數(shù)據(jù)傳輸可以采用單工數(shù)據(jù)傳輸模式，也可采用全雙工數(shù)據(jù)傳輸模式。當(dāng)需要總控模塊將XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況反饋給計(jì)算機(jī)時(shí)，可采用全雙工數(shù)據(jù)傳輸模式；當(dāng)只需要計(jì)算機(jī)控制模塊將數(shù)據(jù)傳輸給總控模塊時(shí)，可采用單工數(shù)據(jù)傳輸模式。針對(duì)步驟S0，本發(fā)明提出另一實(shí)施例。步驟SO包括步驟SOI’ .計(jì)算機(jī)控制模塊接收輸入的數(shù)據(jù)。步驟S02’ .計(jì)算機(jī)控制模塊存儲(chǔ)接收到的數(shù)據(jù)。步驟S03’ .計(jì)算機(jī)控制模塊檢測(cè)計(jì)算機(jī)控制模塊與主控模塊的連接是否正常；如果連接不正常，則提示連接異常；如果連接正常，則進(jìn)入步驟S04’。步驟S04’ .計(jì)算機(jī)控制模塊用于傳輸存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。本實(shí)施例中，外界通過(guò)外圍設(shè)備輸入數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)控制模塊接收數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，此時(shí)計(jì)算機(jī)控制模塊檢測(cè)計(jì)算機(jī)控制模塊與主控模塊的連接是否正常；如果連接不正常，則提示連接異常，等待連接正常；如果連接正常，計(jì)算機(jī)控制模塊用于傳輸存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。外圍設(shè)備包括但不限于鼠標(biāo)、鍵盤。本實(shí)施例的技術(shù)方案通過(guò)將數(shù)據(jù)先存儲(chǔ)，然后檢測(cè)連接是否正常，可以避免連接不正常，而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，從而導(dǎo)致總控模塊處理的誤差。同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)斷電后數(shù)據(jù)的保持，當(dāng)一切恢復(fù)正常時(shí)，數(shù)據(jù)重新傳輸給總控模塊，提高了 XY精密控制平臺(tái)控制的可靠性。針對(duì)上述步驟SI，本發(fā)明提出一實(shí)施例，所述步驟SI包括步驟Sll.總控模塊接收數(shù)據(jù)。
步驟S12.總控模塊解析數(shù)據(jù)，得到XY平臺(tái)的移動(dòng)的距離和方向。步驟S13.總控模塊根據(jù)XY平臺(tái)的移動(dòng)的距離和方向，產(chǎn)生控制信號(hào)，以控制電機(jī)運(yùn)行。步驟S14.總控模塊發(fā)送該控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器。本實(shí)施例中，總控模塊接收的數(shù)據(jù)包括電機(jī)閉環(huán)控制模塊和光柵尺閉環(huán)控制模塊反饋的結(jié)果數(shù)據(jù)，和計(jì)算機(jī)控制模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)?？偪啬K將控制信號(hào)發(fā)送給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行，電機(jī)帶動(dòng)XY平臺(tái)運(yùn)動(dòng)?？偪啬K接收的數(shù)據(jù)可以是電機(jī)閉環(huán)控制模塊和光柵尺閉環(huán)控制模塊反饋的運(yùn)動(dòng)情況的數(shù)據(jù)，也可以是計(jì)算機(jī)控制模塊發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)。總控模塊接到數(shù)據(jù)后，開始對(duì)數(shù)據(jù)分析解析，得到XY平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)的距離和方向，然后將距離和方向轉(zhuǎn)換成控制信號(hào)，最后將這些控制信號(hào)發(fā)給驅(qū)動(dòng)器以控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)。針對(duì)步驟SI本發(fā)明提出另一實(shí)施例，所述步驟SI包括步驟SlT .總控模塊接收數(shù)據(jù)。步驟S12’ .總控模塊解析數(shù)據(jù)，得到X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的位移的距離和方向與Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的位移的距離和方向。步驟S13’ .總控模塊根據(jù)移動(dòng)的距離和方向，產(chǎn)生控制信號(hào)，以控制電機(jī)運(yùn)行。步驟S14’.總控模塊的控制信號(hào)分別傳遞給X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)中驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器和Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)中驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器。本實(shí)施例中，總控模塊接收的數(shù)據(jù)包括計(jì)算機(jī)控制模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和電機(jī)閉環(huán)控制模塊和光柵尺閉環(huán)控制模塊反饋的結(jié)果數(shù)據(jù)?？偪啬K接收到計(jì)算機(jī)控制模塊傳輸來(lái)的新的數(shù)據(jù)后，覆蓋原有的舊數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)新的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析解析，得到X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的位移的距離和方向與Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的位移的距離和方向，然后，根據(jù)移動(dòng)的距離和方向， 產(chǎn)生控制信號(hào)，并將控制信號(hào)分別傳遞給X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)器和Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)器， 而后電機(jī)閉環(huán)控制模塊和光柵尺閉環(huán)控制模塊分別將監(jiān)測(cè)的結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給總控模塊。本實(shí)施例中，距離的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈沖的個(gè)數(shù)，方向的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為電平的高低。本實(shí)施例中，當(dāng)主控制箱中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)控制模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)時(shí)，則在執(zhí)行步驟 sir時(shí)，總控模塊接收計(jì)算機(jī)控制模塊傳輸?shù)男聰?shù)據(jù)，并覆蓋計(jì)算機(jī)控制模塊在先傳輸?shù)呐f數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)新數(shù)據(jù)。本技術(shù)方案使得XY精密控制平臺(tái)能夠自動(dòng)清理數(shù)據(jù)，同時(shí)，具備記憶的功能，也即斷電或故障時(shí)，數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，當(dāng)控制平臺(tái)恢復(fù)正常時(shí)，繼續(xù)執(zhí)行斷電或故障前的操作。另外，總控模塊對(duì)X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)分別獨(dú)立進(jìn)行控制，根據(jù)反饋的信息分別獨(dú)立進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得兩個(gè)平臺(tái)的運(yùn)行互不干擾，提高了模塊的獨(dú)立性，從而也可避免模塊內(nèi)信號(hào)傳遞的干擾而產(chǎn)生的誤差，進(jìn)而提高了 XY精密控制平臺(tái)的控制精度。針對(duì)步驟S2’本發(fā)明提出一實(shí)施例，步驟S2’.電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制模塊根據(jù)控制信號(hào)控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制模塊接收到控制信號(hào)后，驅(qū)動(dòng)器便驅(qū)動(dòng)電機(jī)按照控制信號(hào)來(lái)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)總控模塊解析得XY平臺(tái)移動(dòng)的距離為零時(shí)，產(chǎn)生的控制信號(hào)為電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)。當(dāng)總控模塊解析得到XY平臺(tái)移動(dòng)的距離為非零時(shí)，產(chǎn)生的控制信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)器控制電機(jī)在二維空間的X方向和Y方向運(yùn)動(dòng)。電機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)XY平臺(tái)運(yùn)動(dòng)。本實(shí)施例中,驅(qū)動(dòng)器控制電機(jī)優(yōu)選為采用DSP (Digital Signal Processing,數(shù)字信號(hào)處理)信號(hào)處理的方式控制電機(jī)，使得控制信號(hào)和電機(jī)的運(yùn)動(dòng)幾乎同步，從而提高了 XY精密控制平臺(tái)控制的效率，也即完成相同的工作量，使用的時(shí)間更短。針對(duì)步驟S4，本發(fā)明提出一實(shí)施例，總控模塊根據(jù)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況和XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況，判斷XY平臺(tái)是否到達(dá)指定位置；到達(dá)，則總控模塊產(chǎn)生電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)， 結(jié)束；否則，返回步驟SI。本實(shí)施例中，總控模塊接收到電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況m和XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況η的數(shù)據(jù)后，對(duì)接收的數(shù)據(jù)做加權(quán)，分析得到的位置為Ζ，其中Z = kl*m+k2*n，kl和 k2均為常數(shù)。本實(shí)施例中，根據(jù)電機(jī)和絲桿的運(yùn)行精度及其編碼器和光柵尺的精度來(lái)設(shè)定不同的kl和k2，對(duì)反饋的位置數(shù)據(jù)做加權(quán)，從而能夠保證整體控制上的精確性。針對(duì)步驟S4，本發(fā)明提出另一實(shí)施例，總控模塊根據(jù)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況和XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況，判斷XY平臺(tái)是否到達(dá)指定位置；到達(dá)，則總控模塊產(chǎn)生電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)，結(jié)束；否則，返回步驟SI。本實(shí)施例中，總控模塊接收到電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況m和XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況η的數(shù)據(jù)后，將接收的數(shù)據(jù)中最大的作為總控模塊反饋調(diào)節(jié)的位置，也即XY平臺(tái)的位置，例如電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況ml和XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況nl，總控模塊分析得到的XY平臺(tái)的位置Zl為
權(quán)利要求
1. 一種XY精密控制平臺(tái)，包括XY平臺(tái)和主控制箱，其特征在于，所述XY平臺(tái)包括光柵尺和編碼器；所述光柵尺，用于監(jiān)測(cè)XY平臺(tái)的運(yùn)行情況，并將XY平臺(tái)的運(yùn)行結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給主控制所述編碼器，用于監(jiān)測(cè)電機(jī)的運(yùn)行情況，并將電機(jī)的運(yùn)行結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給主控制箱； 所述主控制箱，用于接收、存儲(chǔ)、分析和傳輸XY平臺(tái)運(yùn)行的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的XY精密控制平臺(tái)，其特征在于，所述XY平臺(tái)還包括x軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)；所述X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，用于提供XY平臺(tái)在水平方向上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力；所述Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，用于提供XY平臺(tái)在垂直方向上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力；所述Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)位于X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的XY精密控制平臺(tái)，其特征在于，所述控制平臺(tái)還包括驅(qū)動(dòng)器；所述驅(qū)動(dòng)器，用于根據(jù)主控制箱傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行；所述電機(jī)帶動(dòng)XY平臺(tái)在二維空間的X方向和Y方向運(yùn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的XY精密控制平臺(tái)，其特征在于，所述X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)均包括聯(lián)軸器和絲桿；所述聯(lián)軸器，用于連接電機(jī)與絲桿；所述絲桿，用于將電機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2或4所述的XY精密控制平臺(tái)，其特征在于，所述控制平臺(tái)還包括計(jì)算機(jī)，與一個(gè)或多個(gè)主控制箱連接，用于提供數(shù)據(jù)輸入的入口，并傳輸接收的數(shù)據(jù)。
6.一種基于權(quán)利要求I所述的XY精密控制平臺(tái)的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括總控模塊、電機(jī)閉環(huán)控制模塊和光柵尺閉環(huán)控制模塊；所述總控模塊，用于處理主控制箱接收的數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生控制信號(hào)，以控制電機(jī)運(yùn)行；所述電機(jī)閉環(huán)控制模塊，用于將編碼器監(jiān)測(cè)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)情況的結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給總控模塊；所述光柵尺閉環(huán)控制模塊，用于將光柵尺監(jiān)測(cè)的XY平臺(tái)運(yùn)動(dòng)情況的結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給總控模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的XY精密控制平臺(tái)的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)閉環(huán)控制模塊，包括電機(jī)監(jiān)控模塊和電機(jī)反饋模塊；所述電機(jī)監(jiān)控模塊，用于通過(guò)編碼器監(jiān)測(cè)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況；所述電機(jī)反饋模塊，用于將電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況的結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給總控模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的XY精密控制平臺(tái)的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述光柵尺閉環(huán)控制模塊，包括XY平臺(tái)監(jiān)控模塊和XY平臺(tái)反饋模塊；所述XY平臺(tái)監(jiān)控模塊，用于通過(guò)光柵尺監(jiān)測(cè)XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況；所述XY平臺(tái)反饋模塊，用于將XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況的結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給總控模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的XY精密控制平臺(tái)的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述總控模塊包括數(shù)據(jù)處理模塊、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊和信號(hào)傳輸模塊；所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于接收數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，得X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)的距離及方向；所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，用于將移動(dòng)的距離轉(zhuǎn)為脈沖控制信號(hào)，移動(dòng)的方向轉(zhuǎn)為電平控制信號(hào);所述信號(hào)傳輸模塊，用于傳輸信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊中的控制信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9任一項(xiàng)所述的XY精密控制平臺(tái)的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括計(jì)算機(jī)控制模塊，該模塊用于接收輸入的數(shù)據(jù)，并將接收的數(shù)據(jù)傳輸給總控豐吳塊。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的XY精密控制平臺(tái)的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)控制模塊包括數(shù)據(jù)輸入模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述數(shù)據(jù)輸入模塊，用于接收輸入的數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于將數(shù)據(jù)傳輸給總控模塊。
12.一種基于權(quán)利要求6所述的XY精密控制平臺(tái)的控制方法，其特征在于，所述方法包括A.總控模塊接收數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，產(chǎn)生控制信號(hào)，以控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)；B.電機(jī)閉環(huán)控制模塊監(jiān)測(cè)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給總控模塊；C.光柵尺閉環(huán)控制模塊監(jiān)測(cè)XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)反饋總控模塊；D.總控模塊根據(jù)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況和XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況，判斷XY平臺(tái)是否到達(dá)指定位置；到達(dá)，則總控模塊產(chǎn)生電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)，結(jié)束；否則，返回步驟A ;所述B和C無(wú)先后順序。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的XY精密控制平臺(tái)的控制方法，其特征在于，所述步驟A包括Al.總控模塊接收數(shù)據(jù)；A2.總控模塊解析數(shù)據(jù)，得到XY平臺(tái)的移動(dòng)的距離和方向；A3.總控模塊根據(jù)XY平臺(tái)的移動(dòng)的距離和方向，產(chǎn)生控制信號(hào)，以控制電機(jī)運(yùn)行；A4.總控模塊發(fā)送該控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的XY精密控制平臺(tái)的控制方法，其特征在于，所述的步驟A 之后還包括B’ .電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制模塊根據(jù)總控模塊控制信號(hào)控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的XY精密控制平臺(tái)的控制方法，其特征在于，所述電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制模塊通過(guò)DSP信號(hào)處理的方式控制電機(jī)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的XY精密控制平臺(tái)的控制方法，其特征在于，所述步驟D中， 總控模塊對(duì)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況和XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況做加權(quán)，判斷XY平臺(tái)是否到達(dá)指定位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求12至16任一項(xiàng)所述的XY精密控制平臺(tái)的控制方法，其特征在于，所述步驟A之前還包括A’ .計(jì)算機(jī)控制模塊接收數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸給總控模塊。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的XY精密控制平臺(tái)的控制方法，其特征在于，所述步驟A’包括A’ I.計(jì)算機(jī)控制模塊接收輸入的數(shù)據(jù)；A’ 2.計(jì)算機(jī)控制模塊將數(shù)據(jù)傳輸給總控模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及機(jī)械控制領(lǐng)域，提供了一種XY精密控制平臺(tái)、控制系統(tǒng)及控制方法。所述控制平臺(tái)包括XY平臺(tái)和主控制箱。所述控制系統(tǒng)包括總控模塊、電機(jī)閉環(huán)控制模塊和光柵尺閉環(huán)控制模塊。所述控制方法包括A.總控模塊接收數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，產(chǎn)生控制信號(hào)，以控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)；B.電機(jī)閉環(huán)控制模塊監(jiān)測(cè)反饋電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況；C.光柵尺閉環(huán)控制模塊監(jiān)測(cè)反饋XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況；D.總控模塊根據(jù)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況和XY平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況，判斷XY平臺(tái)是否到達(dá)指定位置；到達(dá)，則總控模塊產(chǎn)生電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)，結(jié)束；否則，返回步驟A；所述B和C無(wú)先后順序。本發(fā)明的技術(shù)方案使得XY精密控制平臺(tái)的運(yùn)行精度高。
文檔編號(hào)G05B19/19GK102591254SQ20121007116
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月16日
發(fā)明者盛司潼 申請(qǐng)人:盛司潼