[发明专利]一种正负十分之一毫米级间隙动态测量控制系统与控制方法

权利要求书

1. 一种正负十分之一毫米级间隙动态测量控制系统，用于测量并控制切割头与待切割板材之间的间隙值，并控制该间隙值处于设定值，其特征在于，包括：

间隙调节机构，与所述切割头连接，包括电机，用于调节所述切割头与所述待切割板材之间的间隙；

电容检测电路，具有输入端和输出端，用于测量所述切割头与所述待切割板材之间的电容值并通过所述输出端发送出去；

驱动器，与所述间隙调节结构连接，用于直接驱动该间隙调节机构；以及

控制器，与所述驱动器和所述电容检测电路连接，接收从所述输出端发送来的电容值，将该电容值与所述设定值进行比较处理后得出控制信号，并发出该控制信号来控制所述驱动器，

其中，所述输入端具有两根导线，分别与所述切割头、所述待切割板材连接。

2.根据权利要求1所述的正负十分之一毫米级间隙动态测量控制系统，其特征在于，还包括：

参数设定与监控单元，与所述控制器连接，用于设定所述预定数值，并实时获取所述电容值并转换为间隙值进行显示。

3.根据权利要求2所述的正负十分之一毫米级间隙动态测量控制系统，其特征在于：

其中，所述间隙调节机构还包括滚珠丝杠滑台，

所述电机为伺服电机，

所述伺服电机与所述驱动器连接，所述滚珠丝杠滑台与所述伺服电机、所述切割头直接连接，

所述驱动器驱动所述伺服电机带动所述滚珠丝杠滑台动作从而调节所述切割头与所述待切割板材之间的间隙值。

4.根据权利要求1所述的正负十分之一毫米级间隙动态测量控制系统，其特征在于：

其中，所述控制器为MCU控制器。

5.根据权利要求1所述的正负十分之一毫米级间隙动态测量控制系统，其特征在于：

其中，所述控制器为采用PID负反馈控制原理。

6.根据权利要求2所述的正负十分之一毫米级间隙动态测量控制系统，其特征在于：

其中，所述参数设定与监控单元为工控机。

7.根据权利要求1所述的正负十分之一毫米级间隙动态测量控制系统，其特征在于：

其中，所述电容检测电路中的电容检测转换芯片为AD7746。

8.根据权利要求7所述的正负十分之一毫米级间隙动态测量控制系统，其特征在于：

其中，所述所述电容检测电路还包括与电容检测转换芯片相连的STC12高速单片机芯片。

9.一种根据权利要求1所述的正负十分之一毫米级间隙动态测量控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，设第k时刻的间隙误差error(k)为：

error(k)＝Set-Measure(k) (1)

(1)式中，Set为间隙设定值，Measure(k)为实际测量值；

步骤二，控制器的控制律表达式为：

Pul(k)＝K_p·[err(k)-err(k-1)]+K_i·err(k)+K_d[err(k)-2err(k-1)+err(k-2)] (2)

(2)式中，Pul(k)为控制器发出的脉冲信号频率，它与间隙调节机构的运动速度成正比，K_p，K_i，K_d分别为比例环节系数、积分环节系数和微分环节系数；

步骤三，所述驱动器根据Pul(k)的大小对应计算出所述电机的转速，该电机的转向由error(k)值确定：当误差在正负十分之一毫米内的时候，所述电机停止转动，转速为零，否则根据偏差的正负进行转向的反向切换；

步骤四，所述间隙调节机构根据的所述电机根据步骤三中得到的转速来运转，调节所述切割头与所述待切割板材之间的间隙。