[发明专利]一种用于钢卷尺检定的自动收放尺控制方法和装置

权利要求书

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。