[发明专利]一种电机位置和转矩控制方法

说明书

本发明公开了一种电机位置和转矩控制方法，包括：步骤S1，在驱动器内对电机驱动执行器接近目标物和保持压力的运行曲线进行规划：令电机驱动执行器处于位置模式，通过上位控制器设定多个参数，在高速接近区间宽度范围内，将电机驱动执行器的转矩限制设置为默认转矩限制，以令电机驱动执行器高速移动，在高速接近区间宽度范围的结束段，控制电机驱动执行器减速到着陆速度并进入着陆区宽度范围，着陆速度小于高速接近速度；步骤S2，在驱动器内对电机驱动执行器脱离和回到初始位置的运行曲线进行规划。本发明能有效缩短动作时间、能避免高速移动惯性对接触点的冲击、可实现对接触压力精确控制。

技术领域

本发明涉及电机控制方法，尤其涉及一种电机位置和转矩控制方法。

背景技术

在半导体、电子等相关设备的生产工艺中，有大量的工位需要电机驱动执行器快速移动一小段距离后与目标物接触，同时保持一定的压力，然后回到初始位置。为了提高生产效率，需要前期移动越快越好，同时也希望接触后压力的建立柔和、可控，以免损坏目标物。

在现有的技术手段中，有的使用步进电机来驱动执行器，在目标物前方放置接近开关，控制器发送高速脉冲驱动步进电机，当检测到接近开关信号时，立即停止发送高速脉冲，改为发送一定数量的较低速度的脉冲，使执行器慢慢接触目标物后停止，依靠在执行器上设置弹簧等机械结构来产生接触压力。该方案存在以下问题：

1、高速和低速段的衔接不柔和，机械抖动大；

2、需要根据目标物高度的不同来设置接近开关的位置，针对连续接触不同高度的目标物的情况，只能以最高的目标物为准，浪费了效率；

3、接触压力由弹簧结构产生，无法精确控制。

此外，也有的方案使用伺服电机来驱动执行器，使电机运行在位置模式，运行定位指令使执行器快速移动，与目标物接触，整个运行过程中通过设定转矩限制来控制与目标物的接触压力。该方案存在以下问题：

1、执行器与目标物接触瞬间，由于惯性的存在，实际压力会有一个很大的过冲，可能会损坏目标物；

2、在加减速阶段，由于要产生加速度，需要电机输出较大的转矩。转矩限制使加减速时间变长，降低了效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种能有效缩短动作时间、能避免高速移动惯性对接触点的冲击、可实现对接触压力精确控制的电机位置和转矩控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种电机位置和转矩控制方法，所述控制方法基于上位控制器、驱动器和电机驱动执行器实现，所述控制方法包括有：步骤S1，在所述驱动器内对所述电机驱动执行器接近目标物和保持压力的运行曲线进行规划：令所述电机驱动执行器处于位置模式，通过所述上位控制器设定包含高速接近区间宽度、着陆区宽度、着陆速度、着陆初始转矩限制和着陆结束转矩限制的多个参数，在所述高速接近区间宽度范围内，将所述电机驱动执行器的转矩限制设置为默认转矩限制，以令所述电机驱动执行器高速移动，在所述高速接近区间宽度范围的结束段，控制所述电机驱动执行器减速到着陆速度并进入着陆区宽度范围，所述着陆速度小于所述高速接近速度；步骤S2，在所述驱动器内对所述电机驱动执行器脱离和回到初始位置的运行曲线进行规划：令所述电机驱动执行器处于位置模式，通过所述上位控制器设定包含脱离点坐标、初始位置坐标、脱离速度和高速返回速度的多个参数，在以脱离点坐标为目标位置运行的区间内，将所述电机的转速设置为脱离速度，令所述电机驱动执行器缓慢地与目标物脱离，当所述电机驱动执行器运行到脱离点坐标的位置后，所述电机驱动执行器进入高速返回区间，在所述高速返回区间内，所述电机驱动执行器加速到高速返回速度，最后减速停止在初始位置，所述脱离速度小于所述返回速度。

优选地，所述步骤S1中，通过所述上位控制器设定的参数还包含有高速接近速度、加减速时间和默认转矩限制。