[发明专利]适用于绘图仪的高精度步进走纸运动系统及走纸控制方法

权利要求书

1.一种用于绘图仪的高精度步进走纸控制方法，其特征在于：所基于的高精度步进走纸运动系统，包括卷筒纸安装机构、送纸机构、走纸机构及驱动控制系统；所述卷筒纸安装机构用于安装卷筒纸，并将卷筒纸的自由端展开引送至送纸机构；所述送纸机构用于将纸张输送至走纸机构；所述走纸机构用于将纸张输出；所述驱动控制系统用于控制送纸速度和走纸速度；在送纸机构和走纸机构之间位于纸张的一侧设置有纸张张紧状态检测传感器，在纸张的另一侧设置有纸张极限松弛状态检测传感器；在走纸机构的输出纸前端设置有纸头位置测量传感器；所述卷筒纸安装机构包括左右两侧安装法兰、法兰前支撑轴、法兰后支撑轴；法兰前支撑轴和法兰后支撑轴固定在设备底座上；左右两侧安装法兰分别以可转动的方式同轴支撑在法兰前后支撑轴的左端和右端，左右两侧安装法兰分别通过旋钮与设置于两者 之间的卷筒纸的纸轴固定连接；所述送纸机构包括第一走纸轴、第一压纸轮、第一传动机构和第一驱动电机；第一驱动电机通过第一传动机构与第一走纸轴驱动连接；第一走纸轴和第一压纸轮相对设置，两者之间为供纸张通过的空间；所述走纸机构包括第二走纸轴、第二压纸轮、第二传动机构、第二驱动电机、绝对式编码器、打印平台；所述第二驱动电机通过第二传动机构与第二走纸轴驱动连接，所述第二走纸轴和第二压纸轮相对设置，两者之间为纸张通过的空间；所述绝对式编码器选用通孔式绝对式编码器，第二走纸轴穿过绝对式编码器轴心并与轴心固定，绝对式编码器外圈与绘图仪的机壳壁固定；所述打印平台设置于第二走纸轴的前端与纸头位置测量传感器的后端之间；包括如下步骤：

步骤1、基于第二走纸轴的加工误差，预先进行第二走纸轴精度补偿测定，并形成第二走纸轴误差补偿曲线；

步骤2、进行走纸，根据纸张张紧状态检测传感器和纸张极限松弛状态检测传感器的触发情况，对第一驱动电机或第二驱动电机进行步进运动控制，使纸张的张紧力达到零状态；

步骤3、在纸张的张紧力到达零状态后，在正式步进走纸过程中，驱动控制系统根据需要运动的距离，依据步骤1测定得到的第二走纸轴误差补偿曲线实际需要下发第二驱动电机控制参数；控制第一驱动电机和第二驱动电机同时进行步进运动；

步骤4、在纸张步进运动过程中，实时监测纸张张紧状态，若纸张张紧状态检测传感器被触发，则驱动控制系统控制第一驱动电机带动第一送纸轴旋转，使纸张继续前送一定距离；若纸张极限松弛状态检测传感器被触发，则驱动控制系统控制第一驱动电机带动第一送纸轴向后旋转，使位于第一送纸轴和第二送纸轴之间的纸张达到适合的松弛状态，保持纸张张紧状态检测传感器和纸张极限松弛状态检测传感器一直处于未被触发状态。

2.根据权利要求1所述的用于绘图仪的高精度步进走纸控制方法，其特征在于：所述第二走纸轴采用钢刺滚轴，所述第二压纸轮通过弹簧压装在第二走纸轴上。

3.根据权利要求1所述的用于绘图仪的高精度步进走纸控制方法，其特征在于：所述绝对式编码器不低于5000线，采用四倍频处理方式，其绝对分辨率高于20000。

4.根据权利要求1所述的用于绘图仪的高精度步进走纸控制方法，其特征在于：走纸机构纸张张紧状态检测传感器采用反射型光电传感器，所述纸张极限松弛状态检测传感器采用反射型光电传感器；所述纸头位置测量传感器采用反射型光电传感器。

5.根据权利要求1所述的用于绘图仪的高精度步进走纸控制方法，其特征在于：步骤1采用反射镜、高精度激光测距机和测试电脑辅助进行精度补偿测定，包括如下步骤：

1.1在纸张正确安装后，在打印平台处纸张上粘贴反射镜，调整高精度激光测距机对准反射镜；

1.2由驱动控制系统控制第二驱动电机带动第二走纸轴连续运动；

1.3在第二走纸轴连续运动的过程中，驱动控制系统记录绝对式编码器返回信号值；测试电脑记录激光测距机测得的位置时间信息；将由高精度激光测距机测得位置时间信息和驱动控制系统记录位置时间信息进行比较，形成第二走纸轴误差补偿曲线。

6.根据权利要求1所述的用于绘图仪的高精度步进走纸控制方法，其特征在于：步骤2包括如下步骤：

2.1将纸张正确安装后，驱动控制系统控制第一驱动电机带动第一送纸轴旋转，将纸张送入；纸张进入走纸机构后，由驱动控制系统控制第二驱动电机带动第二送纸轴旋转，带动纸张继续前进，当纸张到达纸头位置测量传感器，该传感器被触发，信号反馈到驱动控制系统，此时驱动控制系统发出控制指令，使第一驱动电机和第二驱动电机都停止；

2.2驱动控制系统控制第一驱动电机带动第一送纸轴旋转，使纸张继续前送一定距离，此时检测纸张张紧状态检测传感器和纸张极限松弛状态检测传感器的状态，两个传感器应都处于非触发状态；

2.3驱动控制系统检测纸张张紧状态检测传感器和纸张极限松弛状态检测传感器的状态，当纸张张紧状态检测传感器被触发时，则控制第一驱动电机步进一定距离，使得纸张张紧状态检测传感器进入非触发状态，当纸张极限松弛状态检测传感器被触发时，控制第一驱动电机后退一定距离，使得纸张极限松弛状态检测传感器进入非触发状态；在纸张张紧状态检测传感器和纸张极限松弛状态检测传感器都进入非触发状态，实现纸张张力为零的控制。