直線電機精密定位控制校正方法及校正系統的製作方法

2024-01-29 07:51:15

直線電機精密定位控制校正方法及校正系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種直線電機定位控制校正方法，該方法如下：按照設定的運動步長控制直線電機運行，利用雷射幹涉測量裝置測量每運行一個步長對應的絕對位置區間內的定位誤差值；將定位誤差值取反得到誤差補償值並建立誤差補償表；根據設備工作需要設定直線電機每個工作位置坐標；讀取直線電機的當前工作位置坐標並確定所在的位置區間；根據誤差補償表中對應的絕對位置區間誤差補償值對當前工作位置坐標進行修正，並利用修正值控制直線電機運行。本發明對於定位誤差無較大突變的電機，均可按照既定的工作範圍對其校正補償，補償精度高，可適用於雷射劃片(線)機或雷射雕刻機等其它需要控制直線電機運動步長的設備。
【專利說明】直線電機精密定位控制校正方法及校正系統

【技術領域】
[0001]本發明屬於自動控制【技術領域】，涉及一種直線電機精密定位控制校正方法及校正系統。

【背景技術】
[0002]隨著科技的發展，雷射技術隨之產生並受到廣泛關注，逐步應用於製造、表面處理及材料加工等領域。雷射劃線機是被動元件電阻基板製成中的專用設備。功率合適而光束穩定的雷射，經過高穩定的雷射光路，聚焦到陶瓷基板上。兩個疊加正交的直線電機模組實現XY平面運動，合適的雷射參數與全自動雷射聚焦調整配合，調整劃線速度、深度和寬度。由於劃線位置精度為±3 μ m，未經校正的電機定位精度為±10 μ m，並且劃線的位置在工作區內不固定，故傳統的對每條線進行校正的方法不能滿足實際劃線要求。


【發明內容】

[0003]本發明要解決的技術問題是提供一種校正精度高、針對性更強、適應性更廣的直線電機定位控制校正方法及校正系統。
[0004]為了解決上述技術問題，本發明的直線電機定位控制校正方法包括如下步驟:
[0005]步驟一:控制直線電機平臺運動到工作區起點位置即直線電機的絕對位置O點，設定直線電機每段絕對位置區間的運動步長l1、12、I3......1n......1n;
[0006]步驟二:按照上述設定的運動步長控制直線電機運行；直線電機每運行一個步長，利用雷射幹涉測量裝置測量對應的絕對位置區間內的定位誤差值；
[0007]步驟三:將步驟二測量的每段絕對位置區間內的定位誤差值取反得到對應的誤差補償值，建立誤差補償表並將其存入直線電機控制系統；
[0008]步驟四:根據設備工作需要設定直線電機每個工作位置坐標P1、P2、P3、……
Pm......、Pm ?
[0009]步驟五:判斷直線電機是否需要運行，是則讀取直線電機的當前工作位置坐標pm，並確定Pm所在的位置區間Xn;否則繼續等待指令；
[0010]步驟六:根據誤差補償表中對應的絕對位置區間誤差補償值對當前工作位置坐標Pffl進行修正，得到直線電機當前工作位置坐標修正值Pm』，並利用該修正值Pm』控制直線電機運行，然後返回步驟五；
[0011]步驟七:結束工作。
[0012]本發明的直線電機定位控制校正系統包括:
[0013]存儲單元:存儲有對應於直線電機每段絕對位置區間運動步長Ip 12、I3......1n
的誤差補償表，以及根據設備工作需要設定的直線電機每個工作位置坐標Pl、P2> p3、……
Pm......、Pm ?
[0014]判斷單元:判斷直線電機是否需要運行，是則讀取直線電機的當前工作位置坐標Pffl,否則繼續等待指令；根據工作位置坐標Pm判斷其所在絕對位置區間χη，確定Xn ；
[0015]修正單元:根據誤差補償表讀取絕對位置區間Xn對應的誤差補償值對當前工作位置坐標Pm進行修正，得到直線電機當前工作位置坐標修正值Pm』，並利用該修正值Pm』控制直線電機運行，然後返回判斷單元；否則結束工作。
[0016]本發明的有益效果；本發明對於定位誤差無較大突變的電機，均可按照既定的工作範圍對其校正補償，補償精度高，可適用於雷射劃片(線)機或雷射雕刻機等其它需要控制直線電機運動步長的設備。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明。
[0018]圖1是測定直線電機每段絕對位置區間內的定位誤差值的雷射幹涉測量裝置與直線電機位置關係示意圖。
[0019]圖2是雷射幹涉儀測得的直線電機每段絕對位置區間內的定位誤差曲線。
[0020]圖3是雷射劃片(線)機結構示意圖。圖中4、基板；5電機平臺；6、雷射設備出光□。
[0021]圖4是本發明的直線電機定位控制校正系統結構框圖。
[0022]圖5是本發明的直線電機定位控制校正系統軟體設計流程圖。

【具體實施方式】
[0023]本發明的直線電機定位控制校正方法如下:
[0024]如圖1所示，調節雷射幹涉儀測量光路，保持直線電機平臺5在運動過程中的運動方向始終與雷射入射方向平行。將基板4平放於電機平臺5上，雷射幹涉儀的雷射器I發出的雷射經由幹涉鏡2入射到反射鏡3 (反射鏡3通過一個支架固定在基板4上)，反射鏡3反射的光束經由幹涉鏡2返回雷射幹涉儀的探測器。測量時，首先使直線電機平臺運動到工作區起點位置即直線電機的絕對位置O點，然後使直線電機以設定的運動步長Ip 12、
I3......1n......1n運動。這裡I1U2U3......1n......1n可以相等也可以不等，為了使誤差補償數據能夠適應不同工作位置的需要，可以設置較小的均等的步長。直線電機平臺每運動一個步長，利用雷射幹涉測量裝置讀取一個直線電機平臺的絕對位置數據，根據這些絕對位置數據和設定的步長即可得到直線電機每段絕對位置區間內的定位誤差值。將每段絕對位置區間的定位誤差值取反即可得到每段絕對位置區間內的誤差補償值並建立誤差補償表。
[0025]如圖4所示，本發明的直線電機定位控制校正系統包括下述單元:
[0026]存儲單元:存儲有對應於直線電機每段絕對位置區間運動步長Ip 12、
I3......1n......1n的誤差補償表，以及根據設備工作需要設定的直線電機每個工作位置坐標P1、P2、P3、……Pm……、Pm(M為根據設備工作需要確定的工作位置數量)；
[0027]判斷單元:判斷直線電機是否需要運行，是則讀取直線電機的當前工作位置坐標Pffl,否則繼續等待指令；根據工作位置坐標Pm判斷其所在絕對位置區間Xn，確定Xn。
[0028]修正單元:根據誤差補償表讀取絕對位置區間Xn對應的誤差補償值對當前工作位置坐標Pm 進行修正，得到直線電機當前工作位置坐標修正值Pm』，並利用該修正值Pm』控制直線電機運行，然後返回判斷單元；否則結束工作。
[0029]下面以雷射劃線機為例，詳述直線電機定位控制校正方法:
[0030]誤差補償表建立方法如下:
[0031]步驟一，用雷射幹涉測量裝置測量直線電機的定位位移。直線電機的工作行程約為60mm,在O~59999 μ m區間內分20段進行校正,每段3mm,標定每段區間的誤差值。
[0032]步驟二，根據實際誤差值，建立定位誤差補償表。由於直線電機在工作區內的定位誤差基本呈線性變化，沒有跳變點，故在對應工作區範圍內，加入相應的誤差補償值，即可將直線電機定位誤差校正到±lym。其X向運動誤差補償表如表1所示，誤差曲線如圖2所示(圖中橫坐標為絕對位置區間，縱坐標為定位誤差值)。
[0033]表1
[0034]

【權利要求】
1.一種直線電機定位控制校正方法，包括如下步驟: 步驟一:控制直線電機平臺運動到工作區起點位置即直線電機的絕對位置O點，設定直線電機每段絕對位置區間的運動步長l1、12、I3......1n......1n; 步驟二:按照上述設定的運動步長控制直線電機運行；直線電機每運行一個步長，利用雷射幹涉測量裝置測量對應的絕對位置區間內的定位誤差值； 步驟三:將步驟二測量的每段絕對位置區間內的定位誤差值取反得到對應的誤差補償值，建立誤差補償表並將其存入直線電機控制系統； 步驟四:根據設備工作需要設定直線電機每個工作位置坐標Pl、P2、P3、……Pm……、PM;步驟五:判斷直線電機是否需要運行，是則讀取直線電機的當前工作位置坐標Pm，並確定Pm所在的位置區間Xn ;否則繼續等待指令； 步驟六:根據誤差補償表中對應的絕對位置區間誤差補償值對當前工作位置坐標？111進行修正，得到直線電機當前工作位置坐標修正值Pm』，並利用該修正值Pm』控制直線電機運行，然後返回步驟五； 步驟七:結束工作。
2.一種實現如權利要求1所述直線電機定位控制校正方法直線電機定位控制校正系統包括: 存儲單元:存儲有對應於直線電機每段絕對位置區間運動步長Ip 12、I3......1n的誤差補償表，以及根據設備工作需要設定的直線電機每個工作位置坐標Pl、P2、P3、……Pm......、Pm ? 判斷單元:判斷直線電機是否需要運行，是則讀取直線電機的當前工作位置坐標Pm，否則繼續等待指令；根據工作位置坐標Pm判斷其所在絕對位置區間xn，確定Xn ； 修正單元:根據誤差補償表讀取絕對位置區間Xn對應的誤差補償值對當前工作位置坐標Pm進行修正，得到直線電機當前工作位置坐標修正值Pm』，並利用該修正值Pm』控制直線電機運行，然後返回判斷單元；否則結束工作。
【文檔編號】G05B19/19GK104076739SQ201410273776
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月18日 優先權日:2014年6月18日
【發明者】邢鵬展, 劉遵明, 常豐吉, 王忠生, 李華, 鄭福志, 孫君實, 陶鑫, 錢雨松, 劉金彪 申請人:長春光華微電子設備工程中心有限公司