全闭环控制减速的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种全闭环控制减速机，主要包括电动机、减速机和控制器，电动机与减速机直接相连，控制器同时与电动机和减速机连通，电动机的转子轴上装有编码器Ⅰ，减速机的输出轴上装有编码器Ⅱ。所述编码器Ⅰ和编码器Ⅱ的信号输出线与控制器上的信号输入接口相连接，所述电动机的电源输入线与控制器的电源输出接口相连接，所述控制器的输入电缆线与电源相连接。本实用新型有益的效果是：本实用新型通过编码器连接控制器，使得减速机具有输出转速和定位精度好，自动化程度高，结构简单，制造容易，可靠性好，价格便宜，维护工作量少，使用方便等优点，应用领域也十分广泛。
【专利说明】全闭环控制减速机
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及减速机结构领域，尤其是一种全闭环控制减速机。
【背景技术】
[0002] 减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机、内燃机或其它高速运转的 动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，目 前使用的减速机输出转速和定位精度较差，自动化程度低，可使用的领域也受到相应限制。
【发明内容】
[0003] 本实用新型要解决上述现有技术的缺点，提供一种结构简单，精度较高的全闭环 控制减速机。
[0004] 本实用新型解决其技术问题采用的技术方案：这种全闭环控制减速机，主要包括 电动机、减速机和控制器，电动机与减速机直接相连，控制器同时与电动机和减速机连通， 电动机的转子轴上装有编码器I，减速机的输出轴上装有编码器II，所述编码器I和编码 器II的信号输出线与控制器上的信号输入接口相连接，所述电动机的电源输入线与控制器 的电源输出接口相连接，所述控制器的输入电缆线与电源相连接；编码器II用于将减速机 输出轴转动的信号反馈给电子闭环控制器，电子闭环控制器通过电动机上的编码器I反馈 信号和减速机输出轴上的编码器II反馈信号，对电动机和减速机的输入、输出速度和定位 角度进行全闭环动态控制。
[0005] 本实用新型有益的效果是：本实用新型通过编码器连接控制器，使得减速机具有 输出转速和定位精度好，自动化程度高，结构简单，制造容易，可靠性好，价格便宜，维护工 作量少，使用方便等优点，应用领域也十分广泛。
【专利附图】
【附图说明】
[0006] 图1是本实用新型结构示意图；
[0007] 图2是本实用新型控制系统原理图。
[0008] 附图标记说明：电动机1，减速机2,编码器I 3,编码器II 4,控制器5。
【具体实施方式】
[0009] 下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
[0010] 如图所示，这种全闭环控制减速机，主要包括电动机1、减速机2和控制器5,电动 机1与减速机2直接相连，控制器5同时与电动机1和减速机2连通，电动机1的转子轴上 装有编码器I 3,减速机2的输出轴上装有编码器II 4,编码器I 3和编码器II 4的信号输 出线与控制器5上的信号输入接口相连接，同时向电子闭环控制器5输出转动信号，进行闭 环控制。电动机1的电源输入线与控制器5的电源输出接口相连接，控制器5的输入电缆 线与电源相连接。
[0011] 当电子闭环控制器5接通电源，按动控制开关，输出电能，驱动电动机1转动时，装 在电动机1转子后轴上的编码器I 3能将电动机1转子的转动信号反馈给电子闭环控制器 5 ;电动机1拖动减速机2转动时，装在减速机2输出轴上的编码器II 4能将减速机2输出 轴转动的信号反馈给电子闭环控制器5。控制器5可存储控制程序和运行数据；可驱动和控 制电动机1的运转变化；能接收电动机1转子轴上编码器I 3输出的转动反馈信号；能接收 减速机2输出轴上编码器II 4输出的转动反馈信号；能自动检测、计算、比较电动机1和减 速机2上编码器反馈信号的数据，与存储在电子闭环控制器中的运行参数要求的差别；能 自动改变电动机1的输入转速，来修正减速机2输出轴的转速和定位角度；电子闭环控制器 通过电动机1上的编码器I 3反馈信号和减速机2输出轴上的编码器II 4反馈信号，对电 动机1和减速机2的输入、输出速度和定位角度进行全闭环动态控制，使减速机2输出轴的 转速和定位角度达到程序所设定的精确无误的要求。电子闭环控制器5可按各种使用情况 运行要求，自由设定和改变各种程序参数，对减速机2运行情况进行全闭环精确控制。
[0012] 整个转动和修正过程中，对电动机1输入转速数值驱动和改变、减速机2输入数 值的修改，电子闭环控制器5都通过接收二个编码器反馈的信号来进行在线实时监测和控 制；电子闭环控制器5自动对电动机1输入转速、减速机2输出转速和角度定位数值的监 测、计算、修正的方法。
[0013] 全闭环控制器5的控制系统基于LMLM629芯片和PIC16F877单片机构成。运动芯 片LM629通过8位数据线和6根控制线与单片机PIC16F877的I/O 口相连。单片机通过数 据线向LM629发送位置或速度命令、设定PID调节参数，并从LM629中读取速度、加速度等 数值。LM629输出的脉宽调制幅度信号和方向信号直接驱动L298N，经过功率放大后驱动直 流电机。直流电机拖动减速机运转时，直流电机和减速机轴上的增量式光电编码器提供全 闭环控制所需的反馈信号（A、B、IN)，梯形图发生器计算出位置或速度模式下所需控制的运 动轨迹。PIC16F877为LM629提供加速度、速度和目标位置量，在每个采样周期用这些值来 计算出新的命令和位置给定值，将其作为指令值。由增量式光电编码器检测电机轴和减速 机轴的实际位置，其输出信号经过LM629四倍频后进行解码，形成位置反馈值。指令值与反 馈值的差值作为数字PID校正环节的输入。通过数字调节器PID计算，LM629输出脉宽调 制信号PWMM和方向信号PWMS用于控制功率芯片L298N，进而驱动电机运动到指定的位置， 再由电机拖动减速机到达指定的位置。LM629在进行位置控制的同时，还对速度进行控制， LM629在接受到主机送来的位置信号后，按梯形图生成加速、匀速、减速的速度曲线，曲线与 坐标横幅所包围的面积就是指定的位置。PID算法中的比例、积分和微分系数有时需要进行 修改，因此将它们存储在单片机的E2PR0M中。单片机和PC机通过无线发射和接收模块进 行串行通信。
[0014] 本实用新型的机电一体化新技术超越了现有市场上所有减速机在高精度传动领 域的技术水平，使减速机传动输出精度达到一个新的高度，特别适用于高精度传动设备的 运行工况需要，可广泛应用于印刷、印染、机械、传动、纺织、电子、冶金、医疗器械、机器人等 行业，具有很大的实用价值和应用市场。发明了一种减速机转动精度可动态自动监测控制 的新方法，创造了一个超高精度减速机"新机种"，成为我国在全世界高精度减速机技术领 域的一个突破和新的发明创造。
[0015] 除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变 换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
【权利要求】
1. 一种全闭环控制减速机，主要包括电动机（1)、减速机（2)和控制器（5)，其特征是： 电动机（1)与减速机（2)直接相连，控制器（5)同时与电动机（1)和减速机（2)连通，电动机 (1)的转子轴上装有编码器I (3)，减速机（2)的输出轴上装有编码器II (4)，所述编码器I (3)和编码器II (4)的信号输出线与控制器（5)上的信号输入接口相连接，所述电动机（1) 的电源输入线与控制器（5)的电源输出接口相连接，所述控制器（5)的输入电缆线与电源 相连接；编码器I (3)用于将电动机（1)转子的转动信号反馈给电子闭环控制器（5);编码 器II (4)用于将减速机（2)输出轴转动的信号反馈给电子闭环控制器（5)，电子闭环控制器 通过电动机（1)上的编码器I (3)反馈信号和减速机（2)输出轴上的编码器II (4)反馈信 号，对电动机（1)和减速机（2)的输入、输出速度和定位角度进行全闭环动态控制。
【文档编号】F16H63/00GK203868303SQ201420162697
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年4月3日 优先权日:2014年4月3日
【发明者】徐伟业 申请人:徐伟业, 章华群