数控机构位置校正方法的研究

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引言

数控机构作为一种自动化的定位部件或模块，广泛应用于机器设备和自动化仪器领
域。相对于系统本体而言，数控机构仅仅是一个独立的部件，有其机械原点和坐标系
统，而它的作用对象是在系统本体上，有自己的分布规则和坐标系统。从理论上而言，
应该保证这两个坐标系统处于正确的位置关系时才能保证系统的工作要求。实际上在
装配调整中，由于数控位置部件和系统本体的制造和安装误差的存在，为了便于装
配加工，往往只需保证数控部件与系统本体满足一定的位置条件，而通过一定的位
置调整方法来进行校正。笔者在基因芯片自动化分析仪器的数控定位器和投影式全自
动视野仪的激光二维扫描装置的装配中，均采用了坐标位置校正方法来实现系统正

 

常的位置关系，降低了装配调整工作的技术难度。 2 自动寻找原点的方法
机械原点是数控机构各坐标轴的绝对零点，是各坐标轴运动位置的基本参考点，由
安装在各轴的零位开关唯一确定。由于机械系统运动时具有一定的惯性，电动机转动
时具有升频、稳速、降频三阶段，为保证数控机构在零位开关触发时，坐标轴立即停
止运动，电动机必须运行在低频某一恒定的速度段。系统在自动寻找原点时，在指定
方向每运动一步后，即检查零位开关是否触发，若开关已工作，即确定该位置为此

 

坐标轴的零点。 3 数控机构位置校正软件和控制面板设计
为解决数控机构的位置调整问题，笔者设计了基本的校正软件和控制面板，研究了

 

一些数控机构的校正算法，包括以下功能。

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点动方式 为调整数控机构坐标轴的位置，控制面板设计有各轴的点动方

式，其最小点动当量为电动机的最小运动当量。
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自动寻找原点方式 自动寻找原点并显示运动距离或步数，设计有 x-

gozero()，y-gozero()函数。
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校正算法 是数控机构位置调整的核心，不同的数控机构要确定自己的校

正算法。
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配置文件 记录数控机构位置校正的基本参数值，由校正算法计算后自动

生成，作为数控机构正常运行的基本配置文件。

图 1

图 2

图 3

4 基因芯片自动化分析仪器数控定位器的位置校正方法
在仪器本体上有由 25 个相距 9mm 的试管组成的样本区，其具有一个以 1#试管中心为
原点的样本坐标系 XOY。数控定位器带动取样探针运动到指定编号的试管位置，进行