玻璃切割机系统标定程序的设计

　　标定程序开始前，玻璃切割机系统先需要执行初始化程序。初始化程序主要用于将软件变量设置为初始状态，以及设置运动控制器运行的必要参数，例如伺服速度、加速度、减速度等。本系统所使用的升降体螺距为10mm，即伺服转动一圈，升降体高度移动10mm。而伺服电机和驱动器的分辨率为10000脉冲/转，因此控制器单位设置为10000脉冲/转÷10mm/转=1000脉冲/mm，即1000个伺服脉冲对应伺服电机升降1mm。

　　初始化结束后进入标定程序，共分三个环节∶快速接近环节、检测碰板环节和标定环节。

　　快速接近环节的目的是使电容头以相对较快的速度接近被切割物体，在电容头接近之后再开始检测碰板。

　　玻璃切割机系统快速接近环节的流程采用分段下降的方法，每阶段开始下降0.2mm，然后每隔1ms对频率信号采样一次，采样满10次后对十个采样数据取平均值。由上文可知电容头离被切割物体越近，方波信号的频率变化率越大。因此对相邻两阶段的频率平均值进行比较，若两者差值大于预设的阈值，则可以判断电容头已经接近被切割物体，可以进入检测碰板阶段;若差值仍小干阈值，说明电容头还未接近被切割物体，则继续进行下一阶段，直到频率差值大于阈值为止。为防范意外的错误导致电容头持续下降，发生电容头撞击被切割物体，从而导致电容头损坏的情况出现，加入下降限位机制。即设置一个较大下降高度制约，每次进行下降操作之前判断累计的下降高度是否超限，若超限则伺服停转并报错。

　　检测碰板环节的目的为确定被切割物体的位置，从而确定传感器高度零点，使玻璃切割机的标定环节中频率值与高度值准确对应。

　　对于不同的被切割材料，传感器的电容值均不相同，从而输出的频率值也不相同。因此在电容头碰板的瞬间，运动控制器所检测到频率值、频率变化率均不相同，无法像快速接近环节一样用简单的阈值判断。但电容头在碰板时，采样所得的频率值与相邻频率值之差达到越大值，继续下降时由于机械阻力等原因，频率变化量会出现下降现象，因此可通过检测频率变化量的变化趋势来判断是否碰板。

　　检测碰板的条件满足后伺服停转，但此时伺服的位置已经超过碰板位置，因此需要伺服回转到之前频率变化量越大的位置，然后进入标定环节。

　　标定环节的目的为确定电容头高度与输入的频率值之间的关系，这样在跟随过程中，就可以把微电容检测电路反馈的频率值转化为真正的位置反馈值进行操作，从而使玻璃切割机达到电容头高度跟随的目的。