專利名稱：開放式數控系統中的起點與終點同步方法、伺服驅動器的制作方法
技術領域：
本發明屬先進控制領域，具體涉及開放式數控系統中的一種起點同步與終點同步方法，用于在刀路曲線的實時控制過程中對L分割中的微線段ALiQ = 1，...，n)的起點與終點進行實時同步。
背景技術：
眾所周知，在機械系統的數字控制過程中，所謂實時過程就是控制相關坐標軸聯動以合成刀路曲線(Tool Path)。所謂數字控制就是將刀路曲線離散為坐標軸所需要的離散位置信息并以一定的時間間隔發送給伺服驅動器，控制坐標軸的合成位移。在一般情況下，設聯動的坐標軸為X、y、Z、A、B等5軸，刀路曲線為X、y、Z、A、B等5個變量的函數。將X、y、Z、A、B等5個伺服驅動器接收的坐標值增量依時序列為表I。表I
權利要求
1.一種開放式數控系統中的起點與終點同步方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1、建立軸聯動表的細分表； 規劃刀路曲線的L分割ALiQ = I,..., n)與T分割AtiQ = I, , n),生成X軸的軸聯動表AXiQ = 1，...，n);所述軸聯動表中的微線段A Xi用于控制X軸產生軸位移，所述軸聯動表中的控制節律Ati用于控制所述軸位移之間的時間間隔； 將微線段A Xi細分為步進量5 Xk,所述步進量E 6 Xk = AXi (k = I,...,Ini, i = I,...,n),所述Hii為5 Xk的個數，Hii≥2 ; 將控制節律A &細分為控制周期Stk,所述控制周期E Stk= A ti (k = I,..., Ini, i=1， ，n)； 將Hi1、S tk、6 Xk組成微線段A Xi的細分表Ov 6 tk，6 Xk)，存入X軸的軸聯動表文件； 步驟2、接收軸聯動表 X軸伺服驅動器通過串行接口從上位機接收軸聯動表文件并存儲在文件存儲器中；將軸聯動表的首地址寫入L指針，設置執行標志； 步驟3、起點同步 起點同步模塊通過聯動接口從上位機接收聯動命令；所述聯動命令為同步脈沖，用于起點同步； 根據L指針，文件讀取模塊從所述微線段△ Xi的細分表中讀取Hii寫入M計數器；讀取6 Xk寫入位置環計數器，讀取8 tk寫入控制周期計時器，啟動控制周期； 步驟4、終點同步 對于微線段AXi的每個步進量SXk(k=l，...，mi)，終點同步模塊根據滯留脈沖入k或超前時間P k，同時或單獨調整進給速度、控制周期，用于終點同步； 讀入細分表中下一個SXk，S tk，直至M計數器為O ; 步驟5、控制軸聯動表終點 如果L指針未指向軸聯動表的末地址，則重復步驟3至步驟4，直至軸聯動表中的AXi (i = l，...，n)全部執行完畢。
2.如權利要求1所述的開放式數控系統中的起點與終點同步方法，其特征在于:所述步驟I中，所述步進量S Xk為L分割分量的微步。
3.如權利要求1所述的開放式數控系統中的起點同步與終點同步方法，其特征在于，所述步驟4中終點同步模塊調整進給速度的方式為: 若控制周期計時器定時到，如果Ak古0，X軸滯后，繼續進給，直至入1; = 0，根據1^1入1;實時調整速度環給定值；如果Xk = O且Pk古O，X軸超前，根據k2 Pk實時調整速度環給定值；其中kp k2為經驗參數。
4.如權利要求1所述的開放式數控系統中的起點與終點同步方法，其特征在于，所述步驟4中終點同步模塊調整控制周期的方式為: 若控制周期計時器定時到，如果X k古0, X軸滯后，繼續進給,直至X J5 = Odfk3Ak寫入時滯補償定時器D，實時調整下一個控制周期S tk提前k3 X k啟動；如果入k = 0且Pk^O,X軸超前，將k4 P k寫入時滯補償定時器D，實時調整下一個控制周期S tk延遲k4 P k啟動；其中k3、k4為經驗參數。
5.如權利要求3或4所述的開放式數控系統中的起點與終點同步方法，其特征在于，步驟2后還包括以下步驟: 步驟201、邏輯屬性設置步驟 文件讀取模塊從所述文件存儲器讀取軸聯動表文件的特征表，設置坐標軸的邏輯屬性；所述邏輯屬性包括進給當量、數據的字節數； 步驟202、伺服參數設置步驟 文件讀取模塊從所述文件存儲器讀取軸聯動表文件的伺服參數調整表，設置并調整伺服參數；所述伺服參數包括位置環比例系數、速度環比例系數、速度環積分常數、速度前饋系數、加速度前饋系數、電子齒輪傳動比中的一個或多個。
6.一種伺服驅動器，其特征在于，包括PID控制器，聯動接口，串行接口，文件讀取模塊，起點同步模塊，終點同步模塊； 所述PID控制器中包括位置環、速度環、電流環，用于控制伺服電機的轉角； 所述文件存儲模塊通過串行接口與上位機連接，用于接收并存儲上位機發送的軸聯動表；將軸聯動表的首地址寫入L指針，設置執行標志； 所述軸聯動表文 件用于存儲X軸的軸聯動表AXiQ = 1，...，n)及其細分表Ov 6 tk，SXk)，所述AXi用于控制X軸的軸位移，所述Stk為Ati按Hii細分后的控制周期，所述s Xk為AXi按Hii細分后的步進量；所述Hii為5 Xk的個數； 所述軸聯動表還包括特征表與伺服參數調整表；所述特征表用于標記坐標軸的邏輯屬性，所述邏輯屬性包括進給當量、數據的字節數；所述伺服參數調整表用于標記伺服參數的調整方向與調整量，所述伺服參數包括位置環比例系數、速度環比例系數、速度環積分常數、速度前饋系數、加速度前饋系數、電子齒輪傳動比中的一個或多個； 所述文件讀取模塊用于從所述細分表中讀取步進量與控制周期，從所述特征表與伺服參數調整表中讀取進給當量、數據的字節數，設置坐標軸的邏輯屬性；從所述伺服參數調整表中讀取位置環比例系數、速度環比例系數、速度環積分常數、速度前饋系數、加速度前饋系數、電子齒輪傳動比，設置并調整伺服參數； 所述起點同步模塊用于通過所述聯動接口接收數據流控制器發送的聯動命令；所述聯動命令為一個同步脈沖，用于起點同步；根據L指針，從所述細分表中讀取叫寫入M計數器；讀取S Xk寫入位置環計數器，啟動位置環的采樣周期；讀取Stk寫入控制周期計時器，啟動位置環的控制周期； 所述終點同步模塊根據滯留脈沖Xk或超前時間P k，同時或單獨調整進給速度、控制周期，用于終點同步。
7.如權利要求6所述的伺服驅動器，其特征在于，所述終點同步模塊還包括時滯補償定時器D，根據滯留脈沖Xk或超前時間Pk，實時調整控制周期Stk之間的時間間隔，用于終點同步。
8.如權利要求5所述的伺服驅動器，其特征在于，所述串行接口包括現場總線、RS232與RS485接口、USB接口、移動存儲器或無線接口。
全文摘要
本發明提出一種開放式數控系統中的起點與終點同步方法，用于對動態時滯進行實時補償。本發明基于離散幾何學與離散運動學，以L分割中的微線段ΔLi(i＝1，...，n)的起點同步與終點同步作為控制目標。本發明通過聯動接口向伺服驅動器發送聯動命令，對于微線段ΔLi的起點具有簡單可靠、高速高精度的同步能力；本發明將位置環的采樣周期細分為若干控制周期，根據控制周期中的滯留脈沖或超前時間，實時調整進給速度與控制周期，消除了滯留脈沖產生的坐標軸位置累積誤差，從而補償因動態時滯而產生的輪廓誤差，實現微線段ΔLi的終點同步。
文檔編號G05B19/4097GK103197607SQ20121000330
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月5日 優先權日2012年1月5日
發明者江俊逢 申請人:江俊逢