[發(fā)明專利]分布式直線電機加工平臺以及分布式直線電機控制方法

有效

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• 申請日: 2017-02-15
• 公開（公告）號: CN106862978B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設計）人: 鮮于哲善;潘劍飛;邱紹勇
• 申請（專利權）人: 深圳市標特福精密機械電子有限公司
• 主分類號: B23Q5/28
• 分類號: B23Q5/28;B23Q15/00
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

本發(fā)明公開了一種分布式直線電機加工平臺以及分布式直線電機控制方法，該加工平臺包括多個控制系統(tǒng)和多個直線電機系統(tǒng)以及導軌式定子，每個直線電機系統(tǒng)都分別與一個控制系統(tǒng)連接，每個控制系統(tǒng)皆包括收發(fā)器、控制器以及驅動器，每個直線電機系統(tǒng)皆包括動子、執(zhí)行結構以及傳感器，所有直線電機系統(tǒng)共用一個導軌式定子，所述動子沿著所述導軌式定子的導軌做相對運動，每個直線電機系統(tǒng)皆通過所述傳感器獲取自身的運動信息，并將所述運動信息反饋至對應的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)用于獨立控制直線電機系統(tǒng)。實施本發(fā)明實施例，有利于提高使用直線電機的加工平臺的穩(wěn)定性，以及提高加工平臺整體的容錯性。

技術領域

本發(fā)明涉及電機控制領域，尤其涉及一種分布式直線電機加工平臺以及分布式直線電機控制方法。

背景技術

機床上傳統(tǒng)的“旋轉電機+滾珠絲杠”進給傳動方式,由于受自身結構的限制，在進給速度、加速度、快速定位精度等方面很難有突破性的提高,已無法滿足超高速切削、超精密加工對機床進給系統(tǒng)伺服性能提出的更高要求。基于此，在精密加工行業(yè)，人們引入了直線電機，直線電機將電能直接轉換成直線運動的機械能,取消了從電機到工作臺之間的機械傳動環(huán)節(jié),把機床進給傳動鏈的長度縮短為零，還可以把控制對象(動子)與執(zhí)行機構集成為一體化結構。在使用直線電機的加工平臺中，為了提高加工速率，通常在導軌式定子上設置多個動子，并在加工平臺中設置有控制中心，控制中心對所有動子進行控制，向動子發(fā)布控制指令，驅使執(zhí)行機構完成加工任務。使用直線電機的加工平臺具有反應快、靈活度高、出力密度高、熱耗低、精度高等特點。

然而，本發(fā)明的發(fā)明人在研究和實踐過程中發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有技術中使用直線電機的加工平臺仍有需要改進的之處，例如在加工平臺進行加工任務的過程中，當控制中心突然出現(xiàn)計算錯誤或硬件故障，或者某個環(huán)節(jié)的信息傳遞出現(xiàn)問題(延時、丟數(shù)據(jù)等)，那么整個加工平臺將會發(fā)生控制混亂；而當某動子出現(xiàn)物理連接上的故障，則該動子必然工作失敗，從而影響加工平臺的整體性能。

發(fā)明內容

本發(fā)明實施例提供一種分布式直線電機加工平臺以及分布式直線電機控制方法，以便于解決現(xiàn)有技術中的不足，提高使用直線電機的加工平臺的穩(wěn)定性，以及提高加工平臺整體的容錯性。

本發(fā)明實施例第一方面提供一種分布式直線電機加工平臺，該加工平臺包括多個控制系統(tǒng)和多個直線電機系統(tǒng)以及導軌式定子，每個直線電機系統(tǒng)都分別與一個控制系統(tǒng)連接，每個控制系統(tǒng)皆包括收發(fā)器、控制器以及驅動器，所述收發(fā)器、所述控制器以及所述驅動器電性連接，不同控制系統(tǒng)之間具有通信連接，每個直線電機系統(tǒng)皆包括動子、執(zhí)行結構以及傳感器，所述執(zhí)行結構和所述傳感器分別與所述動子固定連接，所有直線電機系統(tǒng)共用一個導軌式定子，所述動子沿著所述導軌式定子的導軌做相對運動，每個直線電機系統(tǒng)皆通過所述傳感器獲取自身的運動信息，并將所述運動信息反饋至對應的控制系統(tǒng)，其中，對于任何一個控制系統(tǒng)：

所述收發(fā)器用于獲取操作指令；還用于基于拓撲通信方案與相鄰控制系統(tǒng)進行所述運動信息和操作位置信息的交換，其中，所述操作位置信息由所述操作指令所指示，所述相鄰控制系統(tǒng)為所述多個控制系統(tǒng)中與所述任何一個控制系統(tǒng)相鄰的控制系統(tǒng)；

所述控制器用于，存儲和分析所述操作指令，并根據(jù)自身的運動信息、操作位置信息和所述相鄰控制系統(tǒng)的運動信息、操作位置信息判斷對應的直線電機系統(tǒng)是否可執(zhí)行所述操作指令；

所述驅動器用于，在所述控制器判斷對應的直線電機系統(tǒng)可執(zhí)行所述操作指令的情況下，向對應的直線電機系統(tǒng)發(fā)送驅動信息，以驅動所述動子沿所述導軌式定子的導軌到運動至所述操作位置信息所指示的位置，并驅動所述執(zhí)行機構執(zhí)行所述操作指令所指示的操作。

可選的，所述收發(fā)器用于獲取操作指令，包括：所述收發(fā)器用于從移動存儲裝置中獲取操作指令組，所述操作指令組包括自身的操作指令以及其他控制系統(tǒng)的操作指令；所述控制器還用于，從所述操作指令組中提取所述自身的操作指令和所述其他控制系統(tǒng)的操作指令，將所述自身的操作指令保存到本地緩存中；所述收發(fā)器還用于，將所述其他控制系統(tǒng)的操作指令向所述其他控制系統(tǒng)發(fā)送。