[發(fā)明專(zhuān)利]一種三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及其控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710564539.3
• 申請(qǐng)日: 2017-07-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107192361A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃衛(wèi)東;詹朝強(qiáng);黃曉偉;陳廣宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 福建工程學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): G01B21/04
• 分類(lèi)號(hào): G01B21/04;G05B19/042
• 代理公司: 福州市鼓樓區(qū)京華專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙)35212
• 代理人: 宋連梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，具體涉及一種三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

運(yùn)動(dòng)控制器是通過(guò)對(duì)以電機(jī)驅(qū)動(dòng)的目標(biāo)裝置或設(shè)備(如：三坐標(biāo)測(cè)量機(jī))進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，使其按照預(yù)期的作業(yè)軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的控制裝置。它是電子、機(jī)械制造業(yè)的核心技術(shù)裝備。從與主控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通信方式來(lái)分，目前運(yùn)動(dòng)控制器主要分為兩類(lèi)：一是基于計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)并行總線(xiàn)(如PCI、ISA總線(xiàn))的運(yùn)動(dòng)控制器，二是基于計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)串行總線(xiàn)(如USB、RS-232、Ethernet等)的運(yùn)動(dòng)控制器。前者通常做成運(yùn)動(dòng)控制卡，通過(guò)“金手指”(即內(nèi)存條的金黃色導(dǎo)電觸片，電腦硬件，如：內(nèi)存條上與內(nèi)存插槽之間、顯卡與顯卡插槽等)與主控計(jì)算機(jī)的主板擴(kuò)展槽物理連接，并與主控計(jì)算機(jī)共電源。后者通常做成獨(dú)立控制器，通過(guò)“串行通信電纜”與主控計(jì)算機(jī)連接，由于它在結(jié)構(gòu)上與主控計(jì)算機(jī)完全脫離，所以又稱(chēng)獨(dú)立式運(yùn)動(dòng)控制器。實(shí)踐表明，基于并行總線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)控制器存在以下不足：(1)運(yùn)動(dòng)控制卡不能脫離主控計(jì)算機(jī)的主板，易受電磁輻射干擾；(2)運(yùn)動(dòng)控制卡與主控計(jì)算機(jī)共電源，易產(chǎn)生電源耦合，特別是影響模擬控制(DAC)輸出的控制精度；(3)運(yùn)動(dòng)控制卡通過(guò)“金手指”與主控計(jì)算機(jī)并行總線(xiàn)作機(jī)械接觸連接，易產(chǎn)生接觸不良，使控制系統(tǒng)不穩(wěn)定；(4)運(yùn)動(dòng)控制卡(或主控計(jì)算機(jī))與伺服驅(qū)動(dòng)器之間需要相對(duì)較長(zhǎng)的電纜連接，易受環(huán)境影響，并存在丟失脈沖，各軸運(yùn)動(dòng)定位不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。上述不足已引起世界各大運(yùn)動(dòng)控制器廠(chǎng)商的廣泛關(guān)注。

控制三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制器通常是采用并行總線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)控制卡，并采用開(kāi)環(huán)方式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制，這種方式只是從PC機(jī)到運(yùn)動(dòng)控制卡的單向傳輸，并不能將三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的信息反饋給運(yùn)動(dòng)控制卡，再到主控計(jì)算機(jī)，從而主控計(jì)算機(jī)就不能通過(guò)控制該運(yùn)動(dòng)控制卡來(lái)調(diào)整三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的位置，就容易存在丟失脈沖、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)各軸運(yùn)動(dòng)定位不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。

而基于計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)串行總線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)控制器，USB總線(xiàn)因其具有著即插即用、支持熱插拔、性?xún)r(jià)比高、可擴(kuò)展多達(dá)127個(gè)被控設(shè)備等諸多ISA和PCI總線(xiàn)所不及的優(yōu)點(diǎn)而得以迅速發(fā)展。

二十世紀(jì)九十年代以來(lái)，數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)入了基于PC的第六代數(shù)控技術(shù)階段，特別是“PC+運(yùn)動(dòng)控制器”的開(kāi)放式數(shù)控技術(shù)已成為當(dāng)今主要方向。而基于計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)的開(kāi)放式運(yùn)動(dòng)控制器仍然是市場(chǎng)發(fā)展的主流。因此，研制一種基于計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)的開(kāi)放式運(yùn)動(dòng)控制器是很有必要的。

中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN106444535A公開(kāi)了一種運(yùn)動(dòng)控制器及控制方法,具體地，涉及一種運(yùn)動(dòng)控制器及控制方法，包括運(yùn)動(dòng)控制器本體、1-8個(gè)擴(kuò)展模塊和擴(kuò)展連線(xiàn)，所述的擴(kuò)展連線(xiàn)包括數(shù)據(jù)讀寫(xiě)連線(xiàn)、數(shù)據(jù)傳遞連線(xiàn)和使能連線(xiàn)，數(shù)據(jù)讀寫(xiě)連線(xiàn)一方面連接至運(yùn)動(dòng)控制器本體，另一方面分別連接至各個(gè)擴(kuò)展模塊；數(shù)據(jù)傳遞連線(xiàn)包括數(shù)據(jù)0-數(shù)據(jù)7傳遞連線(xiàn)，數(shù)據(jù)傳遞連線(xiàn)為雙向信號(hào)線(xiàn)，一方面連接至運(yùn)動(dòng)控制器本體，另一方面分別連接至各個(gè)擴(kuò)展模塊；使能連線(xiàn)用于串聯(lián)運(yùn)動(dòng)控制器本體和各個(gè)擴(kuò)展模塊。該發(fā)明是采用基于計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)并行總線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)控制器，由于運(yùn)動(dòng)控制器本身所帶得資源有限，使外接模塊與運(yùn)動(dòng)控制器匹配性不好、價(jià)格昂貴、系統(tǒng)復(fù)雜不穩(wěn)定等問(wèn)題。同時(shí)，在很多的應(yīng)用場(chǎng)合還需要借助一些額外的模塊才能完成系統(tǒng)的應(yīng)用。

中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利申請(qǐng)CN201955650U公開(kāi)了一種三坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)控制器，涉及單片機(jī)及電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，特別是一種簡(jiǎn)易定位控制的三坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)控制器。包括控制盒、電路板、人機(jī)操作界面、手搖脈沖發(fā)生器MPG和控制電路，人機(jī)操作界面具有LED顯示屏和控制按鍵，人機(jī)操作界面和手搖脈沖發(fā)生器MPG設(shè)置在控制盒上，電路板安裝在控制盒內(nèi)，控制電路裝配在電路板上，控制電路包括單片機(jī)、輸入信號(hào)電路部分、輸出信號(hào)電路部分、手搖脈沖發(fā)生器MPG控制電路部分、LED顯示及按鍵電路部分和串行通訊接口電路部分，各部分均為獨(dú)立的功能模塊，單片機(jī)電路與其它各部分功能電路模塊之間通過(guò)系統(tǒng)總線(xiàn)相連。該實(shí)用新型是采用基于計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)并行總線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)控制器，只能實(shí)現(xiàn)極少數(shù)的運(yùn)動(dòng)控制功能，在自行運(yùn)動(dòng)功能中缺乏圓弧插補(bǔ)的定位，無(wú)法達(dá)到運(yùn)動(dòng)軌跡控制準(zhǔn)確要求。