[發明專利]一種基于總線的伺服電機同步控制方法

在審

• 申請號: 201811216818.1
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109361330A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 程利軍
• 申請（專利權）人: 東莞市旭展自動化科技有限公司
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08
• 代理公司: 深圳市惠邦知識產權代理事務所 44271
• 代理人: 殷齊齊

本發明提供一種基于總線的伺服電機同步控制方法，屬于自動控制技術領域。本發明所述一種基于總線的伺服電機同步控制方法，首先控制系統向各個伺服驅動器發送空運行指令，并利用總線測量獲得與各個伺服驅動器對應的各個伺服電機的響應延遲時間T_i；然后比較獲得的各個伺服電機的響應延遲時間的大小，選出其中的最大值；設置一個大于等于所述最大值的整體延遲值Y；最后控制系統分別延遲Y?T_i時間后向各個伺服驅動器發送指令。本發明解決了現有技術結構或者控制程序較復雜的問題。本發明可運用于系統中伺服電機同步的控制。

技術領域

本發明涉及一種伺服電機同步控制方法，屬于自動控制技術領域。

背景技術

隨著工業自動化、機器人行業的不斷發展，對運動控制系統的響應性能要求越來越高。運動控制系統(如工業機器人、數控設備等)的末端位姿通常是由多部件協同運動復合產生，其各部件伺服電機的同步控制精度是影響末端運動軌跡精度的關鍵因素。由于由于各個伺服電機的驅動器(控制器)都有獨立運行的本地時鐘，并且指令數據在各個伺服驅動器之間、系統主控模塊和伺服驅動器之間傳輸時會產生一定的延遲，多個伺服電機間的響應延遲時間的不均會引起動作的偏差；并且每次動作指令各個伺服電機響應延遲時間會累加，最終造成運動控制系統的運動軌跡產生較大誤差。因此，如何消除或者抵消掉不同驅動器控制的伺服電機之間的延遲差，提高控制系統中不同伺服電機的同步控制精度是關鍵。

在大型的龍門式和橋式數控設備的機床控制中，雙軸同步驅動技術已成為一種常見的控制方法，如動梁式龍門銑床的橫梁升降控制，龍門框架移動式加工中心的龍門框架移動控制等。所謂雙軸同步驅動，就是一個坐標的運動指令能夠驅動兩個電機同時運行，通過對這兩個電機移動量的檢測，將位移偏差反饋到數控系統獲得同步誤差補償，其目的是將主、從兩個電機之間的位移偏差量控制在一個允許的范圍內。從整體結構來看就是采用雙電機、雙檢測的同步進給驅動系統。近年來，雙軸同步驅動技術在數控機床中的應用越來越成為業界的熱點。從已經具備雙軸同步控制功能的控制系統來看，同步控制功能均由數控系統提供，如目前市場上廣泛使用的高檔數控系統，西門子840D提供了龍門軸功能，FANUC-18i數控系統提供了簡易同步控制軸功能等。同步控制功能由數控系統實現，雖然解決了同步軸控制問題，同時也帶來很多弊端，如增加了數控系統的負擔，接口復雜，難于擴展為多軸同步功能等，同時成本也較高。

日本專利特開2009-151527號公報(2009年7月9日公開)中公開了如下方法：對機器人的動作進行控制的控制裝置按軸，計算相對于指令值的目標軌跡與實際的動作軌跡之差作為伺服延遲時間，并將最短的伺服延遲時間作為基準時間，基于每個軸的伺服延遲時間與所述基準時間來計算每個軸的補償轉矩，將反映了每個軸的補償轉矩的指令值輸出至各伺服，對機器人的動作進行控制。但是這種方法基于每個軸的伺服延遲時間與所述基準時間的補償轉矩的計算、及反映了補償轉矩的指令值的計算太復雜，必然控制程序也會復雜。

專利201410260578.0提出了一種具有時變測量延遲輸出和噪聲的伺服電機的狀態觀測方法，采用這種控制可以消除延遲輸出和噪聲的影響，并且不需要速度傳感器便可以得到系統的全狀態信息；但是該方法計算較復雜，且需要借助于數值計算和控制系統仿真工具(如Matlab)等進行，控制程序復雜。

發明內容

本發明為解決現有消除不同伺服電機之間的延遲差，提高控制系統中不同伺服電機的同步控制精度的技術結構或者控制程序較復雜的問題，提供了一種基于總線的伺服電機同步控制方法。

本發明所述一種基于總線的伺服電機同步控制方法，通過以下技術方案實現：

步驟一、控制系統向各個伺服驅動器發送空運行指令，并利用總線測量獲得與各個伺服驅動器對應的各個伺服電機的響應延遲時間；

步驟二、比較步驟一中獲得的各個伺服電機的響應延遲時間的大小，選出其中的最大值X；

步驟三、設置整體延遲值Y，且Y≥X；