[發(fā)明專利]一種基于CAN總線的多軸同步控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010213535.2
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111381612B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喬宇
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州曼宇智能科技有限公司
• 主分類號: G05D13/62
• 分類號: G05D13/62
• 代理公司: 南京常青藤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32286
• 代理人: 仲暉

1.一種基于CAN總線的多軸同步控制系統(tǒng)，其特征在于，包括上位機、多軸同步控制器、至少一個驅(qū)動器和至少一個電機，所述多軸同步控制器通過以太網(wǎng)或局域網(wǎng)與所述上位機相連，所述驅(qū)動器之間以及所述驅(qū)動器與所述多軸同步控制器之間通過CAN總線相連，所述驅(qū)動器的輸出與所述電機相連；

所述多軸同步控制器包括位移采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、誤差計算模塊和同步控制模塊，所述位移采集模塊用于采集各個電機的位移數(shù)據(jù)，其中，各個所述電機按照規(guī)劃軌跡帶動負載運動；所述數(shù)據(jù)存儲模塊用于存儲同步數(shù)據(jù)和所述位移采集模塊采集的所述位移數(shù)據(jù)；所述同步數(shù)據(jù)包括：所述規(guī)劃軌跡為根據(jù)電機的模擬給定量與負載的模擬給定量對應(yīng)的運動形成的運動軌跡；所述誤差計算模塊用于根據(jù)采集的各個電機的位移數(shù)據(jù)合成歐氏空間的運動軌跡，將所述運動軌跡與規(guī)劃軌跡進行比較，獲取運動軌跡與規(guī)劃軌跡之間的軌跡誤差；所述同步控制模塊用于根據(jù)所述軌跡誤差對所述多軸同步控制系統(tǒng)的同步性能進行檢測，參照所述數(shù)據(jù)存儲模塊的同步數(shù)據(jù)控制各驅(qū)動器，通過驅(qū)動器對各電機進行同步控制；

所述多軸同步控制器還包括補償控制模塊，所述補償控制模塊用于根據(jù)對各電機設(shè)定的帶動負載運動的運動軌跡差、轉(zhuǎn)矩同步時間差、轉(zhuǎn)速同步時間差和位移同步時間差與各電機根據(jù)模擬給定量生成的虛擬主軸曲線數(shù)據(jù)，并在控制各驅(qū)動器的過程中，將所述位移采集模塊采集的各位移數(shù)據(jù)與所述虛擬主軸曲線數(shù)據(jù)中對應(yīng)的位移數(shù)據(jù)進行比較，將比較結(jié)果輸送至所述同步控制模塊，經(jīng)所述同步控制模塊補償控制各驅(qū)動控制器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CAN總線的多軸同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述補償控制模塊包括：虛擬主軸曲線數(shù)據(jù)生成子模塊和比較處理子模塊；所述虛擬主軸曲線數(shù)據(jù)生成子模塊，用于根據(jù)對各電機設(shè)定的帶動負載運動的運動軌跡差、轉(zhuǎn)矩同步時間差、轉(zhuǎn)速同步時間差和位移同步時間差與各電機的根據(jù)模擬給定量生成的虛擬主軸曲線數(shù)據(jù)，并將所述虛擬主軸曲線數(shù)據(jù)存儲至所述存儲模塊；所述比較處理子模塊，用于在控制各驅(qū)動器的過程中，將所述位移采集模塊采集的各位移數(shù)據(jù)與所述虛擬主軸曲線數(shù)據(jù)中對應(yīng)的位移數(shù)據(jù)進行比較，將比較結(jié)果輸送至所述同步控制模塊，經(jīng)所述同步控制模塊補償控制各驅(qū)動控制器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CAN總線的多軸同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述多軸同步控制器還包括自學習模塊，所述自學習模塊用于在控制驅(qū)動器驅(qū)動各電機過程中，根據(jù)向各驅(qū)動器輸送的模擬給定量與各模擬給定量對應(yīng)的各電機的工作位置進行計算得出各電機的新的工作曲線數(shù)據(jù)作為新的同步數(shù)據(jù)，并存儲至所述數(shù)據(jù)存儲模塊中替換現(xiàn)有的同步數(shù)據(jù)。

4.一種基于CAN總線的多軸同步控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、接收各位移采集模塊輸送的分別與各驅(qū)動器連接的各電機的位移數(shù)據(jù)；

S2、參照存儲的同步數(shù)據(jù)控制各驅(qū)動器，通過各驅(qū)動器對各電機進行同步驅(qū)動。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于CAN總線的多軸同步控制方法，其特征在于，所述參照存儲的同步數(shù)據(jù)控制各驅(qū)動器包括：從同步數(shù)據(jù)中找到與位移數(shù)據(jù)對應(yīng)的控制驅(qū)動器的模擬給定量，通過找到的模擬給定量控制驅(qū)動器，其中，所述同步數(shù)據(jù)為根據(jù)控制驅(qū)動器的模擬給定量與各模擬給定量對應(yīng)的電機的工作位置形成的電機工作曲線數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于CAN總線的多軸同步控制方法，其特征在于，所述方法還包括：補償控制步驟，在控制各驅(qū)動器的過程中，將接收各位移采集模塊輸送的分別與各驅(qū)動器連接的各電機的位移數(shù)據(jù)與虛擬主軸曲線數(shù)據(jù)中對應(yīng)的位置數(shù)據(jù)進行比較，將比較結(jié)果輸送至所述同步控制模塊，經(jīng)所述同步控制模塊補償控制各驅(qū)動器；其中，所述虛擬主軸曲線數(shù)據(jù)為根據(jù)對各電機設(shè)定的帶動負載運動的運動軌跡差、轉(zhuǎn)矩同步時間差、轉(zhuǎn)速同步時間差與各電機的當前位置生成的虛擬主軸曲線數(shù)據(jù)。