[發(fā)明專利]進(jìn)給系統(tǒng)的摩擦力預(yù)測與補(bǔ)償方法及電腦可讀取存儲媒體

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010460140.2
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN113742880A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李家?guī)r;鄭宇翔;陳家慧;蔡秉均
• 申請（專利權(quán)）人: 臺達(dá)電子工業(yè)股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 隆天知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 聶慧荃;閆華

一種進(jìn)給系統(tǒng)的摩擦力預(yù)測與補(bǔ)償方法及電腦可讀取存儲媒體，其中進(jìn)給系統(tǒng)的摩擦力預(yù)測與補(bǔ)償方法包括下列步驟：于進(jìn)給系統(tǒng)啟動后，通過馬達(dá)驅(qū)動器持續(xù)獲取馬達(dá)轉(zhuǎn)動時的電流信號及角位置信號；依據(jù)電流信號及角位置信號估算馬達(dá)在各個轉(zhuǎn)動位置上時的摩擦力，并產(chǎn)生多筆摩擦力數(shù)據(jù)；依據(jù)所估算的多筆摩擦力數(shù)據(jù)以及各個對應(yīng)的角位置信號建立摩擦力模型；將馬達(dá)當(dāng)前的角位置信號匯入摩擦力模型，以預(yù)測進(jìn)給系統(tǒng)的預(yù)測摩擦力；基于預(yù)測摩擦力計算補(bǔ)償電流；以及控制馬達(dá)驅(qū)動器額外施加補(bǔ)償電流給馬達(dá)，以令馬達(dá)克服摩擦力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種進(jìn)給系統(tǒng)，尤其涉及一種進(jìn)給系統(tǒng)的摩擦力預(yù)測與補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)

一般來說，進(jìn)給系統(tǒng)(例如自動化設(shè)備)內(nèi)部采用的馬達(dá)在反轉(zhuǎn)的瞬間會因為沒有足夠的動力克服因機(jī)械組件所生的最大靜摩擦力而發(fā)生速度不連續(xù)的現(xiàn)象，因而在馬達(dá)的換向處產(chǎn)生加工紋路，影響進(jìn)給系統(tǒng)的加工品質(zhì)與精密度。

參閱圖1，為進(jìn)給系統(tǒng)與摩擦力示意圖。如圖1(a)所示，進(jìn)給系統(tǒng)1上一般配置有一或多組的機(jī)械組件11，于進(jìn)給系統(tǒng)1啟動后，可以控制馬達(dá)(圖未標(biāo)示)轉(zhuǎn)動，并且通過馬達(dá)的轉(zhuǎn)動來帶動機(jī)械組件11朝向上、下、左、右、前、后等方向反復(fù)移動，進(jìn)而實現(xiàn)加工的目的。

若要帶動機(jī)械組件11朝反方向移動，則馬達(dá)必須進(jìn)行反轉(zhuǎn)。如前文所述，馬達(dá)在反轉(zhuǎn)的瞬間會因為動力不足而無法克服機(jī)械組件11帶來的靜摩擦力，因此將會形成如圖1(b)所示的循圓軌跡2。如圖1(b)所示，進(jìn)給系統(tǒng)1在馬達(dá)的換向處20將會出現(xiàn)換向尖角，代表馬達(dá)在換向處20的動力不足以應(yīng)付對應(yīng)的摩擦力。

為解決上述問題，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員確實需要一套新穎的系統(tǒng)與方法，可以通過對進(jìn)給系統(tǒng)的馬達(dá)進(jìn)行分析，以預(yù)測馬達(dá)為了克服在各個轉(zhuǎn)動位置上的摩擦力所需的動力并且加以補(bǔ)償，并借此提高進(jìn)給系統(tǒng)的加工品質(zhì)與精密度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的，在于提供一種進(jìn)給系統(tǒng)的摩擦力預(yù)測與補(bǔ)償方法以及電腦可讀取存儲媒體，是可在進(jìn)給系統(tǒng)啟動后進(jìn)行摩擦力的預(yù)測動作，并且通過提供馬達(dá)額外的補(bǔ)償電流，以克服所預(yù)測的摩擦力。

為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的進(jìn)給系統(tǒng)的摩擦力預(yù)測與補(bǔ)償方法是應(yīng)用于一進(jìn)給系統(tǒng)，進(jìn)給系統(tǒng)具有至少一組機(jī)械組件、導(dǎo)引機(jī)械組件作動的一馬達(dá)、以及電性連接馬達(dá)并控制馬達(dá)轉(zhuǎn)動的一馬達(dá)驅(qū)動器，并且進(jìn)給系統(tǒng)的摩擦力預(yù)測與補(bǔ)償方法至少包括下列步驟：

a)由馬達(dá)驅(qū)動器持續(xù)獲取馬達(dá)轉(zhuǎn)動時的一電流信號及一角位置信號；

b)依據(jù)電流信號及角位置信號估算馬達(dá)在各個轉(zhuǎn)動位置上的一摩擦力，并產(chǎn)生多筆摩擦力數(shù)據(jù)；

c)依據(jù)多筆摩擦力數(shù)據(jù)以及對應(yīng)各摩擦力數(shù)據(jù)的角位置信號進(jìn)行運(yùn)算，以針對馬達(dá)建立一摩擦力模型；

d)將馬達(dá)當(dāng)前的角位置信號匯入該摩擦力模型中以預(yù)測該進(jìn)給系統(tǒng)的一預(yù)測摩擦力；

e)基于預(yù)測摩擦力計算一補(bǔ)償電流；及

f)控制馬達(dá)驅(qū)動器額外施加補(bǔ)償電流于馬達(dá)。

為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的電腦可讀取存儲媒體中記錄有電腦可以執(zhí)行的程序碼，并且程序碼于被執(zhí)行后可以執(zhí)行下列步驟：

a)由一進(jìn)給系統(tǒng)的一馬達(dá)驅(qū)動器持續(xù)獲取進(jìn)給系統(tǒng)的一馬達(dá)轉(zhuǎn)動時的一電流信號及一角位置信號；

b)依據(jù)電流信號及角位置信號估算馬達(dá)在各個轉(zhuǎn)動位置上的一摩擦力，并產(chǎn)生多筆摩擦力數(shù)據(jù)；

c)依據(jù)多筆摩擦力數(shù)據(jù)以及對應(yīng)各摩擦力數(shù)據(jù)的角位置信號進(jìn)行運(yùn)算，以針對馬達(dá)建立一摩擦力模型；

d)將馬達(dá)當(dāng)前的角位置信號匯入摩擦力模型中以預(yù)測進(jìn)給系統(tǒng)的一預(yù)測摩擦力；

e)基于預(yù)測摩擦力計算一補(bǔ)償電流；及