[發明專利]一種運動控制機構開環動態誤差的補償方法

在審

• 申請號: 202010636790.8
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN112207629A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 陳虎;劉立新;李文慶;董大鵬
• 申請（專利權）人: 科德數控股份有限公司
• 主分類號: B23Q17/00
• 分類號: B23Q17/00
• 代理公司: 大連至誠專利代理事務所(特殊普通合伙) 21242
• 代理人: 杜廣虎;楊威

本發明公開了一種運動控制機構開環動態誤差的補償方法，包括以下步驟，步驟1、根據典型工況下期望位置值設置指令位置值，典型工況包括各種典型的位置、速度、加速度建立時間、加速度以及加加速度；步驟2、獲取指令位置值對應的實際運動位置值和運動控制機構控制器中全閉環控制/半閉環控制中的位置反饋值，計算所有典型工況下的運動控制機構的開環動態誤差值；步驟3、根據指令位置值和開環動態誤差值建立開環誤差補償數據庫；步驟4、根據開環誤差補償數據庫對指令位置值進行開環誤差補償。該方法通過動態誤差補償數據庫對運動控制機構進行開環動態誤差補償，有效的降低的運動控制機構的開環動態誤差對運動控制機構的影響，提高的運動控制機構的控制精度。

技術領域

本發明涉及機械控制技術領域，具體涉及運動控制機構開環動態誤差的補償方法。

背景技術

全閉/半閉環控制的運動控制機構(數控機床、機械手以及機器人等)，由于運動控制機構上設置有位置反饋裝置，位置反饋裝置可以精確測量并反饋運動控制機構執行器終端的運動位置距離，并將檢測的數據反饋到運動控制系統控制器中，運動控制系統的控制器可以根據位置反饋裝置數據獲取運動控制機構執行器終端的具體位置并進行調整，以保證運動控制機構的高精度。

但是，位置反饋裝置/速度反饋裝置(光柵尺或編碼器等檢測裝置)只能測量反饋裝置讀數頭的位置，檢測不到運動控制機構執行器終端到反饋裝置讀數頭之間的位置誤差。在運動控制機構運動過程中，由于運動控制機構執行器終端加減速運動過程中，運動著的零部件質量會產生正反向沖擊力，這個沖擊力會作用到運動控制機構的零部件上，由于這些零部件存在彈性和安裝配合間隙等要素，會導致主軸端面與光柵尺讀數頭之間產生交變距離變化，即造成運動控制機構執行器終端的開環動態誤差，該開環動態誤差與運動控制機構執行器終端的運動速度、加速度和剛度與動態沖擊力有關，影響了運動機構的運動精度，進而直接影響運動控制系統的控制精度，定期檢測運動控制系統的開環動態誤差從而為運動瞬態誤差的補償提供數據支撐，對于提高運動控制系統的控制精度有很重要的意義，然而如何檢測數控機床的開環動態誤差，并通過控制開環動態誤差以提高運動控制機構的控制精度是重要的問題。

發明內容

本發明提出了一種運動控制機構開環動態誤差的補償方法，本發明采用的技術手段如下：

一種運動控制機構開環動態誤差的補償方法，包括以下步驟，

步驟1、根據典型工況下運動控制機構執行器終端的期望位置值設置指令位置值，所述典型工況包括各種典型的位置、速度、加速度、加速度建立時間以及加加速度；

步驟2、獲取所述指令位置值對應的所述運動控制機構執行器終端的實際運動位置值和在運動控制機構控制器中的全閉環控制/半閉環控制中的位置反饋值，計算典型工況下的所述運動控制機構的開環動態誤差值；

步驟3、根據所述指令位置值和所述開環動態誤差值建立運動控制機構的開環誤差補償數據庫；

步驟4、根據所述開環誤差補償數據庫對任一典型工況下的所述運動控制機構的指令位置值進行開環誤差補償。

進一步地，所述步驟2包括以下步驟，

在運動控制機構執行器終端與運動控制機構中全閉環位置反饋裝置/半閉環位置反饋裝置之間設置位置檢測儀器；

設置所述位置檢測儀器的采樣周期與所述全閉環位置反饋裝置/半閉環位置反饋裝置采樣周期同步；

控制所述運動控制機構執行器終端在不同的典型工況下運動，通過所述位置檢測儀器和所述全閉環位置反饋裝置/半閉環位置反饋裝置實時同步的采集運動控制機構執行器終端的實際運動位置值和運動控制機構控制器中所述控制機構執行器終端的全閉環控制/半閉環控制中的位置反饋值；

在任意一種典型工況下，所述運動控制機構執行器終端的實際運動位置值為W_實：