[發明專利]一種數控加工的伺服控制方法、裝置、設備和存儲介質

在審

• 申請號: 202310006078.3
• 申請日: 2023-01-04
• 公開（公告）號: CN116088425A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 張長青
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院木材工業研究所;中國林業科學研究院生態保護與修復研究所
• 主分類號: G05B19/414
• 分類號: G05B19/414
• 代理公司: 北京天方智力知識產權代理事務所(普通合伙) 11719
• 代理人: 王海龍

本發明提供了一種數控加工的伺服控制方法包括：根據運動方程對關節進行插補，規劃操作臂末端的運動軌跡；根據操作臂末端的運動軌跡產生個關節的給定變化量；根據給定變化量同步控制各關節伺服電機的運轉，在伺服電機運轉過程中動態補償各伺服電機的轉動慣量差異。本發明可以保證操作臂末端按照規定的路徑和軌跡運動，保證操作臂末端運行軌跡的平滑性及連續性；通過伺服控制可以動態調整各伺服電機運動過程中產生的波動并進行補償，使得操作臂能夠精確動作，提高操作臂的動作精度。

技術領域

本發明涉及數控加工技術領域，具體涉及一種數控加工的伺服控制方法、裝置設備和存儲介質。

背景技術

近年來，工業機器人作為工業領域中重要的裝備，以其結構緊湊、高靈活性、高效率等優點，被廣泛應用于裝配、搬運和精密零件加工等生產領域。為提高生產效率和產品質量，高速高精度及平穩運動成為衡量工業機器人重要性能指標。近年來機械加工朝著精細化方向不斷發展，操作臂也朝著多關節以及多自由度加工方向發展。多個關節必然存在多個伺服電機，通過控制多個伺服電機動作軌跡，最后合成操作臂末端的運行軌跡。如果多臺伺服電機中任何一臺在運行過程中出現波動，都會導致操作臂末端運動軌跡出現誤差。因此如何同步控制多臺伺服電機，提高操作臂的動作精度，成為了本領域技術人員亟待解決的技術問題和始終研究的重點。

發明內容

鑒于上述問題，本發明實施例一種數控加工的伺服控制方法及裝置，解決現有的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提供以下技術方案：

第一方面，本發明提供一種數控加工的伺服控制方法，該方法包括：

根據運動方程對關節進行插補，規劃操作臂末端的運動軌跡；

根據操作臂末端的運動軌跡產生個關節的給定變化量；

根據給定變化量同步控制各關節伺服電機的運轉，在伺服電機運轉過程中動態補償各伺服電機的轉動慣量差異。

一實施例中，所述根據給定變化量同步控制各關節伺服電機的運轉，在伺服電機運轉過程中動態補償各伺服電機的轉動慣量差異包括：

將各個關節的給定變化量轉化為各個關節對應的伺服電機的給定轉速；

利用復用器根據給定轉速和各伺服電機反饋的輸出轉速向各伺服電機對應的分解器轉發控制信號；

將其中一伺服電機的速度反饋與其它伺服電機的速度反饋比較，得到速度補償信號；

將分解器接收的控制信號和速度補償信號作為PID控制器給定信號對各個伺服電機進行伺服控制。

一實施例中，所述將其中一伺服電機的速度反饋與其它伺服電機的速度反饋比較，得到速度補償信號包括：

獲取每臺伺服電機的輸出轉速和轉動慣量；

根據各伺服電機與其它伺服電機間轉動慣量的比值，得到各伺服電機與其它伺服電機間的速度反饋增益；

比較各伺服電機與其它伺服電機間的輸出轉速的差值，得到各伺服電機與其它伺服電機間的轉速差；

根據各伺服電機與其它伺服電機間的速度反饋增益與轉速差乘積之和，得到各伺服電機的速度補償信號。

一實施例中，所述伺服控制包括：

通過位置指令生成器將位置指令輸入位置環控制器，并接收伺服電機的位置反饋；位置環控制器將速度指令輸入速度環控制器，并接收伺服電機的速度反饋；速度環控制器將電流指令輸入電流環控制器，并接收伺服電機的電流反饋；電流環控制器將脈寬調制信號輸出輸入到逆變器，所述逆變器連接到伺服電機。

一實施例中，所述根據運動方程對關節進行插補，規劃操作臂末端的運動軌跡包括：