专利名称：一种用于激光切割设备上的运动机构的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种用于激光切割设备上的运动机构的控制方法。
背景技术：
现有的用于激光切割设备上的运动机构的控制方法， 一般都是通过向PID (PID是比例proportion、积分integral、微分differential的英文缩写。是控制理 论中的专用名词，下同)控制器输入一个PID参数控制激光切割设备上的运动 机构的运动，PID控制器原理如图1所示。PID控制器的作用是平稳地消除运动 产生的偏差。在理想状态下，通过设置一个PID参数(包括比例增益、微分增 益、积分增益、速度前馈增益、加速度前馈增益)即可将运动机构的跟随误差、 定位精度、定位时间和稳态误差调整到理想状态。但实际情况并非如此，运动机 '构的跟随误差、定位精度、定位时间和稳态误差不仅与PID参数有关，与系统 的性能也有关系，如系统噪声、运动机构刚性、零件的加工精度、运动部件的 摩擦系数、装配误差、设计误差等，这些因素很难通过建立数学模型来准确掌握。 这些因素有时会导致运动机构产生较大的偏差，有时运动机构会产生振动或啸 叫。要改进这些缺陷却，只能降低系统指标。
发明内容
本发明提供一种用于激光切割设备上的运动机构的控制方法，以解决现有用 于激光切割设备上的运动机构的控制方法会因改进系统噪声、运动机构刚性、零 .件的加工精度、运动部件的摩擦系数、装配误差、设计误差等因素导致运动机构 产生较大的偏差和振动或啸叫而必须降低系统指标的技术问题。
为了解决以上技术问题，本发明采取的技术方案是
一种用于激光切割设备上的运动机构的控制方法，通过向PID控制器输入的PID参数控制激光切割设备上的运动机构的运动，其特征是包括以下步骤-
(一) 将PID参数设置为静止PID参数；
(二) 判断有无运动指令，如果有则将PID参数为运动PID参数，控制运动 机构的运动，否则，继续判断有无运动指令；
(三) 判断运动机构运动是否完成，如果完成，则将PID参数设置回静止PID 参数；否则，继续判断运动机构运动是否完成。
所述运动PID参数选自于运动PID参数数据库，所述运动PID参数数据库储 存了根据运动机构所处的平面位置区域的不同所给出的所有区域的区域运动 PID参数；所述歩骤(二)中在判断为有指令运动后，还继续判断运动机构的所 处位置，根据运动机构的所处位置选定其区域运动PID参数。
所述运动PID参数数据库储存的区域运动PID参数均为经验数据。 所述向运动控制器输入的PID参数均通过计算机软件自动完成。 所述的静止PID参数和区域运动PID参数可予以动态更改。 所述的静止PID参数和运动PID参数数据库里的区域运动PID参数可通过以 更改、添加和删除的方式修改、增加或减少区域运动PID参数，并可修改各区 域运动PID参数所对应的区域。
在采用了上述技术方案后，由于将PID参数根据运动机构是否运动分为静 止PID参数和运动PID参数，改变了现有技术不根据运动机构是否运动而使用 不同PID参数即使用固定PID参数，运动PID参数可以根据系统噪声、运动机 构刚性、零件的加工精度、运动部件的摩擦系数、装配误差、设计误差等因素进 行取值，解决了现有用于激光切割设备上的运动机构的控制方法会因改进系统噪 声、运动机构刚性、零件的加工精度、运动部件的摩擦系数、装配误差、设计误 差等因素导致运动机构产生较大的偏差和振动或啸叫而必须降低系统指标的技 术问题。其次，由于运动PID参数选自于运动PID参数数据库，运动PID参数 数据库储存了根据运动机构所处的平面位置区域的不同所给出的所有区域的区 域运动PID参数；即根据运动机构所处的平面位置区域可以选定不同的适合于 对应区域的区域运动P1D参数，使PID参数能更加精确的控制运动机构，大大 降低运动机构产生较大的偏差和减少振动或啸叫。另外，向运动控制器输入的 PID参数均通过计算机软件自动完成，因此，自动化程度高，不需要人工介入。
4最后，由于，静止PID参数和运动PID参数数据库里的区域运动PID参数可通 过以更改、添加和删除的方式修改、增加或减少区域运动PID参数> 并可修改 各区域运动PID参数所对应的区域，还可以动态修改，因此，即可根据不同的 系统设置不同的PID参数，还可以对同一系统的PID参数根据需要进行修正。 使用更加方便，适用范围更广。
图1是用于激光切割设备上的的运动机构的控制方法的原理示意图。 图2是本发明方法的流程图。
图3是本发明中对运动机构所处位置进行区域划分的示意图。 图4是本发明中运动机构所处位置所处不同区域的对应的区域运动PID参 数组成的运动PID参数数据库。
具体实施例方式
如图2所示， 一种用于激光切割设备上的运动机构的控制方法，通过向PID 控制器输入的PID参数控制激光切割设备上的运动机构的运动，包括以下步骤.-
(一) 将PID参数设置为静止PID参数；
(二) 判断有无运动指令，如果有则将PID参数为运动PID参数，控制运动 机构的运动，运动PID参数选自于运动PID参数数据库，并进而根据 运动机构的所处位置选定其区域运动PID参数，运动PID参数数据库 储存了根据运动机构所处的平面位置区域的不同所给出的所有区域 的区域运动PID参数；否则，继续判断有无运动指令；运动机构所处 的平面位置区域的划分如图3所示，图中将XY运动平面分成了 n*n 个区域块。区域块的大小和多少可根据实际情况来决定。将划分后的
区域块定义成区域块l，区域块2，.....*,区域块n。运动PID参数
数据库如图4所示，在每个区域块调整X、 Y运动机构PID参数，得 到n组PID参数。
(三) 判断运动机构运动是否完成,如果完成，则将PID参数设置回静止PID 参数；否则，继续判断运动机构运动是否完成。运动PID参数数据库储存的区域运动PID参数均为经验数据。向运动控制器 输入的PID参数均通过计算机软件自动完成。静止PID参数和区域运动PID参 数可予以动态更改。静止PID参数和运动PID参数数据库里的区域运动PID参 数可通过以更改、添加和删除的方式修改、增加或减少区域运动PID参数，并 可修改各区域运动PID参数所对应的区域。
本发明通过采用动态地改变伺服控制器的PID参数，进行运动机构的伺服 控制，可以有效地减小运动机构在各种状态下的运动跟随误差，同时可以抑制运 动机构的振动，减少了对运动机构的性能要求，保证系统要求，从而降低了系统 的成本。众所周知，PID控制器是 种线性控制器，往往要求被控对象的数学模 型也是线性的，或者能够简化成基本是线性的。而当被控对象的数学模型为非线 性时，则很难得到理想的控制效果。对于运动机构而言，由于存在上面提到的各 种不确定因素，在实际应用中，很难将PID控制器调整到理想状态。本发明通 过动态的改变PID控制器的参数，来适应运动机构不同状态，可以将运动机构 调整到一个理想状态，从而满足系统设计要求。
权利要求
1、一种用于激光切割设备上的运动机构的控制方法，通过向PID控制器输入的PID参数控制激光切割设备上的运动机构的运动，其特征是包括以下步骤(一)将PID参数设置为静止PID参数；(二)判断有无运动指令，如果有则将PID参数为运动PID参数，控制运动机构的运动，否则，继续判断有无运动指令；(三)判断运动机构运动是否完成，如果完成，则将PID参数设置回静止PID参数；否则，继续判断运动机构运动是否完成。
2、 如权利要求1所述的用于激光切割设备上的运动机构的控制方法，其特征 是所述运动PID参数选自于运动PID参数数据库，所述运动PID参数数据库 储存了根据运动机构所处的平面位置区域的不同所给出的所有区域的区域运动 PID参数；所述歩骤(二)中在判断为有指令运动后，还继续判断运动机构的所 处位置，根据运动机构的所处位置选定其区域运动PID参数。
3、 如权利要求2所述的用于激光切割设备上的运动机构的控制方法，其特征 是所述运动PID参数数据库储存的区域运动PID参数均为经验数据。
4、 如权利要求1或2或3所述的用于激光切割设备上的运动机构的控制方法， 其特征是所述向运动控制器输入的PID参数均通过计算机软件自动完成。
5、 如权利要求2或3所述的用于激光切割设备上的运动机构的控制方法，其 特征是所述的静止PID参数和区域运动PID参数可予以动态更改。
6、 如权利要求4所述的用于激光切割设备上的的运动机构的控制方法，其特 征是所述的静止PID参数和运动PID参数数据库里的区域运动PID参数可通 过以更改、添加和删除的方式修改、增加或减少区域运动PID参数，并可修改 各区域运动PID参数所对应的区域。
全文摘要
本发明涉及一种用于激光切割设备上的运动机构的控制方法，包括以下步骤(一)将PID参数设置为静止PID参数；(二)判断有无运动指令，如果有则将PID参数为运动PID参数，控制运动机构的运动，否则，继续判断有无运动指令；(三)判断运动机构运动是否完成，如果完成，则将PID参数设置回静止PID参数；否则，继续判断运动机构运动是否完成。由于将PID参数根据运动机构是否运动分为静止PID参数和运动PID参数，改变了现有技术使用固定PID参数而导致运动机构产生较大的偏差和振动或啸叫而必须降低系统指标的技术问题。
文档编号G05B11/42GK101630143SQ200810068399
公开日2010年1月20日 申请日期2008年7月14日 优先权日2008年7月14日
发明者付学斌, 程金政, 宇 雷 申请人:深圳市华德激光技术有限公司