一种基于伺服的主从位置同步控制系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及自动化生产线同步技术领域，尤其涉及一种基于伺服的主从位置同步控制系统及方法。
【背景技术】
[0002]自动化生产线为由工件传送控制系统将若干组自动机台和辅助设备，按照工艺顺序联接起来，自动完成产品全部或部分制造过程的生产系统。因此，自动化生产线成为现代生产发展的主要趋势之一，对于加速社会生产力发展及减轻工人体力劳动具有重大意义，其适用于大批量生产，能缩短生产周期和降低成本。
[0003]目前，国内大部分自动化生产线采用前后机台同步连接的方法，主要方法包括:一、前后机台的同步都使用变频器驱动，利用模拟信号通过比例调节分别控制，使前后机台保持速度同步；二、前后机台的同步都使用变频器驱动，通过同步控制器来进行控制，在前机台加一个脉冲编码器来提供前馈信号以及一个主检测开关来提供主轴位置参考信号，并在后机台加一个从检测开关来提供从轴位置参考信号，使前后机台保持位置同步；三、在前机台用一个编码器(如果前面机台采用伺服控制器驱动，则利用其仿真编码器)虚拟一个主轴，将信号输入一个位置控制器，再通过位置控制器来控制后机台的从轴伺服控制器，使后机台与前机台保持位置同步。
[0004]但是，上述方法均存在不足之处，其不足之处在于:在第一种方法中，虽然实现简单且价格便宜，但同步性能差；在第二种方法中，虽然实现简单且同步性能较好，但价格昂贵；在第二种方法中，虽然同步性能很好，但价格昂贵且实现复杂。
【发明内容】
[0005]本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于伺服的主从位置同步控制系统及方法，实现简单，投资小且同步性能好。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于伺服的主从位置同步控制系统，其用于相配合的前机台和后机台上，包括编码器、PLC、伺服控制器、伺服马达、第一信号分配器、第二信号分配器、第一检测开关和第二检测开关；其中，
所述编码器与所述第一信号分配器的一端相连，用于虚拟所述前机台主轴，产生出一与所述前机台位置实时对应的主轴脉冲信号；
所述第一信号分配器的另一端与所述PLC的第一端及所述伺服控制器的第一端相连，用于获取所述编码器输出的主轴脉冲信号，并将主轴脉冲信号进行电平转换后，分别分配给所述PLC及所述伺服控制器；
所述第一检测开关与所述PLC的第二端相连，用于当检测到所述前机台主轴到达预设的参考位置时，输出第一复位信号；
所述第二检测开关与所述PLC的第三端相连，用于当检测到所述后机台从轴到达所述预设的参考位置时，输出第二复位信号； 所述伺服控制器的第二端与所述PLC的第四端相连，用于PLC对伺服控制器的实施控制，以及伺服控制器的状态反馈到PLC ;
所述伺服控制器的第三端与所述伺服马达相连，用于控制伺服马达的运行及以及马达的位置信号反馈；
第四端与所述第二信号分配器的一端相连，用于输出与所述后机台位置实时对应的从轴仿真脉冲信号至所述第二信号分配器中；
所述第二信号分配器的另一端与所述PLC的第五端相连，用于将所述伺服控制器输出的后机台位置的从轴仿真脉冲信号进行电平转换后，输出至所述PLC;
所述PLC包括第一高速计数器和第二高速计数器，用于在所述第一高速计数器及所述第二高速计数器均未接收到相对应的复位信号进行复位前，取某一时刻，同时从所述第一高速计数器中读取所述脉冲信号对应的第一计数值及从所述第二高速计数器中读取所述仿真脉冲信号对应的第二计数值，并进一步判断所述同一时刻读取到的第一计数值与第二计数值之间差的绝对值是否小于预设的阈值；如果是，则确定所述后机台与所述前机台实现同步；如果否，则输出报警信号报警，且进一步输出相应的指令给所述伺服控制器控制所述伺服马达停机，使得所述后机台停止运转，必须经过复位和同步后才能够再次启动。
[0007]其中，所述第一检测开关和所述第二检测开关均为接近开关或光电开关。
[0008]其中，所述第一信号分配器和所述第二信号分配器均为光电親合器。
[0009]其中，所述光电耦合器可将电平值为5V的脉冲信号转换成电平值为24V的脉冲信号。
[0010]本发明实施例还提供了一种基于伺服的主从位置同步控制方法，其在前述的同步控制系统上实现，所述方法包括:
虚拟前机台主轴，产生出一与所述前机台位置实时对应的主轴脉冲信号；
根据所述产生的主轴脉冲信号，控制后机台运转，并比例仿真出与所述后机台位置实时对应的从轴仿真脉冲信号；
在同一时刻，对所述前机台位置实时对应的主轴脉冲信号及所述后机台位置实时对应的从轴仿真脉冲信号分别进行计数，得到所述主轴脉冲信号对应的第一计数值和所述从轴仿真脉冲信号对应的第二计数值，并进一步计算出所述得到的第一计数值与所述第二计数值之间差的绝对值；其中，所述第一计数值与所述第二计数值均不等于O ;
当检测到所述计算出的差的绝对值小于预设的阈值时，则确定所述后机台与所述前机台同步，继续保持所述后机台运转。
[0011 ] 其中，所述方法进一步包括:
当检测到所述计算出的差的绝对值大于或等于预设的阈值时，则输出报警信号报警，且进一步输出相应的指令控制所述后机台停止运转，并通过复位和同步操作再次根据所述第一高速计数器和第二高速计数器的差值，通过所述PLC产生脉冲信号驱动伺服控制器及伺服马达运行，调整所述后机台运转到同步位置，实现所述后机台与所述前机台的同步。
[0012]实施本发明实施例，具有如下有益效果:
在本发明实施例中，由于采用编码器虚拟前机台主轴位置，并提供与前机台位置实时对应的主轴脉冲信号给伺服控制器，进行后机台与前机台同步，因此对前机台的驱动不做要求，使得其实现简单，同步性能好；同时由于采用PLC对前机台位置实时对应的主轴脉冲信号与后机台位置实时对应的从轴仿真脉冲信号进行简单计数及对比，来确定前后机台的同步状态，并进一步调控不同步的后机台进行同步，从而节省了位置控制器或位置控制专用PLC，因此价格便宜，降低了投资成本。
【附图说明】
[0013]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
[0014]图1为本发明实施例提供的基于伺服的主从位置同步控制系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的基于伺服的主从位置同步控制系统应用场景的电路连接示意图；
图3为图2中PLC的电路结构示意图；
图4为本发明实施例提供的基于伺服的主从位置同步控制的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0015]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
[0016]如图1所示，为本发明实施例提供的一种基于伺服的主从位置同步控制系统，其用于相配合的前机台(未图示)和后机台(未图示)上，包括编码器1、PLC 2、伺服控制器3、伺服马达4、第一信号分配器5、第二信号分配器6、第一检测开关7和第二检测开关8 ;其中，
编码器I与第一信号分配器5的一端相连，用于虚拟前机台主轴，产生出一与前机台位置实时对应的主轴脉冲信号；
第一信号分配器5的另一端与PLC2的第一端Pl及伺服控制器3的第一端SI相连，用于获取编码器I输出的主轴脉冲信号，并将获取到的脉冲信号进行电平转换后，分别分配给PLC2及伺服控制器3 ;
第一检测开关7与PLC2的第二端P2相连，用于当检测到前机台主轴到达预设的参考位置时，输出第一复位信号；
第二检测开关8与PLC2的第三端P3相连，用于当检测到后机台从轴到达上述预设的参考位置时，输出第二复位信号；
伺服控制器3的第二端S2与PLC2的第四端P4相连，用于PLC对伺服控制器的实施控制，以及伺服控制器的状态反馈到PLC ;
伺服控制器3第三端S3与伺服马达4相连，用于控制伺服马达的运行及以及马达的位置信号反馈；
伺服控制器3第四端S4与第二信号分配器6的一端相连，用于输出与后机台位置实时对应的从轴仿真脉冲信号至第二信号分配器6中；第二信号分配器6的另一端与PLC2的第五端P5相连，用于将伺服控制器3输出的后机台位置的从轴仿真脉冲信号进行电平转换后，输出至PLC2 ；
PLC2包括第一高速计数器和第二高速计数器，用于在第一高速计数器及第二高速计数器均未接收到相对应的复位信号进行复位前，取某一时刻，同时从第一高速计数器中读取主轴脉冲信号对应的第一计数值及从第二高速计数器中读取从轴仿真脉冲信号对应的第二计数值，并进一步判断同一时刻读取到的第一计数值与第二计数值之间差的绝对值是否小于预设的阈值；如果是，则确定后机台与前机台处于同步；如果否，则输出报警信号报警，且进一步输出相应的指令给伺服控制器3控制伺服马达4停机，使得后机台停止运转，必须经过复位和同步后才能够再次启动。
[0017]应当说明的是，第一检测开关7和第二检测开关8均为接近开关或光电开关。第一信号分配器5和第二信号分配器6均为光电親合器，其中，该光电親合器可将电平值为5V的脉冲信号转换成电平值为24V的脉冲信号。本发明实施例中的基于伺服的主从位置