专利名称：开放式数控系统中的起点与终点同步方法、伺服驱动器的制作方法
技术领域：
本发明属先进控制领域，具体涉及开放式数控系统中的一种起点同步与终点同步方法，用于在刀路曲线的实时控制过程中对L分割中的微线段ALiQ = 1，...，n)的起点与终点进行实时同步。
背景技术：
众所周知，在机械系统的数字控制过程中，所谓实时过程就是控制相关坐标轴联动以合成刀路曲线(Tool Path)。所谓数字控制就是将刀路曲线离散为坐标轴所需要的离散位置信息并以一定的时间间隔发送给伺服驱动器，控制坐标轴的合成位移。在一般情况下，设联动的坐标轴为X、y、Z、A、B等5轴，刀路曲线为X、y、Z、A、B等5个变量的函数。将X、y、Z、A、B等5个伺服驱动器接收的坐标值增量依时序列为表I。表I
权利要求
1.一种开放式数控系统中的起点与终点同步方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1、建立轴联动表的细分表； 规划刀路曲线的L分割ALiQ = I,..., n)与T分割AtiQ = I, , n),生成X轴的轴联动表AXiQ = 1，...，n);所述轴联动表中的微线段A Xi用于控制X轴产生轴位移，所述轴联动表中的控制节律Ati用于控制所述轴位移之间的时间间隔； 将微线段A Xi细分为步进量5 Xk,所述步进量E 6 Xk = AXi (k = I,...,Ini, i = I,...,n),所述Hii为5 Xk的个数，Hii≥2 ; 将控制节律A &细分为控制周期Stk,所述控制周期E Stk= A ti (k = I,..., Ini, i=1， ，n)； 将Hi1、S tk、6 Xk组成微线段A Xi的细分表Ov 6 tk，6 Xk)，存入X轴的轴联动表文件； 步骤2、接收轴联动表 X轴伺服驱动器通过串行接口从上位机接收轴联动表文件并存储在文件存储器中；将轴联动表的首地址写入L指针，设置执行标志； 步骤3、起点同步 起点同步模块通过联动接口从上位机接收联动命令；所述联动命令为同步脉冲，用于起点同步； 根据L指针，文件读取模块从所述微线段△ Xi的细分表中读取Hii写入M计数器；读取6 Xk写入位置环计数器，读取8 tk写入控制周期计时器，启动控制周期； 步骤4、终点同步 对于微线段AXi的每个步进量SXk(k=l，...，mi)，终点同步模块根据滞留脉冲入k或超前时间P k，同时或单独调整进给速度、控制周期，用于终点同步； 读入细分表中下一个SXk，S tk，直至M计数器为O ; 步骤5、控制轴联动表终点 如果L指针未指向轴联动表的末地址，则重复步骤3至步骤4，直至轴联动表中的AXi (i = l，...，n)全部执行完毕。
2.如权利要求1所述的开放式数控系统中的起点与终点同步方法，其特征在于:所述步骤I中，所述步进量S Xk为L分割分量的微步。
3.如权利要求1所述的开放式数控系统中的起点同步与终点同步方法，其特征在于，所述步骤4中终点同步模块调整进给速度的方式为: 若控制周期计时器定时到，如果Ak古0，X轴滞后，继续进给，直至入1; = 0，根据1^1入1;实时调整速度环给定值；如果Xk = O且Pk古O，X轴超前，根据k2 Pk实时调整速度环给定值；其中kp k2为经验参数。
4.如权利要求1所述的开放式数控系统中的起点与终点同步方法，其特征在于，所述步骤4中终点同步模块调整控制周期的方式为: 若控制周期计时器定时到，如果X k古0, X轴滞后，继续进给,直至X J5 = Odfk3Ak写入时滞补偿定时器D，实时调整下一个控制周期S tk提前k3 X k启动；如果入k = 0且Pk^O,X轴超前，将k4 P k写入时滞补偿定时器D，实时调整下一个控制周期S tk延迟k4 P k启动；其中k3、k4为经验参数。
5.如权利要求3或4所述的开放式数控系统中的起点与终点同步方法，其特征在于，步骤2后还包括以下步骤: 步骤201、逻辑属性设置步骤 文件读取模块从所述文件存储器读取轴联动表文件的特征表，设置坐标轴的逻辑属性；所述逻辑属性包括进给当量、数据的字节数； 步骤202、伺服参数设置步骤 文件读取模块从所述文件存储器读取轴联动表文件的伺服参数调整表，设置并调整伺服参数；所述伺服参数包括位置环比例系数、速度环比例系数、速度环积分常数、速度前馈系数、加速度前馈系数、电子齿轮传动比中的一个或多个。
6.一种伺服驱动器，其特征在于，包括PID控制器，联动接口，串行接口，文件读取模块，起点同步模块，终点同步模块； 所述PID控制器中包括位置环、速度环、电流环，用于控制伺服电机的转角； 所述文件存储模块通过串行接口与上位机连接，用于接收并存储上位机发送的轴联动表；将轴联动表的首地址写入L指针，设置执行标志； 所述轴联动表文 件用于存储X轴的轴联动表AXiQ = 1，...，n)及其细分表Ov 6 tk，SXk)，所述AXi用于控制X轴的轴位移，所述Stk为Ati按Hii细分后的控制周期，所述s Xk为AXi按Hii细分后的步进量；所述Hii为5 Xk的个数； 所述轴联动表还包括特征表与伺服参数调整表；所述特征表用于标记坐标轴的逻辑属性，所述逻辑属性包括进给当量、数据的字节数；所述伺服参数调整表用于标记伺服参数的调整方向与调整量，所述伺服参数包括位置环比例系数、速度环比例系数、速度环积分常数、速度前馈系数、加速度前馈系数、电子齿轮传动比中的一个或多个； 所述文件读取模块用于从所述细分表中读取步进量与控制周期，从所述特征表与伺服参数调整表中读取进给当量、数据的字节数，设置坐标轴的逻辑属性；从所述伺服参数调整表中读取位置环比例系数、速度环比例系数、速度环积分常数、速度前馈系数、加速度前馈系数、电子齿轮传动比，设置并调整伺服参数； 所述起点同步模块用于通过所述联动接口接收数据流控制器发送的联动命令；所述联动命令为一个同步脉冲，用于起点同步；根据L指针，从所述细分表中读取叫写入M计数器；读取S Xk写入位置环计数器，启动位置环的采样周期；读取Stk写入控制周期计时器，启动位置环的控制周期； 所述终点同步模块根据滞留脉冲Xk或超前时间P k，同时或单独调整进给速度、控制周期，用于终点同步。
7.如权利要求6所述的伺服驱动器，其特征在于，所述终点同步模块还包括时滞补偿定时器D，根据滞留脉冲Xk或超前时间Pk，实时调整控制周期Stk之间的时间间隔，用于终点同步。
8.如权利要求5所述的伺服驱动器，其特征在于，所述串行接口包括现场总线、RS232与RS485接口、USB接口、移动存储器或无线接口。
全文摘要
本发明提出一种开放式数控系统中的起点与终点同步方法，用于对动态时滞进行实时补偿。本发明基于离散几何学与离散运动学，以L分割中的微线段ΔLi(i＝1，...，n)的起点同步与终点同步作为控制目标。本发明通过联动接口向伺服驱动器发送联动命令，对于微线段ΔLi的起点具有简单可靠、高速高精度的同步能力；本发明将位置环的采样周期细分为若干控制周期，根据控制周期中的滞留脉冲或超前时间，实时调整进给速度与控制周期，消除了滞留脉冲产生的坐标轴位置累积误差，从而补偿因动态时滞而产生的轮廓误差，实现微线段ΔLi的终点同步。
文档编号G05B19/4097GK103197607SQ20121000330
公开日2013年7月10日 申请日期2012年1月5日 优先权日2012年1月5日
发明者江俊逢 申请人:江俊逢