专利名称：一种实现机械同步控制方法
技术领域：
本发明涉及一种设备同步控制技术，具体地说是一种实现机械同步的控制方法。
背景技术：
为提高机械加工质量，常常应用设备的同步控制。如在汽车制造行业中，为减少整车质量，采用激光焊接设备来焊接不同厚度的钢板，但由于钢板质量的差异及剪切中的误差，会不可避免地出现错配现象，影响焊缝质量。为了避免上述现象的出现，采用了碾压轮与支撑轮的同步运行的技术方案，但由于设备机械间隙的存在，往复运行中碾压轮和支撑轮的位置会发生偏差现象，从而影响碾压质量。又如，需要高精度定位的龙门机构机床，要求两端机构同步运行，而在实际应用中很难保证，影响了加工质量。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种可克
服机械间隙的实现机械同步的控制方法。 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是 本发明一种实现机械同步的控制方法，其特征在于包括以下步骤 为需要同步的设备提供相同型号的伺服电机，并设定相同的参数； 为上述各伺服电机提供型号及各技术参数相同的机械传动装置； 为上述伺服电机提供可输出相同频率及相同个数的脉冲信号源； 控制上述各伺服电机带动各自的机械传动装置同步运行。 所述控制上述各伺服电机带动各自的机械传动装置同步运行包括以下步骤
分别在各机械传动装置中安装光栅尺，用于各测量机械传动装置的直线位移量；
将上述各光栅尺的脉冲信号反馈至各自伺服电机的控制器中，代替伺服电机编码器的脉冲反馈信号。 本发明具有以下有益效果及优点 1.同步控制精度高。本发明方法在需要同步运行的不同设备间实现了高精度的同步运行控制，提高了机械加工质量及效率； 2.实现简单、容易。本发明方法在不增加机械加工精度的条件下可以实现高精度
的同步运动控制；工作稳定、可靠，结构简单，便于加工制造，经济效果明显； 3.应用广泛。本发明方法可以广泛应用于其他需要高精度位置同步控制的领域，
如应用于机械加工行业中需要高精度定位的龙门机构。
图1为本发明的第1个实施例示意 图2为本发明的第2个实施例示意图。
具体实施方式
实施例1 如图1所示，本实施例以激光焊接设备为例。 在对钢板进行焊接时，为减少错配、提高焊缝质量，需对钢板进行碾压，则要求激
光焊接设备中的碾压轮和支撑轮同步运行。本发明方法采用以下技术方案 首先，为需要同步的激光焊接设备提供相同型号的碾压轮伺服电机及支撑轮伺服
电机，并设定相同的参数；本实施例中两台伺服电机的型号为MDMA152D1D，驱动器型号为
MDDA153DA1 ;并对上述两台伺服电机的技术参数做相同的设定，包括控制参数选择；绝对
值编码设定；位置环增益；速度环增益；速度环积分时间常数；速度前馈；指令脉冲分倍频
设定；指令脉冲逻辑取反；指令脉冲输入方式选择；定位完成范围； 其次，为上述各伺服电机提供型号及各技术参数相同的机械传动装置； 本实施例通过两台伺服电机分别驱动碾压轮丝杠及支撑轮丝杠分别在各
自导轨上运动，其中碾压轮丝杠及支撑轮丝杠均采用台湾HIWIN滚珠丝杠，型号为
R32-5T3-FSI-1400-005 ; 再次，为上述两台伺服电机提供可输出相同频率及相同个数的脉冲信号源；脉冲频率决定伺服电机的运行速度，脉冲个数决定丝杠的移动距离，根据工件需要可随时调整，但要保证两台伺服电机接受的脉冲一致。本实施例采用三菱PLC定位模块QD75D2作为信号源，其输出脉冲频率及脉冲个数均可调。 最后通过信号源的开启及关闭控制上述碾压轮伺服电机及支撑轮伺服电机带动各自的机械传动装置即丝杠同步运行。 由于机械间隙的存在，不可避免地影响同步运行效果，为弥补上述不足，本发明方法采用了以下技术方案 分别在各机械传动装置中安装高精度光栅尺，用于各测量机械传动装置的直线位
移量；即将光栅尺与丝杠平行安装，丝杠上滑块的运行情况通过光栅尺检测； 将上述各光栅尺的脉冲信号反馈至各自伺服电机的伺服电机驱动器中，代替伺服
电机编码器的脉冲反馈信号。 采用高精度光栅尺，利用光栅尺输出的脉冲信号来替代伺服电机的编码器信号作
为反馈信号，也就是将伺服电机转动的反馈信号变成直线的位移反馈信号，从而弥补了机
械间隙的影响。通过碾压轮碾压拼焊钢板，减少了错配现象，同时避免钢板出现凹凸不平的
现象而影响焊接质量及机械强度，也提高焊缝质量，同时由于钢板受到碾压变薄，因而可以
提高焊接速度及效率。 实施例2 如图2所示，本实施例以高精度龙门机床设备为例。 在对工件进行高精度加工时，为减少误差、提高加工精度及质量，需对龙门行走时高度同步，本发明方法采用以下技术方案 首先，为需要同步的龙门机床设备的龙门两端提供相同型号的伺服电机，并设定相同的参数；本实施例中两台伺服电机的型号为MDMA152D1D，驱动器型号为MDDA153DA1 ;并对上述两台伺服电机设定以下相同的技术参数控制参数选择；绝对值编码设定了 ；位置环增益；速度环增益；速度环积分时间常数；速度前馈；指令脉冲分倍频设定；指令脉冲逻辑取反；指令脉冲输入方式选择；定位完成范围。 其次，为上述各伺服电机提供型号及各技术参数相同的机械传动装置； 本实施例中通过两台伺服电机分别驱动齿轮齿条，使龙门在导轨上运动； 再次，为上述两台伺服电机提供可输出相同频率及相同个数的脉冲信号源；脉冲
频率决定伺服电机的运行速度，脉冲个数决定丝杠的移动距离，根据工件需要可随时调整，
但要保证两台伺服电机接受的脉冲一致。本实施例采用三菱PLC定位模块QD75D2作为信
号源，其输出脉冲频率及脉冲个数均可调。 最后通过信号源的开启及关闭控制上述龙门机构两端的两台伺服电机带动各自的机械传动装置即齿轮齿条同步运行。 由于机械间隙的存在，不可避免地影响同步运行效果，为弥补上述不足，本发明方法采用了以下技术方案 分别在各机械传动装置中安装高精度光栅尺，用于各测量机械传动装置的直线位
移量；即将光栅尺与齿轮齿条平行安装，齿条的运行情况通过光栅尺检测； 将上述各光栅尺的脉冲信号反馈至各自伺服电机的伺服电机驱动器中，代替伺服
电机编码器的脉冲反馈信号。 利用高精度光栅尺输出的脉冲信号来替代伺服电机的编码器信号作为反馈信号，也就是将伺服电机转动的反馈信号变成直线的位移反馈信号，从而弥补了机械间隙的影响。
权利要求
一种实现机械同步的控制方法，其特征在于包括以下步骤为需要同步的设备提供相同型号的伺服电机，并设定相同的参数；为上述各伺服电机提供型号及各技术参数相同的机械传动装置；为上述伺服电机提供可输出相同频率及相同个数的脉冲信号源；控制上述各伺服电机带动各自的机械传动装置同步运行。
2. 按权利要求1所述的实现机械同步的控制方法，其特征在于所述控制上述各伺服电机带动各自的机械传动装置同步运行包括以下步骤分别在各机械传动装置中安装光栅尺，用于各测量机械传动装置的直线位移量；将上述各光栅尺的脉冲信号反馈至各自伺服电机的控制器中，代替伺服电机编码器的脉冲反馈信号。
全文摘要
本发明涉及一种实现机械同步的控制方法，包括以下步骤为需要同步的设备提供相同型号的伺服电机，并设定相同的参数；为上述各伺服电机提供型号及各技术参数相同的机械传动装置；为上述伺服电机提供可输出相同频率及相同个数的脉冲信号源；控制上述各伺服电机带动各自的机械传动装置同步运行所述控制上述各伺服电机带动各自的机械传动装置同步运行包括以下步骤分别在各机械传动装置中安装光栅尺，用于各测量机械传动装置的直线位移量；将上述各光栅尺的脉冲信号反馈至各自伺服电机的控制器中，代替伺服电机编码器的脉冲反馈信号。本发明在需要同步运行的不同设备间实现了高精度的同步运行控制，提高了机械加工质量及效率；实现简，应用广泛。
文档编号H02P5/48GK101770238SQ20081023024
公开日2010年7月7日 申请日期2008年12月26日 优先权日2008年12月26日
发明者刘勇, 徐永利, 李仕海, 李峰 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所