CN110980425B - 丝饼自动落筒***及其多伺服驱动器同步控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种丝饼自动落筒***及其多伺服驱动器同步控制方法，其方法包括仿真一个虚拟伺服驱动器；选定所述虚拟伺服驱动器作为主动伺服驱动器、实际伺服驱动器作为从动伺服驱动器；根据运动目标向虚拟伺服驱动器发出定位指令，虚拟伺服驱动器根据定位指令分别向各个实际伺服驱动器发送同步信号，实际伺服驱动器根据同步信号驱动实际伺服电机。本发明通过仿真一个虚拟轴伺服驱动器作为主动伺服驱动器，实际轴伺服驱动器作为从动伺服驱动器；虚拟轴伺服驱动器分别与各个实际轴伺服驱动器进行同步，从而消除了多个伺服驱动器之间的跟随时间，从而提升自动落筒装置的定位精度。
Description
技术领域
本发明涉及伺服电机同步控制技术领域，尤其涉及一种丝饼自动落筒***及其多伺服驱动器同步控制方法。
背景技术
由于每个轴伺服驱动器控制环的控制周期存在起始误差，且每个轴伺服驱动器的时钟基础易受晶振精度、环境温度等影响，从而导致各个伺服驱动器控制环的控制周期长度的存在误差。因此，现有多个伺服驱动器的同步控制，均不设定多个伺服驱动***共同接收上位控制器的指令，以实现多个伺服驱动器之间的同步，而是先设定其中一个轴伺服驱动器为主轴伺服驱动器，另一个为从动伺服驱动器，运行时控制器向主动伺服驱动器发出运动指令，主动伺服驱动器依此控制对应的伺服电机执行相应动作时，同时向从动伺服驱动器发送同步信号，使两个或以上的伺服电机同步运动。
但是，由于两个伺服驱动器之间存在通信延迟等原因，所以在实际使用中仍存在从动伺服驱动器的跟随性较差的问题；而现有丝卷自动落筒装置的行走组件是由多个伺服驱动***驱动的，自动落筒装置在钢轨上行走时需要精准定位，才能使载丝臂对准孔径很小的丝卷纸筒。
因此，有必要对现有的多个伺服驱动器同步控制方法进行改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种丝饼自动落筒***的多伺服驱动器同步控制方法，该多伺服驱动器同步控制方法可以有效对自动落筒装置中的多个伺服驱动器进行更加进准的同步控制。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种丝饼自动落筒***的多伺服驱动器同步控制方法，其包括：
仿真一个虚拟伺服驱动器；
选定所述虚拟伺服驱动器作为主动伺服驱动器、实际伺服驱动器作为从动伺服驱动器；
根据运动目标向所述虚拟伺服驱动器发出定位指令，所述虚拟伺服驱动器根据所述定位指令分别向各个所述实际伺服驱动器发送同步信号，所述实际伺服驱动器根据所述同步信号驱动实际伺服电机。
本发明的自丝饼自动落筒***的多伺服驱动器同步控制方法，通过仿真一个虚拟轴伺服驱动器，并选定该虚拟轴伺服驱动器作为主动伺服驱动器、实际轴伺服驱动器作为从动伺服驱动器；控制器向虚拟轴伺服驱动器发出运动指令，虚拟轴伺服驱动器再根据该运动指令分别向各个实际轴伺服驱动器发送同步信号，从而消除了两个或两个以上的伺服驱动器之间的跟随时间，使多个由不同伺服驱动***驱动的运动轴在高速同步运行时能够更加顺畅，从而提升自动落筒装置的定位精度。
作为其中一种具体实施方式，所述的仿真一个虚拟伺服驱动器，具体为：根据所述实际伺服驱动器的机械参数，仿真一个虚拟伺服驱动器。
进一步地，在所述根据运动目标向所述虚拟伺服驱动器发出定位指令之前，或在所述根据运动目标向所述虚拟伺服驱动器发出定位指令的同时，还包括：获取自动落筒装置当前在行走轨道上的坐标信息，作为所述虚拟伺服驱动器的初始坐标信息。
作为其中一种具体实施方式，所述的所述虚拟伺服驱动器根据所述定位指令分别向各个所述实际伺服驱动器发送同步信号，具体为：所述虚拟伺服驱动器根据所述机械参数、初始坐标信息和定位指令，生成运动参数；
进而所述虚拟伺服驱动器根据所述运动参数，向各个所述实际伺服驱动器发送同步信号。
进一步地，在所述虚拟伺服驱动器根据所述运动参数，向各个所述实际伺服驱动器发送同步信号的同时，还包括：所述虚拟伺服驱动器根据所述机械参数、初始坐标信息、运动参数和运动时长，生成模拟坐标信息；
继续获取自动落筒装置在行走轨道上的实时坐标信息，并将所述实时坐标信息发送给所述虚拟伺服驱动器；
进而所述虚拟伺服驱动器根据所述实时坐标信息与所述模拟坐标信息的差值，对所述运动参数进行调节。
进一步地，所述的所述虚拟伺服驱动器根据所述实时坐标信息与所述模拟坐标信息的差值，对所述运动参数进行调节，具体为：预设一误差范围；
以所述实时坐标信息与所述模拟坐标信息的差值作为第一差值；
当所述第一差值处于所述误差范围内时，所述虚拟伺服驱动器根据所述第一差值对所述运动参数进行补偿，直到所述第一差值低于所述误差范围。
进一步地，所述的所述虚拟伺服驱动器根据所述第一差值对所述运动参数进行补偿，具体为：以所述第一差值与所述误差范围内的最小值的差值作为第二差值，以所述误差范围内的最大值与最小值的差值作为第三差值；
所述虚拟伺服驱动器根据所述第二差值与所述第三差值的比值，对所述运动参数进行补偿。
作为其中一种具体实施方式，所述的所述虚拟伺服驱动器根据所述实时坐标信息与所述模拟坐标信息的差值，对所述运动参数进行调节，还包括：当所述第一差值高于所述误差范围时，向所述虚拟伺服驱动器发出停止信号。
进一步地，所述的所述虚拟伺服驱动器根据所述实时坐标信息与所述模拟坐标信息的差值，对所述运动参数进行调节，还包括：所述虚拟伺服驱动器根据所述实时坐标信息计算出模拟行走距离，进而将所述模拟行走距离发送给所述实际伺服驱动器；
当所述第一差值低于所述误差范围时，所述实际伺服驱动器通过伺服电机上的编码器获取实际行走距离，进而所述实际伺服驱动器根据所述模拟行走距离与所述实际行走距离的差值进行自动补偿。
本发明还提供一种丝饼自动落筒***，其包括：
行走轨道，其上设有条码标记；
在所述行走轨道上移动的自动落筒装置，其上设有伺服驱动器、伺服电机、条码阅读器；
控制器，其应用如上述的多伺服驱动器同步控制方法。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1是本发明实施例1的丝饼自动落筒***的多伺服驱动器同步控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例1的丝饼自动落筒***的多伺服驱动器同步控制方法的优选流程示意图；
图3是本发明实施例2的丝饼自动落筒***的多伺服驱动器同步控制方法的流程示意图；
图4是本发明实施例1的丝饼自动落筒***的多伺服驱动器同步控制方法的优选流程示意图。
具体实施方式
为了更好地阐述本发明，下面参照附图对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
如图1所示，一种丝饼自动落筒***的多伺服驱动器同步控制方法，其包括：
仿真一个虚拟伺服驱动器；
选定所述虚拟伺服驱动器作为主动伺服驱动器、实际伺服驱动器作为从动伺服驱动器；
根据运动目标向所述虚拟伺服驱动器发出定位指令，所述虚拟伺服驱动器根据所述定位指令分别向各个所述实际伺服驱动器发送同步信号，所述实际伺服驱动器根据所述同步信号驱动实际伺服电机。
其中，所述虚拟伺服驱动器时根据丝饼自动落筒***中的自动落筒装置上的实际伺服驱动器的机械参数设置的。
需要说明的是，所述机械参数包括齿轮比、丝杆螺杆等额定参数。
本实施例的自丝饼自动落筒***的多伺服驱动器同步控制方法，通过仿真一个虚拟轴伺服驱动器，并选定该虚拟轴伺服驱动器作为主动伺服驱动器、实际轴伺服驱动器作为从动伺服驱动器；控制器向虚拟轴伺服驱动器发出运动指令信号，虚拟轴伺服驱动器再根据该运动指令信号分别向各个实际轴伺服驱动器发送同步信号，从而消除了两个或两个以上的伺服驱动器之间的跟随时间，使多个由不同伺服驱动***驱动的运动轴在高速同步运行时能够更加顺畅，从而提升自动落筒装置的定位精度。
本实施例还提供一种丝饼自动落筒***，其包括：
行走轨道，其上设有条码标记；
在所述行走轨道上移动的自动落筒装置，其上设有伺服驱动器、伺服电机、条码阅读器；
控制器，其应用上述的多伺服驱动器同步控制方法。
优选地，在所述根据运动目标向所述虚拟伺服驱动器发出定位指令之前，或在所述根据运动目标向所述虚拟伺服驱动器发出定位指令的同时，还包括：获取自动落筒装置当前在行走轨道上的坐标信息，作为所述虚拟伺服驱动器的初始坐标信息。
其中，获取自动落筒装置当前在行走轨道上的坐标信息，具体是设置在自动落筒装置上的条码阅读器，通过条码阅读器读取行走轨道上的条码标记所获取的；优选的设置方式，是条码阅读器所对应的条码标记，是正对于自动落筒装置中的载丝杆的中心线上。
另外，在自动落筒装置开机后，先将条码阅读器读到的当前绝对坐标，输入到虚拟伺服驱动器的当前坐标当中，自动进行一次坐标校对。
具体地，所述虚拟伺服驱动器根据所述定位指令分别向各个所述实际伺服驱动器发送同步信号，具体为：所述虚拟伺服驱动器根据所述机械参数、初始坐标信息和定位指令，生成运动参数；
进而所述虚拟伺服驱动器根据所述运动参数，向各个所述实际伺服驱动器发送同步信号。
其中，所述定位指令，包括需要自动落筒装置去到的目的地所对应的坐标信息，以及需要自动落筒装置去到的目的地所需要的时间。
所述虚拟伺服驱动器生成的运动参数，包括根据自动落筒装置的初始坐标、需要自动落筒装置去到的目的地所对应的坐标信息，以及需要自动落筒装置去到的目的地所需要的时间，所计算出的速度、加速度等动态参数。
优选地，在所述虚拟伺服驱动器根据所述运动参数，向各个所述实际伺服驱动器发送同步信号的同时，还包括：所述虚拟伺服驱动器根据所述机械参数、初始坐标信息、运动参数和运动时长，生成模拟坐标信息；
继续获取自动落筒装置在行走轨道上的实时坐标信息，并将所述实时坐标信息发送给所述虚拟伺服驱动器；
进而所述虚拟伺服驱动器根据所述实时坐标信息与所述模拟坐标信息的差值，对所述运动参数进行调节。
需要说明的是，所述实时坐标信息的获取方法，与上述的初始坐标信息的获取方法是一致的。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：
所述虚拟伺服驱动器根据所述实时坐标信息与所述模拟坐标信息的差值，对所述运动参数进行调节，具体为：
预设一误差范围；
以所述实时坐标信息与所述模拟坐标信息的差值作为第一差值；
当所述第一差值处于所述误差范围内时，所述虚拟伺服驱动器根据所述第一差值对所述运动参数进行补偿，直到所述第一差值低于所述误差范围。
优选地，所述的所述虚拟伺服驱动器根据所述第一差值对所述运动参数进行补偿，具体为：以所述第一差值与所述误差范围内的最小值的差值作为第二差值，以所述误差范围内的最大值与最小值的差值作为第三差值；
所述虚拟伺服驱动器根据所述第二差值与所述第三差值的比值，对所述运动参数进行补偿。
为了避免上述情况发生，本实施例的多伺服驱动器同步控制方法除了通过仿真虚拟伺服驱动器、使虚拟伺服驱动器与实际伺服驱动器进行同步外，还通过虚拟伺服驱动器生成模拟坐标信息，通过比较实时坐标与模拟坐标的差值确定对运动参数的补偿值，使自动落筒装置即使在打滑或外力轻微干预的情况下依旧能够实现精准定位；而且通过该差值与预设的误差范围的比较，确定对运动参数的补偿值，还能使自动落筒装置在慢慢贴近模拟目标坐标的过程中，速度、加速度等运动参数都进行适当的变化，以避免自动落筒装置的实际坐标在模拟坐标附近不停地左右波动却无法与模拟坐标对齐。
具体地，所述的所述虚拟伺服驱动器根据所述实时坐标信息与所述模拟坐标信息的差值，对所述运动参数进行调节，还包括：当所述第一差值高于所述误差范围时，向所述虚拟伺服驱动器发出停止信号。
优选地，所述的所述虚拟伺服驱动器根据所述实时坐标信息与所述模拟坐标信息的差值，对所述运动参数进行调节，还包括：所述虚拟伺服驱动器根据所述实时坐标信息计算出模拟行走距离，进而将所述模拟行走距离发送给所述实际伺服驱动器；
当所述第一差值低于所述误差范围时，所述实际伺服驱动器通过伺服电机上的编码器获取实际行走距离，进而所述实际伺服驱动器根据所述模拟行走距离与所述实际行走距离的差值进行自动补偿。
由于在实际使用中，自动落筒装置附近多有油汽，导致钢轮与钢轨之间摩擦力较小，装置运行时其行走轮会发生打滑；同时，若从动伺服驱动器的跟随性较差时，两个不同的行走轮之间的速度不一致，在轻载时会导致双电机打滑，设备震动，在重载时会导致双电机堵转，温度上升，从而降低电机使用寿命。
本实施例的多伺服驱动器同步控制方法，具体步骤为：
S1：根据所述实际伺服驱动器的机械参数，仿真一个虚拟伺服驱动器；
S2：选定所述虚拟伺服驱动器作为主动伺服驱动器、实际伺服驱动器作为从动伺服驱动器；
S3：在启动实际伺服驱动器之前，先获取自动落筒装置当前在行走轨道上的坐标信息，作为所述虚拟伺服驱动器的初始坐标信息；
S4：根据运动目标向所述虚拟伺服驱动器发出定位指令，所述虚拟伺服驱动器根据所述机械参数、初始坐标信息和定位指令，生成运动参数，进而所述虚拟伺服驱动器根据所述运动参数，向各个所述实际伺服驱动器发送同步信号；
S5：所述虚拟伺服驱动器根据所述机械参数、初始坐标信息、运动参数和运动时长，生成模拟坐标信息；
继续获取自动落筒装置在行走轨道上的实时坐标信息，并将所述实时坐标信息发送给所述虚拟伺服驱动器；
S6：预设一误差范围，该误差范围为1mm～10mm；
以所述实时坐标信息与所述模拟坐标信息的差值作为第一差值，以所述第一差值与所述误差范围内的最小值的差值作为第二差值，以所述误差范围内的最大值与最小值的差值作为第三差值，即所述第三差值为9mm；
S6.1：当所述第一差值为5mm时，其处于所述误差范围内，进而所述虚拟伺服驱动器计算出所述第二差值为4mm，再计算出第二差值与第三差值的比值为4/9；
若所述运动参数中的速度值为100mm每秒，则通过100mm乘以4/9，得出补偿值为44mm每秒；进而根据对原速度值进行补偿；
在运动过程中，第二差值与第三差值的比值会一直变化，则误差越小，补偿值越小，直到所述第一差值低于所述误差范围；因此自动落筒装置在接近理想目标坐标时，其速度会一直平稳变化。
S6.2：当所述第一差值高于所述误差范围时，向所述虚拟伺服驱动器发出停止信号，以使自动落筒装置急停；
S6.3：所述虚拟伺服驱动器根据所述实时坐标信息计算出模拟行走距离，进而将所述模拟行走距离发送给所述实际伺服驱动器；
当所述第一差值为0.2mm时，其低于所述误差范围，则所述实际伺服驱动器通过伺服电机上的编码器获取实际行走距离，进而所述实际伺服驱动器根据所述模拟行走距离与所述实际行走距离的差值进行自动补偿。
其中，所述实际伺服驱动器自动补偿，是根据实际行走距离与模拟行走距离的差值，与模拟行走距离的比值，对预设的速度、加速度等运动参数进行调整。
具体地的，该自动落筒装置上还设有报警器，当第一差值高于误差范围时，报警器启动以提示操作人员，该点位附近运行中存在地面不平、外力阻挡等因素导致不能精确定位。
另外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
Claims (7)
1.一种自动落筒***的多伺服驱动器同步控制方法，其特征在于，包括：
根据实际伺服驱动器的机械参数，仿真一个虚拟伺服驱动器，并选定所述虚拟伺服驱动器作为主动伺服驱动器、实际伺服驱动器作为从动伺服驱动器；获取自动落筒装置当前在行走轨道上的坐标信息，作为所述虚拟伺服驱动器的初始坐标信息，并根据运动目标向所述虚拟伺服驱动器发出定位指令；
所述虚拟伺服驱动器根据所述机械参数、初始坐标信息和定位指令，生成运动参数，并结合该运动参数和运动时长，生成模拟坐标信息；
获取自动落筒装置在行走轨道上的实时坐标信息，并将所述实时坐标信息发送给所述虚拟伺服驱动器；
所述虚拟伺服驱动器根据所述实时坐标信息与所述模拟坐标信息的差值，对所述运动参数进行调节，进而所述虚拟伺服驱动器根据所述运动参数向各个所述实际伺服驱动器发送同步信号，所述实际伺服驱动器根据所述同步信号驱动实际伺服电机。
2.根据权利要求1所述的多伺服驱动器同步控制方法，其特征在于，所述获取自动落筒装置当前在行走轨道上的坐标信息，作为所述虚拟伺服驱动器的初始坐标信息，其发生在所述根据运动目标向所述虚拟伺服驱动器发出定位指令之前，或在所述根据运动目标向所述虚拟伺服驱动器发出定位指令的同时。
3.根据权利要求2所述的多伺服驱动器同步控制方法，其特征在于，所述的所述虚拟伺服驱动器根据所述实时坐标信息与所述模拟坐标信息的差值，对所述运动参数进行调节，具体为：
预设一误差范围；
以所述实时坐标信息与所述模拟坐标信息的差值作为第一差值；
当所述第一差值处于所述误差范围内时，所述虚拟伺服驱动器根据所述第一差值对所述运动参数进行补偿，直到所述第一差值低于所述误差范围。
4.根据权利要求3所述的多伺服驱动器同步控制方法，其特征在于，所述的所述虚拟伺服驱动器根据所述第一差值对所述运动参数进行补偿，具体为：
以所述第一差值与所述误差范围内的最小值的差值作为第二差值，以所述误差范围内的最大值与最小值的差值作为第三差值；
所述虚拟伺服驱动器根据所述第二差值与所述第三差值的比值，对所述运动参数进行补偿。
5.根据权利要求3所述的多伺服驱动器同步控制方法，其特征在于，所述的所述虚拟伺服驱动器根据所述实时坐标信息与所述模拟坐标信息的差值，对所述运动参数进行调节，还包括：
当所述第一差值高于所述误差范围时，向所述虚拟伺服驱动器发出停止信号。
6.根据权利要求3所述的多伺服驱动器同步控制方法，其特征在于，所述的所述虚拟伺服驱动器根据所述实时坐标信息与所述模拟坐标信息的差值，对所述运动参数进行调节，还包括：
所述虚拟伺服驱动器根据所述实时坐标信息计算出模拟行走距离，进而将所述模拟行走距离发送给所述实际伺服驱动器；
当所述第一差值低于所述误差范围时，所述实际伺服驱动器通过伺服电机上的编码器获取实际行走距离，进而所述实际伺服驱动器根据所述模拟行走距离与所述实际行走距离的差值进行自动补偿。
7.一种丝饼自动落筒***，其特征在于，包括：
行走轨道，其上设有条码标记；
在所述行走轨道上移动的自动落筒装置，其上设有伺服驱动器、伺服电机、条码阅读器；
控制器，其应用权利要求1-6任一项所述的多伺服驱动器同步控制方法。
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