CN113625657B - 一种基于电子凸轮曲线的运动控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电子凸轮曲线的运动控制方法及装置，可以确定主动轴的运动位置，基于电子凸轮位置对应曲线，确定相应的从动轴的目标运动位置，电子凸轮位置对应曲线中包括非同步阶段曲线，非同步阶段曲线中至少包括第一部分子阶段曲线和/或第二部分子阶段曲线，第一部分子阶段曲线可以由第一变减速度子阶段曲线、恒减速度子阶段曲线和第一变加速度子阶段曲线依次连接而成，第二部分子阶段曲线由第二变加速度子阶段曲线、恒加速度子阶段曲线和第二变减速度子阶段曲线依次连接而成，控制从动轴运动至目标运动位置。本发明提出的电子凸轮位置对应曲线可以有效丰富电子凸轮曲线样式，从而可以有效实现更多运动控制场景所要求的运动控制功能。

Description

一种基于电子凸轮曲线的运动控制方法及装置

技术领域

本发明涉及运动控制技术领域，尤其涉及一种基于电子凸轮曲线的运动控制方法及装置。

背景技术

随着科学技术的发展，运动控制技术不断提高。

机械凸轮是一种可以使得主动轴和从动轴在运动过程中满足特定位置关系的实体机构，可以广泛应用在追剪、飞剪和贴标等运动控制领域。由于机械凸轮存在设计制造难度大、制造精度难以满足运动控制要求和运动时易磨损等问题，因此，机械凸轮逐渐被电子凸轮替代。

电子凸轮是可以通过生成记录有主动轴和从动轴的运动位置对应关系的电子凸轮曲线，来实现主动轴和从动轴满足特定位置关系的控制***。

其中，电子凸轮曲线可以划分为同步阶段曲线和非同步阶段曲线。在同步阶段曲线中，主动轴与从动轴的速度可以是保持一致的；从动轴可以在同步阶段中完成目标动作，之后从动轴可以进入非同步阶段，准备进行下一次目标动作。比如，在追剪控制过程中，主动轴可以为送料轴，从动轴可以为剪切部件，从动轴可以在同步阶段中完成剪切动作，剪切出指定长度的材料，之后从动轴可以进入非同步阶段，准备进行下一次剪切动作。

需要说明的是，对电子凸轮曲线的方程表达式进行求导，可以获得从主轴速度比(从动轴速度与主动轴速度之比)与主轴位置的关系曲线的方程表达式；对从主轴速度比与主轴位置的关系曲线的方程表达式进行求导，可以获得从主轴加速度比(从动轴加速度与主动轴加速度之比)与主轴位置的关系曲线的方程表达式。

但是，当前的电子凸轮曲线样式较少，不能满足多种运动控制场景的需求。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于电子凸轮曲线的运动控制方法及装置，技术方案如下：

一种基于电子凸轮曲线的运动控制方法，所述方法包括：

确定主动轴的当前运动位置；

基于预先设置好的电子凸轮位置对应曲线，确定与所述主动轴的当前运动位置相匹配的从动轴的目标运动位置，所述电子凸轮位置对应曲线中包括非同步阶段曲线，所述非同步阶段曲线中至少包括第一部分子阶段曲线和/或第二部分子阶段曲线；其中，所述第一部分子阶段曲线由第一变减速度子阶段曲线、恒减速度子阶段曲线和第一变加速度子阶段曲线依次连接而成，所述第二部分子阶段曲线由第二变加速度子阶段曲线、恒加速度子阶段曲线和第二变减速度子阶段曲线依次连接而成；

控制所述从动轴运动至所述目标运动位置。

可选的，所述非同步阶段曲线由所述第一部分子阶段曲线、恒速度子阶段曲线和所述第二部分子阶段曲线依次连接而成。

可选的，当所述非同步阶段曲线由所述第一部分子阶段曲线、恒速度子阶段曲线和所述第二部分子阶段曲线依次连接而成时，所述非同步阶段曲线为中心对称曲线，所述恒速度子阶段曲线的中点为所述非同步阶段曲线的对称中心。

可选的，所述第一部分子阶段曲线和所述第二部分子阶段曲线均为轴对称曲线；

其中，所述第一部分子阶段曲线的对称轴为所述恒减速度子阶段曲线的中点所在的竖直线，所述第二变加减速度子阶段曲线的对称轴为所述恒加速度子阶段曲线的中点所在的竖直线。

可选的，所述第一部分子阶段曲线和所述第二部分子阶段曲线均是基于调整前非同步阶段曲线生成的；

其中，所述调整前非同步阶段曲线为梯形加减速曲线对应的从主轴运动位置对应曲线，所述调整前非同步阶段曲线由调整前恒减速度子阶段曲线、调整前恒速度子阶段曲线和调整前恒加速度子阶段曲线依次连接而成；

其中，所述第一部分子阶段曲线是基于所述调整前恒减速度子阶段曲线生成的；所述第二部分子阶段曲线是基于所述调整前恒加速度子阶段曲线生成的。

可选的，所述非同步阶段曲线的二次求导曲线为连续变化曲线。

可选的，变加减速度子阶段曲线中各子阶段曲线的二次求导方程式均为三次多项式方程式；其中，所述变加减速度子阶段曲线包括：所述第一变减速度子阶段曲线、所述第一变加速度子阶段曲线、所述第二变加速度子阶段曲线和所述第二变减速度子阶段曲线。

可选的，当所述非同步阶段曲线由所述第一部分子阶段曲线、恒速度子阶段曲线和所述第二部分子阶段曲线依次连接而成时，所述电子凸轮位置对应曲线的方程式中包括至少一个可调整运动参数，各所述可调整运动参数中包括：主动轴周期位移量、同步阶段运行时长、从动轴的非同步最高速度限值、第一比例参数和/或第二比例参数；

所述第一比例参数为所述主动轴在所述恒速度子阶段曲线中的位移量，与所述主动轴在所述非同步阶段曲线中的位移量的比值；

所述第二比例参数为所述主动轴在变加减速度子阶段曲线中的位移量，占所述主动轴在加减速度子阶段曲线中的位移量的比值；

其中，所述变加减速度子阶段曲线包括：所述第一变减速度子阶段曲线、所述第一变加速度子阶段曲线、所述第二变加速度子阶段曲线和所述第二变减速度子阶段曲线；

其中，所述加减速度子阶段曲线包括：所述变加减速度子阶段曲线、所述恒减速度子阶段曲线和所述恒加速度子阶段曲线。

可选的，当所述非同步阶段曲线由所述第一部分子阶段曲线、恒速度子阶段曲线和所述第二部分子阶段曲线依次连接而成时，所述方法还包括：

确定由用户输入的至少一个可调整运动参数；

确定与各所述可调整运动参数相匹配的多个关键点的关键点信息，各所述关键点分别为各所述子阶段曲线的端点；

分别基于各所述关键点的关键点信息，确定所述变加减速度子阶段曲线中各所述子阶段曲线的二次求导方程式；

分别基于所述变加减速度子阶段曲线中各所述子阶段曲线的二次求导方程式，确定所述变加减速度子阶段曲线中各所述子阶段曲线的三次项方程式。

一种基于电子凸轮曲线的运动控制装置，所述装置包括：第一确定单元、第二确定单元和控制单元；

所述第一确定单元，被配置为执行：确定主动轴的当前运动位置；

所述第二确定单元，被配置为执行：基于预先设置好的电子凸轮位置对应曲线，确定与所述主动轴的当前运动位置相匹配的从动轴的目标运动位置，所述电子凸轮位置对应曲线中包括非同步阶段曲线，所述非同步阶段曲线中至少包括第一部分子阶段曲线和/或第二部分子阶段曲线；其中，所述第一部分子阶段曲线由第一变减速度子阶段曲线、恒减速度子阶段曲线和第一变加速度子阶段曲线依次连接而成，所述第二部分子阶段曲线由第二变加速度子阶段曲线、恒加速度子阶段曲线和第二变减速度子阶段曲线依次连接而成；

所述控制单元，被配置为执行：控制所述从动轴运动至所述目标运动位置。

本发明提出的基于电子凸轮曲线的运动控制方法及装置，可以确定主动轴的当前运动位置，基于预先设置好的电子凸轮位置对应曲线，确定与主动轴的当前运动位置相匹配的从动轴的目标运动位置，电子凸轮位置对应曲线中包括非同步阶段曲线，非同步阶段曲线中至少包括第一部分子阶段曲线和/或第二部分子阶段曲线，其中，第一部分子阶段曲线可以由第一变减速度子阶段曲线、恒减速度子阶段曲线和第一变加速度子阶段曲线依次连接而成，第二部分子阶段曲线由第二变加速度子阶段曲线、恒加速度子阶段曲线和第二变减速度子阶段曲线依次连接而成，控制从动轴运动至目标运动位置。本发明提出的电子凸轮位置对应曲线可以有效丰富现有电子凸轮曲线样式，从而可以有效实现更多运动控制场景所要求的运动控制功能。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例提供的第一种基于电子凸轮曲线的运动控制方法的流程图；

图2示出了本发明实施例提供的一种电子凸轮位置曲线，以及相应的从主轴速度比变化曲线和从主轴加速度比变化曲线；

图3示出了本发明实施例提供的一种梯形加减速曲线对应的电子凸轮曲线、从主轴速度比变化曲线和从主轴加速度比变化曲线；

图4示出了本发明实施例提供第一种基于电子凸轮曲线的运动控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本实施例提出了第一种基于电子凸轮曲线的运动控制方法。该方法可以包括以下步骤：

S101、确定主动轴的当前运动位置；

其中，主动轴可以为通过编码器进行运动控制的送料轴，也可以为通过其它方式进行该运动控制的送料轴，如Ethercat总线控制伺服轴。需要说明的是，本发明对于主动轴的类型不做具体限定。

其中，本发明可以在主动轴运动过程中，实时监测主动轴的运动位置。

具体的，本发明可以通过读取编码器脉冲方式，或通过总线读取主轴当前位置。本发明对于主动轴的位置监测所采取的方式不做限定。

需要说明的是，本发明对于主动轴在运动过程中的运动规律不做限定。

S102、基于预先设置好的电子凸轮位置对应曲线，确定与主动轴的当前运动位置相匹配的从动轴的目标运动位置，电子凸轮位置对应曲线中包括非同步阶段曲线，非同步阶段曲线中至少包括第一部分子阶段曲线和/或第二部分子阶段曲线；其中，第一部分子阶段曲线可以由第一变减速度子阶段曲线、恒减速度子阶段曲线和第一变加速度子阶段曲线依次连接而成，第二部分子阶段曲线由第二变加速度子阶段曲线、恒加速度子阶段曲线和第二变减速度子阶段曲线依次连接而成；

其中，电子凸轮位置对应曲线可以是记录有从动轴与主动轴的运动位置对应关系的曲线。

其中，电子凸轮位置对应曲线可以包括有非同步阶段曲线和同步阶段曲线。在非同步阶段曲线中，主动轴与从动轴运动速度可以不是保持一致的；在同步阶段曲线中，主动轴与从动轴运动速度可以是保持一致的。

需要说明的是，一般情况下，现有技术所采用的电子凸轮曲线中的非同步阶段曲线，可以是某个五次多项式方程式对应的曲线。

而本实施例所采用的电子凸轮位置对应曲线中的非同步阶段曲线，可以至少包括第一部分子阶段曲线和/或第二部分子阶段曲线。其中，第一部分子阶段曲线中的各子阶段曲线的方程式可以是不同的方程式，第二部分子阶段曲线中的各子阶段曲线的方程式也可以是不同的方程式。比如，在第一部分子阶段曲线中，第一变减速度子阶段曲线的方程式可以是第一方程式，恒减速度子阶段曲线的方程式可以是第二方程式；再比如，在第二部分子阶段曲线中，第二变加速度子阶段曲线的方程式可以是第三方程式，恒加速度子阶段曲线的方程式可以是第四方程式。

可选的，非同步阶段曲线还可以包括恒速度子阶段曲线。

可选的，非同步阶段曲线由第一部分子阶段曲线、恒速度子阶段曲线和第二部分子阶段曲线依次连接而成。此时，电子凸轮位置对应曲线中的非同步阶段曲线可以由第一变减速度子阶段曲线、恒减速度子阶段曲线、第一变加速度子阶段曲线、恒速度子阶段曲线、第二变加速度子阶段曲线、恒加速度子阶段曲线和第二变减速度子阶段曲线依次构成。

可选的，电子凸轮位置对应曲线中的非同步阶段曲线可以仅包括第一部分子阶段曲线和恒速度子阶段曲线，而不包括第二部分子阶段曲线；

可选的，电子凸轮位置对应曲线中的非同步阶段曲线也可以仅包括恒速度子阶段曲线和第二部分子阶段曲线，而不包括第一部分子阶段曲线。

具体的，非同步阶段曲线中的各子阶段曲线均可以是从主轴速度比或从主轴加速度比处于某种变化阶段的子阶段曲线。比如，第一变减速度子阶段曲线可以是从主轴加速度比为可变负值的子阶段曲线；再比如，恒减速度子阶段曲线可以是从主轴加速度比为某个不变负值的子阶段曲线；再比如，恒速度子阶段曲线可以是从主轴速度比保持不变的子阶段曲线；再比如，第二变加速度子阶段曲线可以是从主轴加速度比为可变正值的子阶段曲线。

可以理解的是，当主动轴在整个运动周期中均处于匀速运动状态时，非同步阶段曲线中各子阶段曲线可以是从动轴运动状态处于相应阶段的子阶段曲线。比如，当主动轴为匀速运动时，第一变减速度子阶段曲线可以是从动轴处于变减速度运动阶段，即从动轴加速度为可变负值的子阶段曲线；再比如，当主动轴为匀速运动时，恒减速度子阶段曲线可以为从动轴处于恒减速度运动阶段，即从动轴加速度为不变负值的子阶段曲线；再比如，当主动轴为匀速运动时，恒速度子阶段曲线可以是从动轴运动速度不变的子阶段曲线。

可选的，在本实施例提出的第二种基于电子凸轮曲线的运动控制方法中，当非同步阶段曲线由第一部分子阶段曲线、恒速度子阶段曲线和第二部分子阶段曲线依次连接而成时，非同步阶段曲线为中心对称曲线，恒速度子阶段曲线的中点为非同步阶段曲线的对称中心。

可以理解的是，当非同步阶段曲线为中心对称曲线为中心对称曲线，且恒速度子阶段曲线的中点为非同步阶段曲线的对称中心时，第一部分子阶段曲线与第二部分子阶段曲线可以关于恒速度子阶段曲线的中点，呈中心对称。

可选的，在本实施例提出的第三种基于电子凸轮曲线的运动控制方法中，第一部分子阶段曲线和第二部分子阶段曲线均为轴对称曲线；

其中，第一部分子阶段曲线的对称轴为恒减速度子阶段曲线的中点所在的竖直线，第二变加减速度子阶段曲线的对称轴为恒加速度子阶段曲线的中点所在的竖直线。

此时，在第一部分子阶段曲线中，第一变减速度子阶段曲线与第一变加速度子阶段曲线，可以关于恒减速度子阶段曲线的中点所在的竖直线呈轴对称；在第二部分子阶段曲线中，第二变加速度子阶段曲线与第二变减速度子阶段曲线，可以关于恒加速度子阶段曲线的中点所在的竖直线呈轴对称。

可选的，如图2所示，在本实施例提出的第四种基于电子凸轮曲线的运动控制方法中，电子凸轮位置对应曲线可以同时包含上述第二种和第三种基于电子凸轮曲线的运动控制方法中所表述的曲线特征。

如图2所示，电子凸轮位置对应曲线可以包括同步阶段曲线和非同步阶段曲线。其中，同步阶段曲线可以为同步区匀速段L8段曲线(即同步区)；非同步阶段曲线中的第一部分子阶段曲线可以由第一变减速度子阶段曲线(即变减速度段L1段曲线)、恒减速度子阶段曲线(即恒减速度段L2段曲线)和第一变加速度子阶段曲线(即变加速度段L3段曲线)依次连接而成，非同步阶段曲线中的恒速度子阶段曲线可以为恒速度段L4段曲线，非同步阶段曲线中的第二部分子阶段曲线可以由第二变加速度子阶段曲线(即变加速度段L5段曲线)、恒加速度子阶段曲线(即恒加速度段L6段曲线)和第二变减速度子阶段曲线(即变减速度段L7段曲线)依次连接而成。

在图2中，第一部分子阶段曲线和第二部分子阶段曲线可以关于恒速度子阶段曲线的中点呈中心对称；且，第一部分子阶段曲线和第二部分子阶段曲线均可以为轴对称曲线。

可选的，如图2所示，当电子凸轮位置对应曲线中的非同步阶段曲线仅包括第一部分子阶段曲线和恒速度子阶段曲线，而不包括第二部分子阶段曲线时，图2中的第二部分子阶段曲线可以由其它曲线替代，比如可以由恒加速度段曲线进行替代，也可以由现有技术中某个五次多项式方程式对应的电子凸轮曲线中相应位置的部分曲线进行替代，本发明对此不做限定。

可选的，如图2所示，当电子凸轮位置对应曲线中的非同步阶段曲线仅包括恒速度子阶段曲线和第二部分子阶段曲线，而不包括第一部分子阶段曲线时，图2中的第一部分子阶段曲线可以由其它曲线替代，比如可以由恒减速度段曲线进行替代，也可以由现有技术中某个五次多项式方程式对应的电子凸轮曲线中相应位置的部分曲线进行替代，本发明对此不做限定。

可选的，电子凸轮位置对应曲线中的非同步阶段曲线也可以使用其它曲线来替代上述恒速度子阶段曲线，比如现有技术中某个五次多项式方程式对应的电子凸轮曲线中相应位置的部分曲线。此时，电子凸轮位置对应曲线中的非同步阶段曲线可以依次由第一部分子阶段曲线、替代上述恒速度子阶段曲线的曲线和第二部分子阶段曲线依次连接而成。

S103、控制从动轴运动至目标运动位置。

具体的，本发明可以在确定出主动轴的当前运动位置之后，在电子凸轮位置对应曲线中，查找与主动轴的当前运动位置相匹配的从动轴目标运动位置。

需要说明的是，一个主动轴的运动位置可以对应唯一的从动轴的运动位置。因此，本发明可以从电子凸轮位置对应曲线中，查找出唯一匹配的从动轴的运动位置，并将其作为从动轴目标运动位置。

可选的，本发明在确定出从动轴目标运动位置之后，可以通过伺服或者步进电机等方式来控制从动轴运动至从动轴目标运动位置，以使得在对主动轴和从动轴的运动控制过程中，能够控制主动轴和从动轴满足电子凸轮位置对应曲线中设计的特定位置关系，有效实现运动控制功能(如实现飞剪、追剪功能)。

需要说明的是，本发明可以按照电子凸轮位置对应曲线实现对从动轴的运动控制，控制从动轴与主动轴满足特定位置关系，有效实现运动控制功能。本发明实施例提出的电子凸轮位置对应曲线可以有效丰富现有电子凸轮曲线样式，从而可以有效实现更多运动控制场景所要求的运动控制功能。

本实施例提出的基于电子凸轮曲线的运动控制方法，可以确定主动轴的当前运动位置，基于预先设置好的电子凸轮位置对应曲线，确定与主动轴的当前运动位置相匹配的从动轴的目标运动位置，电子凸轮位置对应曲线中包括非同步阶段曲线，非同步阶段曲线中至少包括第一部分子阶段曲线和/或第二部分子阶段曲线，其中，第一部分子阶段曲线可以由第一变减速度子阶段曲线、恒减速度子阶段曲线和第一变加速度子阶段曲线依次连接而成，第二部分子阶段曲线由第二变加速度子阶段曲线、恒加速度子阶段曲线和第二变减速度子阶段曲线依次连接而成，控制从动轴运动至目标运动位置。本发明提出的电子凸轮位置对应曲线可以有效丰富现有电子凸轮曲线样式，从而可以有效实现更多运动控制场景所要求的运动控制功能。

基于图1所示步骤，本实施例提出第五种基于电子凸轮曲线的运动控制方法。在该方法中，第一部分子阶段曲线和第二部分子阶段曲线均是基于调整前非同步阶段曲线生成的；

其中，调整前非同步阶段曲线为梯形加减速曲线对应的从主轴运动位置对应曲线，调整前非同步阶段曲线由调整前恒减速度子阶段曲线、调整前恒速度子阶段曲线和调整前恒加速度子阶段曲线依次连接而成；

其中，第一部分子阶段曲线是基于调整前恒减速度子阶段曲线生成的；第二部分子阶段曲线是基于调整前恒加速度子阶段曲线生成的。

需要说明的是，梯形加减速曲线是最简单的加减速控制曲线，本发明可以将梯形加减速曲线作为原始设计控制模型，来设计生成电子凸轮位置对应曲线。

为更好的说明梯形加减速曲线与电子凸轮位置对应曲线之间的关系，本发明提出图3，并结合图2和图3进行说明。

在图3中，从动轴位置与主动轴位置的对应关系曲线即可以为梯形加减速曲线对应的电子凸轮曲线，该电子凸轮曲线同样可以包括同步阶段曲线和非同步阶段曲线，该电子凸轮曲线中的非同步阶段曲线即可以为调整前非同步阶段曲线，调整前非同步阶段曲线可以由调整前恒减速度子阶段曲线、调整前恒速度子阶段曲线和调整前恒加速度子阶段曲线依次连接构成。其中，恒减速度段与恒加速度段可以关于恒速度段的曲线中点呈中心对称；其中，图3所示的P0、P1、P2、P3和P4分别为电子凸轮曲线中各段曲线的端点，且均为电子凸轮曲线的关键点；在图3中，S为同步区从动轴位移量，S_h为恒减速段的从动轴位移量，S₀为恒速度段的从动轴位移量，S_l为恒加速度段的从动轴位移量，C为主动轴周期位移量。

在图3中，从主轴速度比与主轴位置的对应关系曲线即可以为梯形加减速曲线。在该梯形加减速曲线中，恒减速度段对应的曲线与恒加速度段对应的曲线，可以关于恒速度段对应的曲线中的中点所在竖直线呈轴对称；在图3中，V₀为恒速度段中的从主轴速度比大小，V为同步区匀速段中的从主轴速度比大小(V₀大于V)。

在图3中，从主轴加速度比与主轴位置的对应关系曲线即可以为梯形加减速曲线对应的从主轴加速度比变化曲线，在该曲线中，恒减速度段对应的曲线与恒加速度段对应的曲线，可以关于恒速度段对应的曲线中的中点呈中心对称。在图3中，a_h可以为恒减速度段中的从主轴加速度比大小，a_l可以为恒加速度段中的从主轴加速度比大小。

从图3所示的从主轴加速度比变化曲线中可知，从动轴在由图3所示的同步阶段进入恒减速度段时，从主轴加速度比呈阶跃变化，这会导致从动轴速度突变，从动轴速度平滑性弱，给从动轴造成的机械冲击较大。本发明可以在图3所示的调整前非同步阶段曲线的基础上，尝试优化曲线的速度变化平滑性，减少速度变化导致的冲击。

可选的，本发明可以分别在调整前恒减速度子阶段曲线和调整前恒加速度子阶段曲线对应的主从轴加速度比变化曲线中，引入变加减速度过渡曲线，以增强图3所示的主从轴加速度比变化曲线的整体平滑性，减少速度变化导致的冲击。

可选的，本发明可以使用具有连续性变化趋势的方程式，来生成从主轴加速度比变化曲线，并作为变加速度过渡曲线引入调整前恒减速度子阶段曲线和调整前恒加速度子阶段曲线对应的主从轴加速度比变化曲线中，以使得从主轴加速度比具有连续变化趋势，从而减少速度变化导致的冲击。

具体的，本发明可以在如图3所示的调整前非同步阶段曲线中，将调整前恒减速度子阶段曲线调整为图2中所示的第一变减速度子阶段曲线、恒减速度子阶段曲线和第一变加速度子阶段曲线，将调整前恒加速度子阶段曲线调整为图2中所示的第二变加速度子阶段曲线、恒加速度子阶段曲线和第二变减速度子阶段曲线。

可选的，图3所示的调整前恒速度子阶段曲线与图2所示的恒速度子阶段曲线可以是一致的，图3所示的同步阶段曲线与图2所示的同步阶段曲线可以是一致的。

具体的，本发明在对图3所示的调整前恒减速度子阶段曲线和调整前恒加速度子阶段曲线进行调整之后，可以获得图2所示的电子凸轮位置对应曲线。

可以理解的是，当电子凸轮位置对应曲线中的非同步阶段曲线仅包括第一部分子阶段曲线和恒速度子阶段曲线，而不包括第二部分子阶段曲线时，图2中的第二部分子阶段曲线可以由图3中的恒加速度段曲线进行替代；

当电子凸轮位置对应曲线中的非同步阶段曲线仅包括恒速度子阶段曲线和第二部分子阶段曲线，而不包括第一部分子阶段曲线时，图2中的第一部分子阶段曲线可以由图3中的恒减速度段曲线进行替代。

可选的，电子凸轮位置对应曲线的二次求导曲线为连续变化曲线。

可选的，变加减速度子阶段曲线中各子阶段曲线的二次求导方程式均为三次多项式方程式；其中，变加减速度子阶段曲线包括：第一变减速度子阶段曲线、第一变加速度子阶段曲线、第二变加速度子阶段曲线和第二变减速度子阶段曲线。

其中，三次多项式方程的组成可以为：

y(x)＝ax³+bx²+cx+d。

需要说明的是，变加减速度子阶段曲线中的某个子阶段曲线，其对应的二次求导方程式即为该子阶段曲线对应的从主轴加速度比变化曲线。

可以理解的是，当从主轴加速度比变化曲线为三次多项式方程时，从主轴加速度比具有连续性变化趋势。具体的，本发明在调整前非同步阶段曲线中引入三次多项式的变加速度过渡曲线之后，即可以获得图2所示的从主轴加速度比变化曲线，此时在运动过程中，从主轴加速度比具有连续性变化趋势，从而可以使得从动轴在速度变化上更具平滑性，可以避免如阶跃变化的非连续变化趋势，有效减少速度变化导致的冲击。

需要说明的是，本发明可以根据图3所示曲线，确定相关运动参数的表达式。

在图3中，同步区匀速段中的从主轴速度比大小为V，恒速度段中的从主轴速度比大小为V₀(V₀大于V)，由于从同步区到非同步区恒速度段的减速度恒定，因此该段的平均速度比大小为(V₀—V)/2。同步区从动轴位移量为S，恒减速段的从动轴位移量为S_h，恒速度段的从动轴位移量为S₀，恒加速度段的从动轴位移量为S_l，主动轴周期位移量为C，可获得：

S_h+S₀+S_l＝S；

之后，可推出：

此时，可以设主动轴在恒速度段中的位移量，占主动轴在非同步阶段曲线中的比例为k，则：

可以设从动轴最大运动速度为V_s，同步阶段运行时长为T，当从动轴在凸轮周期内达到最大速度，有：

之后，可以基于上述公式(1)、公式(2)和公式(3)，消掉V₀和S₀，获得：

其中，K＝k+1。

此时，可以将公式(4)作为二次方程，将S作为二次方程的根进行求解。此时，公式(4)中的各次项系数为：

解得：

此时，可以依次计算得出V₀、S₀、S_h和S_l，如：

可以理解的是，在图3所示从主轴位置对应变化曲线中，在确定运动参数k、V、C、V_s和T时，本发明可以计算出V₀、S₀、S_h和S_l，也可以确定图3所示曲线的具体走向。

可选的，本发明可以通过对图3所示曲线中的运动参数k、V、C、V_s和T进行调整，来对图3所示得从主轴位置对应变化曲线进行调整。

其中，k、V、C、V_s和T均可以为可调整运动参数。

其中，可调整运动参数即为可以进行调整的运动参数。需要说明的是，可调整运动参数可以由技术人员根据实际生产需要进行确定，本发明对此不做限定。

本实施例提出的基于电子凸轮曲线的运动控制方法，电子凸轮位置对应曲线可以是基于梯形加减速曲线生成的，电子凸轮位置对应曲线可以使得从主轴加速度比具有连续变化趋势，减少从动轴速度变化导致的冲击。

基于图1所示步骤，本实施例提出第六种基于电子凸轮曲线的运动控制方法。在该方法中，当非同步阶段曲线由第一部分子阶段曲线、恒速度子阶段曲线和第二部分子阶段曲线依次连接而成时，电子凸轮位置对应曲线的方程式中可以包括至少一个可调整运动参数，各可调整运动参数中可以包括：主动轴周期位移量、同步阶段运行时长、从动轴的非同步最高速度限值、第一比例参数和/或第二比例参数；

第一比例参数为主动轴在恒速度子阶段曲线中的位移量，与主动轴在非同步阶段曲线中的位移量的比值；

第二比例参数为主动轴在变加减速度子阶段曲线中的位移量，占主动轴在加减速度子阶段曲线中的位移量的比值；

其中，变加减速度子阶段曲线包括：第一变减速度子阶段曲线、第一变加速度子阶段曲线、第二变加速度子阶段曲线和第二变减速度子阶段曲线；

其中，加减速度子阶段曲线包括：变加减速度子阶段曲线、恒减速度子阶段曲线和恒加速度子阶段曲线。

其中，主动轴周期位移量即可以为上述C，同步阶段运动时长即可以为上述T，从动轴的非同步最高速度限值即可以为上述V_s，第一比例参数即可以为上述k。

可选的，在电子凸轮位置对应曲线中，可以同时包括主动轴周期位移量、同步阶段运行时长、从动轴的非同步最高速度限值、第一比例参数和第二比例参数。

需要说明的是，图2所示曲线的走向可以由技术人员通过调整上述各可调整运动参数来进行控制。

具体的，本发明可以在确定各可调整运动参数的参数值之后，确定各关键点的关键点信息，之后根据各关键点的关键点信息和三次多项式方程的组成特征，来分别计算出变加减速度子阶段曲线中各子阶段曲线的二次求导方程式，即相应从主轴加速度比变化曲线的方程式，之后可以确定变加减速度子阶段曲线中各子阶段曲线的方程式。

可选的，当非同步阶段曲线由第一部分子阶段曲线、恒速度子阶段曲线和第二部分子阶段曲线依次连接而成，且变加减速度子阶段曲线中各子阶段曲线的二次求导方程式均为三次多项式方程式时，上述方法还可以包括：

确定由用户输入的至少一个可调整运动参数；

确定与各可调整运动参数相匹配的多个关键点的关键点信息，各关键点分别为各子阶段曲线的端点；

分别基于各关键点的关键点信息，确定变加减速度子阶段曲线中各子阶段曲线的二次求导方程式；

分别基于变加减速度子阶段曲线中各子阶段曲线的二次求导方程式，确定变加减速度子阶段曲线中各子阶段曲线的三次项方程式。

需要说明的是，本发明可以在电子凸轮位置对应曲线中，将各子阶段曲线的端点均确定为关键点。

其中，关键点信息可以包括关键点的主动轴位置、从动轴位置、从主轴速度比和从主轴加速度比等信息。

可选的，在上述分别基于各关键点的关键点信息，确定变加减速度子阶段曲线中各子阶段曲线的二次求导方程式中，可以具体包括：

将变加减速度子阶段曲线中的一个子阶段曲线确定为目标子阶段曲线；

基于目标子阶段曲线的关键点，确定目标子阶段曲线的二次求导方程式中的各次项系数，以确定目标子阶段曲线的二次求导方程式；

返回执行将一个子阶段曲线确定为目标子阶段曲线的步骤，直至确定出变加减速度子阶段曲线中各子阶段曲线的二次求导方程式。

为更好的说明确定目标子阶段曲线的二次求导方程式的过程，本发明可以图2所示子阶段曲线及其关键点为例进行说明。

以图2中的变减速度L1段曲线为例，将变减速度L1段曲线确定为目标子阶段曲线，其二次求导方程式的确定过程如下：

变减速度L1段曲线的关键点可以包括起点0(此处可视为将图2所示的电子凸轮位置对应曲线向左平移，使得变减速度L1段曲线的起点对应的主动轴位置为0，而该起点对应的从动轴位置依然为y₀)和终点L₁，由于起点0的从主轴加速度为0，则在三次多项式方程式：

y(x)＝ax³+bx²+cx+d-------------公式(5)；

可知：

y(0)＝d＝0------------------公式(6)；

由于起点y₀的从主轴加速度比的变化量为0，则在上述公式(5)中：

在终点L₁处，从主轴加速度比的值为-a_c，则在上述公式(5)中：

y(L₁)＝aL³ ₁+bL² ₁＝-a_c------------公式(8)；

其中，a_c(即图2的从主轴加速度比变化曲线中的a_c)为正数。

其中，L₁可以为变减速度L1段曲线中的主动轴的位移量，y(L₁)可以表示是在点终点L₁处的函数值。

在终点L₁处，从主轴加速度比的变化量为0，则在上述公式(5)中：

通过公式(8)和公式(9)，可以计算出：

则，可以确定公式(5)，即变减速度L1段曲线的从主轴加速度比变化曲线的方程式为：

需要说明的是，L₁和a_c可以由已确定的各可调整运动参数计算出。具体的，由于图2所示电子凸轮位置对应曲线是在图3所示从主轴位置对应变化曲线的基础上生成的，因此，上述公式(1)至公式(4)计算出的各次项系数以及计算出的出V₀、S₀、S_h和S_l，在图2所示的电子凸轮位置对应曲线中依然成立。另，由于在图2中，可以令：

L₁＝L₃＝P·L(0<P<＝0.5)，且

其中，P可以为主动轴在变减速度段L1中的位移量，占主动轴在变减速度段L1、恒减速度段L2和变加速度段L3中的位移量的比值。需要说明的是，上述第二比例参数可以为0.5P。

需要说明的是，本发明可以根据计算出的V₀、S₀、S_h和P，来计算出L₁、L₂和L₃。

具体的，在图2所示的电子凸轮位置对应曲线中，可以获得公式(11)：

其中，

可以是基于梯形速度比公式通过从动轴计算主动轴的长度所获得的公式。

可以理解的是，(1—2P)可以为主动轴在恒加速度段L2中的位移量，占主动轴在变减速度段L1、恒减速度段L2和变加速度段L3中的位移量的比值。

而在图2所示的电子凸轮位置对应曲线中，可知：

y(L₃)＝y₀-S_h-------------公式(12)；

根据公式(11)、(12)和(13)可计算得到：

因此，本发明可以根据确定出的L₁和a_c，确定上述公式(10)。

之后，可以根据变减速度L1段曲线的从主轴加速度比变化曲线的方程式，来确定其从主轴速度比变化曲线的方程式。具体的，在其从主轴速度比变化曲线的方程式中，在上述起点0处，主动轴位置为0，从主轴速度比为V(可以查看图3所示的从主轴速度比变化曲线)，此时结合从主轴加速度比变化曲线的方程式，可以确定其从主轴速度比变化曲线的方程式为：

之后，可以根据变减速度L1段曲线的从主轴速度比变化曲线的方程式，确定变减速度L1段曲线的方程式。具体的，在变减速度L1段曲线的方程式中，在上述起点0处，主动轴位置为0，从动轴位置为y₀，此时结合其从主轴速度比变化曲线的方程式，可以确定变减速度L1段曲线的方程式为：

因此，本发明可以根据已确定的各可调整运动参数确定变减速度L1段曲线的关键点信息，从而确定出变减速度L1段曲线的方程式、其从主轴速度比变化曲线的方程式和从主轴加速度比变化曲线的方程式。

其中，在变减速度L1段曲线中，起点0的关键点信息可以包括：主动轴位置为x₀＝0，以及

y(0)＝y₀；

此处的y(x)表示的是相应子阶段曲线的方程式。可以理解的是，

表示的是相应子阶段曲线对应的从主轴速度比变化曲线的方程式，

表示的是相应子阶段曲线对应的从主轴加速度比变化曲线的方程式。

在变减速度L1段曲线中，终点L₁的关键点信息可以包括：主动轴的位置为x₁＝L₁，以及

依照上述确定过程，本发明可以相继确定出变加减速度子阶段曲线中的关键点信息、从主轴位置对应曲线的方程式、从主轴加速度比变化曲线的方程式和从主轴速度比变化曲线的方程式。

具体的，本发明可以将变加减速度子阶段曲线中其它关键点的关键点信息列举如下：

其中，在恒减速度段L2段曲线中，其关键点L₂的关键点信息可以包括：主动轴位置为x₂＝x₁+L₂，以及

其中，在变加速度段L3段曲线中，其关键点L₃的关键点信息可以为：主动轴位置为x₃＝x₂+L₃，以及

在变加速度段L5段曲线中，其关键点L₄的关键点信息可以为：主动轴位置为x₄＝x₃+L₄，以及

在变加速度段L5段曲线中，其关键点L₅的关键点信息可以为：主动轴位置为x₅＝x₄+L₅，以及

在恒加速度段L6段曲线中，其关键点L₆的关键点信息可以为：主动轴位置为x₆＝x₅+L₆，以及

在变减速度段L7段曲线中，其关键点L₇的关键点信息可以为：主动轴位置为x₇＝x₆+L₇，以及

需要说明的是，对于恒速度段L4段曲线和同步区匀速段L8段曲线，其均为直线，因此其方程式均可以为一次方程式。具体的，本发明在确定恒速度段L4段曲线和同步区匀速段L8段曲线的方程式的过程中，可以先行将曲线的端点确定为关键点，之后根据关键点信息和一次方程式特征，确定相应的一次方程式。

其中，在同步区匀速段L8段曲线中，其关键点L₈的关键点信息可以为：主动轴位置为x₈＝x₇+S/V，以及

y(L₈)＝S+y(L₇)。

其中，S可以为图2中的电子凸轮曲线中所示的S，即同步区从动轴位移量。

可选的，在本发明实施例提出的其它基于电子凸轮曲线的运动控制方法中，可以在电子凸轮位置对应曲线中预先设置C为6000，V_s为1000，k为0.42，P为0.3，T为0.8。

需要说明的是，在对从动轴进行运动控制的过程中，客户通常会有生产效率和运动速度的要求，当从动轴的整体运动速度增大时，生产效率可以随之提高。可以理解的是，伺服和电机等从动轴控制方式不能无限制的提高从动轴运动速度，因此从动轴在运动过程中，其运动速度不高于预设的最大运行速度。

但是，在现有技术中，根据一个五次多项式方程式生成的电子凸轮曲线，只能保证从动轴运动速度的平滑性，而在对从动轴运动速度大小的控制上具有不确定性，不能有效的在非同步阶段曲线中控制从动轴运动速度达到预设的最大运行速度，导致从动轴的整体运行速度不能有效达到最大设计值，从而导致生产效率降低，不能满足客户对于生产效率的要求。

而本发明提出的电子凸轮位置对应曲线，可以由技术人员对从动轴的非同步最高速度限值进行预先设置，并可以在对从动轴的运动控制过程中，有效实现从动轴的运动速度达到预先设置的非同步最高速度限值，有效保证从动轴的整体运行速度，从而保障生产效率；同时，本发明也可以在对从动轴的运动控制过程中，有效控制从动轴的运动速度不超过预先设置的非同步最高速度限值，防止出现无谓的错误或报警，避免超速导致的相关机械故障；

可选的，本发明也可以通过对上述的第二比例参数进行设置，来调整电子凸轮位置对应曲线中变加减速度段曲线在加减速度段曲线中的比例，从而调整电子凸轮位置对应曲线的光滑度，保证从动轴在非同步阶段曲线中运动速度的平滑性，减少从动轴运动过程中受到的机械冲击；

可选的，本发明也可以通过对上述的第一比例参数进行设置，来提高对从动轴的最大运行速度的控制灵活性。当需要增大从动轴的最大运行速度时，本发明可以调小第一比例参数，使得从动轴可以拥有更充分的增速和降速空间；当需要减小从动轴的最大运行速度时，本发明可以调大第一比例参数。

需要说明的是，本发明可以通过对多种运动参数的设置，对电子凸轮位置曲线进行调整，有效实现实际工业控制过程中对生产效率、从动轴运动速度平滑性和防止超过最大运行速度的要求。具体的，本发明可以使得电子凸轮位置对应曲线同时保障生产效率和从动轴运动速度平滑性。本发明可以在工业生产应用中创造更大工业价值，如钢材剪切、板材剪切的应用，或使用追剪相关电子凸轮曲线的应用。

本实施例提出的基于电子凸轮曲线的运动控制方法，可以利用各子阶段曲线的关键点信息，实现对各子阶段曲线的方程式的确定。本发明也可以对电子凸轮位置对应曲线中的相关运动参数进行预先设置或者调整，来保障电子凸轮位置对应曲线在应用过程中的生产效率、从动轴运动速度平滑性和防止超速等相关特性。

与图1所示步骤相对应，如图4所示，本实施例提出了第一种基于电子凸轮曲线的运动控制装置。该装置可以包括：第一确定单元101、第二确定单元102和控制单元103；

第一确定单元101，被配置为执行：确定主动轴的当前运动位置；

其中，主动轴可以为通过编码器进行运动控制的送料轴，也可以为通过其它方式进行该运动控制的送料轴，如Ethercat总线控制伺服轴。

第二确定单元102，被配置为执行：基于预先设置好的电子凸轮位置对应曲线，确定与主动轴的当前运动位置相匹配的从动轴的目标运动位置，电子凸轮位置对应曲线中包括非同步阶段曲线，非同步阶段曲线中至少包括第一部分子阶段曲线和/或第二部分子阶段曲线；其中，第一部分子阶段曲线由第一变减速度子阶段曲线、恒减速度子阶段曲线和第一变加速度子阶段曲线依次连接而成，第二部分子阶段曲线由第二变加速度子阶段曲线、恒加速度子阶段曲线和第二变减速度子阶段曲线依次连接而成；

其中，电子凸轮位置对应曲线可以是记录有从动轴与主动轴的运动位置对应关系的曲线。

需要说明的是，一般情况下，现有技术所采用的电子凸轮曲线中的非同步阶段曲线，可以是某个五次多项式方程式对应的曲线。而本实施例所采用的电子凸轮位置对应曲线中的非同步阶段曲线中，第一部分子阶段曲线中的各子阶段曲线的方程式可以是不同的方程式，第二部分子阶段曲线中的各子阶段曲线的方程式也可以是不同的方程式。

可选的，非同步阶段曲线还可以包括恒速度子阶段曲线。

可选的，非同步阶段曲线由第一部分子阶段曲线、恒速度子阶段曲线和第二部分子阶段曲线依次连接而成。此时，电子凸轮位置对应曲线中的非同步阶段曲线可以由第一变减速度子阶段曲线、恒减速度子阶段曲线、第一变加速度子阶段曲线、恒速度子阶段曲线、第二变加速度子阶段曲线、恒加速度子阶段曲线和第二变减速度子阶段曲线依次构成。

可选的，电子凸轮位置对应曲线中的非同步阶段曲线可以仅包括第一部分子阶段曲线和恒速度子阶段曲线，而不包括第二部分子阶段曲线；

可选的，电子凸轮位置对应曲线中的非同步阶段曲线也可以仅包括恒速度子阶段曲线和第二部分子阶段曲线，而不包括第一部分子阶段曲线。

具体的，非同步阶段曲线中的各子阶段曲线均可以是从主轴速度比或从主轴加速度比处于某种变化阶段的子阶段曲线。

可选的，在本实施例提出的第二种基于电子凸轮曲线的运动控制装置中，当非同步阶段曲线由第一部分子阶段曲线、恒速度子阶段曲线和第二部分子阶段曲线依次连接而成时，非同步阶段曲线为中心对称曲线，恒速度子阶段曲线的中点为非同步阶段曲线的对称中心。

可选的，在本实施例提出的第三种基于电子凸轮曲线的运动控制装置中，第一部分子阶段曲线和第二部分子阶段曲线均为轴对称曲线；

其中，第一部分子阶段曲线的对称轴为恒减速度子阶段曲线的中点所在的竖直线，第二变加减速度子阶段曲线的对称轴为恒加速度子阶段曲线的中点所在的竖直线。

可选的，在本实施例提出的第四种基于电子凸轮曲线的运动控制装置中，电子凸轮位置对应曲线可以同时包含上述第二种和第三种基于电子凸轮曲线的运动控制装置中所表述的曲线特征。

可选的，电子凸轮位置对应曲线中的非同步阶段曲线也可以使用其它曲线来替代上述恒速度子阶段曲线，比如现有技术中某个五次多项式方程式对应的电子凸轮曲线中相应位置的部分曲线。

控制单元103，被配置为执行：控制从动轴运动至目标运动位置。

具体的，本发明可以在确定出主动轴的当前运动位置之后，在电子凸轮位置对应曲线中，查找与主动轴的当前运动位置相匹配的从动轴目标运动位置。

可选的，本发明在确定出从动轴目标运动位置之后，可以通过伺服或者步进电机等方式来控制从动轴运动至从动轴目标运动位置，以使得在对主动轴和从动轴的运动控制过程中，能够控制主动轴和从动轴满足电子凸轮位置对应曲线中设计的特定位置关系，有效实现运动控制功能。

本实施例提出的基于电子凸轮曲线的运动控制装置，可以有效丰富现有电子凸轮曲线样式，从而可以有效实现更多运动控制场景所要求的运动控制功能。

基于图4所示，本实施例提出第五种基于电子凸轮曲线的运动控制装置。在该装置中，第一部分子阶段曲线和第二部分子阶段曲线均是基于调整前非同步阶段曲线生成的；

其中，调整前非同步阶段曲线为梯形加减速曲线对应的从主轴运动位置对应曲线，调整前非同步阶段曲线由调整前恒减速度子阶段曲线、调整前恒速度子阶段曲线和调整前恒加速度子阶段曲线依次连接而成；

其中，第一部分子阶段曲线是基于调整前恒减速度子阶段曲线生成的；第二部分子阶段曲线是基于调整前恒加速度子阶段曲线生成的。

需要说明的是，梯形加减速曲线是最简单的加减速控制曲线，本发明可以将梯形加减速曲线作为原始设计控制模型，来设计生成电子凸轮位置对应曲线。

可选的，本发明可以使用具有连续性变化趋势的方程式，来生成从主轴加速度比变化曲线，并作为变加速度过渡曲线引入调整前恒减速度子阶段曲线和调整前恒加速度子阶段曲线对应的主从轴加速度比变化曲线中，以使得从主轴加速度比具有连续变化趋势，从而减少速度变化导致的冲击。

可选的，电子凸轮位置对应曲线的二次求导曲线为连续变化曲线。

可选的，变加减速度子阶段曲线中各子阶段曲线的二次求导方程式均为三次多项式方程式；其中，变加减速度子阶段曲线包括：第一变减速度子阶段曲线、第一变加速度子阶段曲线、第二变加速度子阶段曲线和第二变减速度子阶段曲线。

可以理解的是，当从主轴加速度比变化曲线为三次多项式方程时，从主轴加速度比具有连续性变化趋势。具体的，本发明在调整前非同步阶段曲线中引入三次多项式的变加速度过渡曲线之后，在运动过程中，从主轴加速度比具有连续性变化趋势，从而可以使得从动轴在速度变化上更具平滑性，可以避免如阶跃变化的非连续变化趋势，有效减少速度变化导致的冲击。

本实施例提出的基于电子凸轮曲线的运动控制装置，电子凸轮位置对应曲线可以是基于梯形加减速曲线生成的，电子凸轮位置对应曲线可以使得从主轴加速度比具有连续变化趋势，减少从动轴速度变化导致的冲击。

基于图4，本实施例提出第六种基于电子凸轮曲线的运动控制装置。在该装置中，当非同步阶段曲线由第一部分子阶段曲线、恒速度子阶段曲线和第二部分子阶段曲线依次连接而成时，电子凸轮位置对应曲线的方程式中可以包括至少一个可调整运动参数，各可调整运动参数中可以包括：主动轴周期位移量、同步阶段运行时长、从动轴的非同步最高速度限值、第一比例参数和/或第二比例参数；

第一比例参数为主动轴在恒速度子阶段曲线中的位移量，与主动轴在非同步阶段曲线中的位移量的比值；

第二比例参数为主动轴在变加减速度子阶段曲线中的位移量，占主动轴在加减速度子阶段曲线中的位移量的比值；

其中，变加减速度子阶段曲线包括：第一变减速度子阶段曲线、第一变加速度子阶段曲线、第二变加速度子阶段曲线和第二变减速度子阶段曲线；

其中，加减速度子阶段曲线包括：变加减速度子阶段曲线、恒减速度子阶段曲线和恒加速度子阶段曲线。

可选的，在电子凸轮位置对应曲线中，可以同时包括主动轴周期位移量、同步阶段运行时长、从动轴的非同步最高速度限值、第一比例参数和第二比例参数。

需要说明的是，电子凸轮位置对应曲线的走向可以由技术人员通过调整上述各可调整运动参数来进行控制。

可选的，当非同步阶段曲线由第一部分子阶段曲线、恒速度子阶段曲线和第二部分子阶段曲线依次连接而成，且变加减速度子阶段曲线中各子阶段曲线的二次求导方程式均为三次多项式方程式时，上述装置还可以包括：第二确定单元102、第三确定单元、第四确定单元和第五确定单元；其中：

第二确定单元102，被配置为执行：确定由用户输入的至少一个可调整运动参数；

第三确定单元，被配置为执行：确定与各可调整运动参数相匹配的多个关键点的关键点信息，各关键点分别为各子阶段曲线的端点；

第四确定单元，被配置为执行：分别基于各关键点的关键点信息，确定变加减速度子阶段曲线中各子阶段曲线的二次求导方程式；

第五确定单元，被配置为执行：分别基于变加减速度子阶段曲线中各子阶段曲线的二次求导方程式，确定变加减速度子阶段曲线中各子阶段曲线的三次项方程式。

需要说明的是，本发明可以在电子凸轮位置对应曲线中，将各子阶段曲线的端点均确定为关键点。

其中，关键点信息可以包括关键点的主动轴位置、从动轴位置、从主轴速度比和从主轴加速度比等信息。

可选的，上述第四确定单元，包括：第六确定单元、第七确定单元和第八确定单元，其中：

第六确定单元，被配置为执行：将变加减速度子阶段曲线中的一个子阶段曲线确定为目标子阶段曲线；

第七确定单元，被配置为执行：基于目标子阶段曲线的关键点，确定目标子阶段曲线的二次求导方程式中的各次项系数，以确定目标子阶段曲线的二次求导方程式；

第八确定单元，被配置为执行：触发第六确定单元，直至确定出变加减速度子阶段曲线中各子阶段曲线的二次求导方程式。

本实施例提出的基于电子凸轮曲线的运动控制装置，可以利用各子阶段曲线的关键点信息，实现对各子阶段曲线的方程式的确定。本发明也可以对电子凸轮位置对应曲线中的相关运动参数进行预先设置或者调整，来保障电子凸轮位置对应曲线在应用过程中的生产效率、从动轴运动速度平滑性和防止超速等相关特性。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种基于电子凸轮曲线的运动控制方法，其特征在于，所述方法包括：

确定主动轴的当前运动位置；

基于预先设置好的电子凸轮位置对应曲线，确定与所述主动轴的当前运动位置相匹配的从动轴的目标运动位置，所述电子凸轮位置对应曲线中包括非同步阶段曲线，所述非同步阶段曲线中至少包括第一部分子阶段曲线和/或第二部分子阶段曲线；其中，所述第一部分子阶段曲线由第一变减速度子阶段曲线、恒减速度子阶段曲线和第一变加速度子阶段曲线依次连接而成，所述第二部分子阶段曲线由第二变加速度子阶段曲线、恒加速度子阶段曲线和第二变减速度子阶段曲线依次连接而成；所述第一部分子阶段曲线和所述第二部分子阶段曲线均为轴对称曲线；所述第一部分子阶段曲线的对称轴为所述恒减速度子阶段曲线的中点所在的竖直线，所述第二变加减速度子阶段曲线的对称轴为所述恒加速度子阶段曲线的中点所在的竖直线；

控制所述从动轴运动至所述目标运动位置。

2.根据权利要求1所述的基于电子凸轮曲线的运动控制方法，其特征在于，所述非同步阶段曲线由所述第一部分子阶段曲线、恒速度子阶段曲线和所述第二部分子阶段曲线依次连接而成。

3.根据权利要求1所述的基于电子凸轮曲线的运动控制方法，其特征在于，当所述非同步阶段曲线由所述第一部分子阶段曲线、恒速度子阶段曲线和所述第二部分子阶段曲线依次连接而成时，所述非同步阶段曲线为中心对称曲线，所述恒速度子阶段曲线的中点为所述非同步阶段曲线的对称中心。

4.根据权利要求1所述的基于电子凸轮曲线的运动控制方法，其特征在于，所述第一部分子阶段曲线和所述第二部分子阶段曲线均是基于调整前非同步阶段曲线生成的；

其中，所述调整前非同步阶段曲线为梯形加减速曲线对应的从主轴运动位置对应曲线，所述调整前非同步阶段曲线由调整前恒减速度子阶段曲线、调整前恒速度子阶段曲线和调整前恒加速度子阶段曲线依次连接而成；

其中，所述第一部分子阶段曲线是基于所述调整前恒减速度子阶段曲线生成的；所述第二部分子阶段曲线是基于所述调整前恒加速度子阶段曲线生成的。

5.根据权利要求1所述的基于电子凸轮曲线的运动控制方法，其特征在于，所述非同步阶段曲线的二次求导曲线为连续变化曲线。

6.根据权利要求1所述的基于电子凸轮曲线的运动控制方法，其特征在于，变加减速度子阶段曲线中各子阶段曲线的二次求导方程式均为三次多项式方程式；其中，所述变加减速度子阶段曲线包括：所述第一变减速度子阶段曲线、所述第一变加速度子阶段曲线、所述第二变加速度子阶段曲线和所述第二变减速度子阶段曲线。

7.根据权利要求1所述的基于电子凸轮曲线的运动控制方法，其特征在于，当所述非同步阶段曲线由所述第一部分子阶段曲线、恒速度子阶段曲线和所述第二部分子阶段曲线依次连接而成时，所述电子凸轮位置对应曲线的方程式中包括至少一个可调整运动参数，各所述可调整运动参数中包括：主动轴周期位移量、同步阶段运行时长、从动轴的非同步最高速度限值、第一比例参数和/或第二比例参数；

所述第一比例参数为所述主动轴在所述恒速度子阶段曲线中的位移量，与所述主动轴在所述非同步阶段曲线中的位移量的比值；

所述第二比例参数为所述主动轴在变加减速度子阶段曲线中的位移量，占所述主动轴在加减速度子阶段曲线中的位移量的比值；

其中，所述变加减速度子阶段曲线包括：所述第一变减速度子阶段曲线、所述第一变加速度子阶段曲线、所述第二变加速度子阶段曲线和所述第二变减速度子阶段曲线；

其中，所述加减速度子阶段曲线包括：所述变加减速度子阶段曲线、所述恒减速度子阶段曲线和所述恒加速度子阶段曲线。

8.根据权利要求6所述的基于电子凸轮曲线的运动控制方法，其特征在于，当所述非同步阶段曲线由所述第一部分子阶段曲线、恒速度子阶段曲线和所述第二部分子阶段曲线依次连接而成时，所述方法还包括：

确定由用户输入的至少一个可调整运动参数；

确定与各所述可调整运动参数相匹配的多个关键点的关键点信息，各所述关键点分别为各所述子阶段曲线的端点；

分别基于各所述关键点的关键点信息，确定所述变加减速度子阶段曲线中各所述子阶段曲线的二次求导方程式；

分别基于所述变加减速度子阶段曲线中各所述子阶段曲线的二次求导方程式，确定所述变加减速度子阶段曲线中各所述子阶段曲线的三次项方程式。

9.一种基于电子凸轮曲线的运动控制装置，其特征在于，所述装置包括：第一确定单元、第二确定单元和控制单元；

所述第一确定单元，被配置为执行：确定主动轴的当前运动位置；

所述第二确定单元，被配置为执行：基于预先设置好的电子凸轮位置对应曲线，确定与所述主动轴的当前运动位置相匹配的从动轴的目标运动位置，所述电子凸轮位置对应曲线中包括非同步阶段曲线，所述非同步阶段曲线中至少包括第一部分子阶段曲线和/或第二部分子阶段曲线；其中，所述第一部分子阶段曲线由第一变减速度子阶段曲线、恒减速度子阶段曲线和第一变加速度子阶段曲线依次连接而成，所述第二部分子阶段曲线由第二变加速度子阶段曲线、恒加速度子阶段曲线和第二变减速度子阶段曲线依次连接而成；所述第一部分子阶段曲线和所述第二部分子阶段曲线均为轴对称曲线；所述第一部分子阶段曲线的对称轴为所述恒减速度子阶段曲线的中点所在的竖直线，所述第二变加减速度子阶段曲线的对称轴为所述恒加速度子阶段曲线的中点所在的竖直线；

所述控制单元，被配置为执行：控制所述从动轴运动至所述目标运动位置。

Images