专利名称：控制多个驱动器同步工作的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及自动控制领域，尤其涉及一种控制多个驱动器同步工作的方法及其装置。
背景技术：
传统的机械设备大多使用可编程逻辑控制器(PLC Programmable LogicController)或驱动器单独控制驱动马达。可编程逻辑控制器的缺点在于控制过程简单，力口工精度普遍不高。近年随着行业的发展，新型机械设备向着动作复杂、控制精准、多轴高度同步及控制系统化发展。运动控制技术应需而生。
运动控制技术是一种综合性技术，现有技术中的控制过程通常包含可编程逻辑控制器(PLC :ProgrammabIe Logic Controller)控制、总线控制及驱动控制三部分。首先可编程逻辑控制器控制用于规划各轴运动控制任务，总线控制负责将多轴集群任务传达到各个马达，驱动控制是指各个马达完成最终机构执行。在这些控制流程中，保证最终机构运动轨迹与可编程逻辑控制器内部规划的目标曲线精确贴近至关重要。现有技术往往通过模拟量或脉冲方式实现运动轨迹和目标曲线的贴合。而模拟量和脉冲方式都存在现场接线复杂、抗干扰能力差、控制精度不高、无法控制高精度驱动器等先天不足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种控制多个驱动器同步工作的方法，能够提高运动轨迹的控制精度，且具有较强的抗干扰能力。为了解决上述问题，本发明提供了一种控制多个驱动器同步工作的方法，包括如下步骤提供一组控制曲线，所述一组控制曲线中的每一个对应控制一个驱动器；对所述控制曲线按照一设定的时间周期进行分割；在一时间周期内，将处于同一分割周期内分割后的曲线分别传输至对应的驱动器，并发送统一的节拍信号至各个驱动器以同步各个驱动器的执行时间；每个驱动器均根据所受到的所有控制命令拟合还原出本驱动器的运动规划曲线；每个驱动器均在本地拟合出的所述运动规划曲线上取点，以控制自身电机的运转。可选的，所述提供控制曲线的步骤进一步包括提供一运动控制程序、一电子凸轮曲线以及G代码程序；采用可编程逻辑控制器进行建模，构建成相应的控制曲线。可选的，所述将处于同一分割周期内分割后的曲线分别传输至对应的驱动器，进一步是通过系统总线发送的。可选的，所述发送统一的节拍信号的步骤进一步是通过广播的方式通过系统总线发送至各个驱动器。可选的，每个驱动器均在本地拟合出的所述运动规划曲线上取点的步骤，进一步是在所述运动规划曲线上以相同的时间间隔取点。本发明进一步提供了一种控制多个驱动器同步工作的装置，包括如下单元曲线生成单元，用于提供一组控制曲线，所述一组控制曲线中的每一个对应控制一个驱动器；分割单元，用于对所述曲线生成单元生成的所述控制曲线按照一设定的时间周期进行分割；发送单元，用于在一时间周期内，将处于同一分割周期内分割后的曲线分别传输至对应的驱动器，并发送统一的节拍信号至各个驱动器以同步各个驱动器的执行时间；曲线规划单元，用于使每个驱动器均根据所受到的所有控制命令拟合还原出本驱动器的运动规划曲线；控制单元，用于使每个驱动器均在本地拟合出的所述运动规划曲线上取点，以控制自身电机的运转。可选的，所述曲线生成单元进一步包括如下模块数据提供模块，用于提供一运动控制程序、一电子凸轮曲线以及G代码程序；曲线构建模块，用于根据数据提供模块提供的数据，采用可编程逻辑控制器进行建模，构建成相应的控制曲线。 本发明的优点在于，将规划曲线密集细分，将各任务数字化传达，可保证在复杂的环境下数据传输的稳定性和及时性，并且控制命令的数字化传达可解决传统方式的控制精度问题；将规划曲线细分，以及驱动器将接收到的任务分析并精确控制，解决了传统控制方式的控制精度不高及无法控制高精度驱动器等不足。进一步地，通过总线技术，所有轴通过一根数据总线连接，解决传统方式接线复杂的问题，且总线技术定义了规范的物理层和数据链络层，可进一步保证在复杂的环境下数据传输的稳定性和及时性。
附图I是本发明所述方法具体实施方式
的实施步骤示意图。附图2A至附图2D是附图I所示方法中对曲线进行操作的示意图。附图3所示是附图I中步骤S120实施过程中的时序图。附图4所示是附图I中步骤S130和步骤S140实施过程中与第一轴曲线对应的第一驱动器的时序图。附图5所示是本发明所述装置具体实施方式
的装置架构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明提供的一种控制多个驱动器同步工作的方法及其装置的具体实施方式
做详细说明。首先结合附图给出本发明所述方法的具体实施方式
。附图I所示是本发明的实施步骤示意图，包括步骤S101，提供一运动控制程序、一电子凸轮曲线以及G代码程序；步骤S102，采用可编程逻辑控制器进行建模，构建成相应的控制曲线；步骤S110，对所述控制曲线按照一设定的时间周期进行分割；步骤S120，在一时间周期内，将处于同一分割周期内分割后的曲线分别传输至对应的驱动器，并发送统一的节拍信号至各个驱动器以同步各个驱动器的执行时间；步骤S130，每个驱动器均根据所受到的所有控制命令拟合还原出本驱动器的运动规划曲线；步骤S140，每个驱动器均在本地拟合出的所述运动规划曲线上取点，以控制自身电机的运转。附图2A至附图2D是本具体实施方式
中对曲线进行操作的示意图。步骤S101，提供一运动控制程序、一电子凸轮曲线以及G代码程序。以上数据是数控领域常见的用于生成运动控制曲线的原始数据，在其他的具体实施方式
中，也可以采用另外的能够生成运动控制曲线的数据组合。步骤S102，采用可编程逻辑控制器进行建模，构建成相应的控制曲线。这些控制曲线就是用户对各轴运动轨迹的规划。以上步骤SlOl和步骤S102请进一步参考附图2A所示，实施上述步骤的目的在于构建一组控制曲线，该组控制曲线中的每一个曲线都对应控制一个驱动器的运动方式。附图2B所示，参考步骤S110，对所述控制曲线按照一设定的时间周期进行分割，其中附图2B以附图2A所示第一轴曲线为例绘示，其余各曲线的分割方式可以参照执行，不同曲线间应当采用相同的时间周期进行分割。本步骤可以采用上述可编程逻辑控制器进行，本步骤并不会将所有的控制任务传达给驱动器，而是可编程逻辑控制器将控制控制轨迹进行周期性任务细分。接下来，每次仅将下一控制周期的控制任务传达给驱动器。将规划曲线密集细分，将各任务数字化传达，可保证在复杂的环境下数据传输的稳定性和及时性， 并且控制命令的数字化传达可解决传统方式的控制精度问题。附图2C所示，参考步骤S120，在一时间周期内，将处于同一分割周期内分割后的曲线分别传输至对应的驱动器，并发送统一的节拍信号至各个驱动器以同步各个驱动器的执行时间。本具体实施方式
中，进一步是通过系统总线将处于同一分割周期内分割后的曲线分别传输至对应的驱动器，并通过广播的方式通过系统总线发送统一的节拍信号至各个驱动器。本步骤中，按照规范使用控制总线，在复杂的现场环境下可保证数据传输的稳定性和实时性，各轴周期性的控制任务将在固定的时间段传达给各驱动器，通过总线技术，所有轴通过一根数据总线连接，解决传统方式接线复杂的问题，且总线技术定义了规范的物理层和数据链络层，可进一步保证在复杂的环境下数据传输的稳定性和及时性。附图3所示是步骤S120实施过程中的时序图，各个驱动器的周期性任务传达给驱动器之后，并不会执行，而是等待运动控制系统的广播性的节拍信号，节拍信号将传递给驱动器的周期性任务激活。每个周期性任务的执行时间就是两个节拍信号的间隔时间。以此达到各轴的任务同步，各驱动器每个控制周期将会收到一笔控制命令，并且这些控制命令式同时生效的。以此达到多轴同步。附图2D所示，参考步骤S130，每个驱动器均根据所受到的所有控制命令拟合还原出本驱动器的运动规划曲线。曲线上的数字表示不同的时间周期。驱动器根据相邻控制周期的控制命令拟合还原可编程逻辑控制器的规划曲线，表示每个控制周期内可编程逻辑控制器传送给驱动器的控制命令，驱动器根据这些命令作为关键点进行曲线拟合。步骤S140，每个驱动器均在本地拟合出的所述运动规划曲线上取点，以控制自身电机的运转。本具体实施方式
中，是在所述运动规划曲线上以相同的时间间隔取点。，进而将可编程逻辑控制器规划的曲线在驱动器内部进行还原。并在此曲线模型上间隔一时间，例如125微秒，取点控制电机运转。以此达到PLC生成曲线模型与实际电机运转一致。驱动器将接收到的任务分析并精确控制，解决了传统控制方式的控制精度不高及无法控制高精度驱动器等不足。附图4所示是步骤S130和步骤S140实施过程中与第一轴曲线对应的第一驱动器的时序图，驱动器在收到控制命令后，根据统一的节拍信号激活控制命令，进行曲线拟合并取点后，控制驱动器进行相应的动作。
上述实施方式中，将规划曲线密集细分，将各任务数字化传达，可保证在复杂的环境下数据传输的稳定性和及时性，并且控制命令的数字化传达可解决传统方式的控制精度问题；将规划曲线细分，以及驱动器将接收到的任务分析并精确控制，解决了传统控制方式的控制精度不高及无法控制高精度驱动器等不足。接下来结合附图给出本发明所述装置的具体实施方式
。附图5所示是本具体实施方式
的装置架构示意图，包括曲线生成单元510，用于提供一组控制曲线，所述一组控制曲线中的每一个对应控制一个驱动器；分割单元520，用于对所述曲线生成单元生成的所述控制曲线按照一设定的时间周期进行分割；发送单元530，用于在一时间周期内，将处于同一分割周期内分割后的曲线分别传输至对应的驱动器，并发送统一的节拍信号至各个驱动器以同步各个驱动器的执行时间；曲线规划单元540，用于使每个驱动器均根据所受到的所有控制命令拟合还原出本驱动器的运动规划曲线；控制单元550，用于使每个驱动器均在本地拟合出的所述运动规划曲线上取点，以控制自身电机的运转。所述曲线生成单元510进一步包括如下模块数据提供模块511，用于提供一运动控制程序、一电子凸轮曲线以及G代码程序；曲线构建模块512，用于根据数据提供模块提供的数据，采用可编程逻辑控制器进行建模，构建成相应的控制曲线。以上各个模块和单元之间的关系，请参考前一具体实施方式
的内容，此处不再赘述。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。·
权利要求
1.一种控制多个驱动器同步工作的方法，其特征在于，包括如下步骤 提供一组控制曲线，所述一组控制曲线中的每一个对应控制一个驱动器； 对所述控制曲线按照一设定的时间周期进行分割； 在一时间周期内，将处于同一分割周期内分割后的曲线分别传输至对应的驱动器，并发送统一的节拍信号至各个驱动器以同步各个驱动器的执行时间； 每个驱动器均根据所受到的所有控制命令拟合还原出本驱动器的运动规划曲线； 每个驱动器均在本地拟合出的所述运动规划曲线上取点，以控制自身电机的运转。
2.根据权利要求I所述的控制多个驱动器同步工作的方法，其特征在于，所述提供控制曲线的步骤进一步包括 提供一运动控制程序、一电子凸轮曲线以及G代码程序； 采用可编程逻辑控制器进行建模，构建成相应的控制曲线。
3.根据权利要求I所述的控制多个驱动器同步工作的方法，其特征在于，所述将处于同一分割周期内分割后的曲线分别传输至对应的驱动器，进一步是通过系统总线发送的。
4.根据权利要求I所述的控制多个驱动器同步工作的方法，其特征在于，所述发送统一的节拍信号的步骤进一步是通过广播的方式通过系统总线发送至各个驱动器。
5.根据权利要求I所述的控制多个驱动器同步工作的方法，其特征在于，每个驱动器均在本地拟合出的所述运动规划曲线上取点的步骤，进一步是在所述运动规划曲线上以相同的时间间隔取点。
6.一种控制多个驱动器同步工作的装置，其特征在于，包括如下单元 曲线生成单元，用于提供一组控制曲线，所述一组控制曲线中的每一个对应控制一个驱动器； 分割单元，用于对所述曲线生成单元生成的所述控制曲线按照一设定的时间周期进行分割； 发送单元，用于在一时间周期内，将处于同一分割周期内分割后的曲线分别传输至对应的驱动器，并发送统一的节拍信号至各个驱动器以同步各个驱动器的执行时间； 曲线规划单元，用于使每个驱动器均根据所受到的所有控制命令拟合还原出本驱动器的运动规划曲线； 控制单元，用于使每个驱动器均在本地拟合出的所述运动规划曲线上取点，以控制自身电机的运转。
7.根据权利要求6所述的控制多个驱动器同步工作的装置，其特征在于，所述曲线生成单元进一步包括如下模块 数据提供模块，用于提供一运动控制程序、一电子凸轮曲线以及G代码程序； 曲线构建模块，用于根据数据提供模块提供的数据，采用可编程逻辑控制器进行建模，构建成相应的控制曲线。
8.根据权利要求6所述的控制多个驱动器同步工作的装置，其特征在于，所述发送单元中将处于同一分割周期内分割后的曲线分别传输至对应的驱动器，进一步是通过系统总线发送的。
9.根据权利要求6所述的控制多个驱动器同步工作的装置，其特征在于，所述发送单元中发送统一的节拍信号的步骤进一步是通过广播的方式通过系统总线发送至各个驱动器。
10.根据权利要求6所述的控制多个驱动器同步工作的装置，其特征在于，所述控制单元进一步是在所述运动规划曲线上以相同的时间间隔取点。
全文摘要
本发明提供了一种控制多个驱动器同步工作的方法以及装置。所述方法包括如下步骤提供一组控制曲线；对所述控制曲线按照一设定的时间周期进行分割；在一时间周期内，将处于同一分割周期内分割后的曲线分别传输至驱动器，并发送统一的节拍信号至各个驱动器；每个驱动器均根据所受到的所有控制命令拟合还原出本驱动器的运动规划曲线；每个驱动器均在本地拟合出的所述运动规划曲线上取点，以控制自身电机的运转。本发明的优点在于，可保证在复杂的环境下数据传输的稳定性和及时性，并且控制命令的数字化传达可解决传统方式的控制精度问题；解决了传统控制方式的控制精度不高及无法控制高精度驱动器等不足。
文档编号G05B19/05GK102929191SQ201210396090
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月18日 优先权日2012年10月18日
发明者邱立全 申请人:中达光电工业(吴江)有限公司