多轴传动同步控制方法、控制器以及存储介质与流程

文档序号:27684551发布日期:2021-12-01 00:51阅读:231来源:国知局
多轴传动同步控制方法、控制器以及存储介质与流程

1.本发明涉及多轴传动系统控制技术领域,特别涉及一种多轴传动同步控制 方法、控制器以及计算机可读存储介质。


背景技术:

2.在钣金折弯加工行业中,常见多轴传动系统传动模型有两大类:液压传动 和机械传动轴传动。采用液压传动通常是大吨位机型,由电子尺(磁栅尺或光 栅尺等)反馈至控制器进行闭环;机械传动轴传动通常是小吨位机型,主要制 约因素是成本,其中很主要一部分成本是传动轴等精密机械传动相关部分。
3.对于现有的全伺服多轴传动系统,为了增加全伺服多轴传动系统的金属成 形作用力,通常采用更粗的传动轴以及采用更大功率的电机。
4.相关技术中,采用定制大传动轴实现全伺服多轴传动系统大吨位的折弯。 通过加粗传动轴的尺寸,并增加电机功率,使末端折弯成型作用力增大。
5.但是,现有的技术手段中,大传动轴和大功率电机的制作成本较高,使得 现有的多轴传动系统成本较高。


技术实现要素:

6.本发明的主要目的是提供一种多轴传动同步控制方法、控制器以及计算机 可读存储介质,旨在解决现有技术中现有的多轴传动系统成本较高的技术问题。
7.为实现上述目的,本发明提出一种多轴传动同步控制方法,应用于多轴传 动同步控制系统,所述多轴传动同步控制系统包括负载以及用于驱动所述负载 的多个传动轴,多个所述传动轴包括位于所述负载左侧的第一传动轴组以及位 于所述负载右侧的第二传动轴组,所述第一传动轴组包括至少两个左侧传动轴, 所述第二传动轴组包括至少两个右侧传动轴,且每一所述传动轴上均设置有一 用于检测所述传动轴传动位移的第一位移传感器,所述负载的左、右两侧分别 设置有用于检测所述负载左、右两侧实际位移的第二位移传感器;所述多轴传 动同步控制方法包括:
8.获取所述第一传动轴组中各左侧传动轴的左侧传动位移量、所述第二传动 轴组中各右侧传动轴的右侧传动位移量、所述负载左侧的左侧实际位移量以及 所述负载右侧的右侧实际位移量;
9.计算所述左侧传动位移量与所述左侧实际位移量之间的第一位置偏差,根 据所述第一位置偏差调整对应左侧传动轴的位移,并计算所述右侧传动位移量 与所述右侧实际位移量之间的第二位置偏差,根据所述第二位置偏差调整对应 右侧传动轴的位移;
10.计算所述左侧实际位移量与所述右侧实际位移量之间的实际偏差,根据所 述实际偏差调整各所述左侧传动轴和/或各所述右侧传动轴的位移,使各所述左 侧传动轴和各所述右侧传动轴之间保持位置同步;
11.获取所述第一传动轴组中各左侧传动轴的扭矩,选择任一左侧传动轴的扭 矩作
为左侧参考扭矩,计算其余左侧传动轴的扭矩与所述左侧参考扭矩之间的 第一扭矩偏差,根据所述第一扭矩偏差调整对应左侧传动轴的扭矩,使各左侧 传动轴保持扭矩同步;
12.获取所述第二传动轴组中各右侧传动轴的扭矩,选择任一右侧传动轴的扭 矩作为右侧参考扭矩,计算其余右侧传动轴的扭矩与所述右侧参考扭矩之间的 第二扭矩偏差,根据所述第二扭矩偏差调整对应右侧传动轴的扭矩,使各右侧 传动轴保持扭矩同步。
13.可选的,所述方法还包括:
14.计算所述左侧参考扭矩与所述右侧参考扭矩之间的参考扭矩偏差,根据所 述参考扭矩偏差调整各所述左侧传动轴和/或各所述右侧传动轴的扭矩,使各所 述左侧传动轴和各所述右侧传动轴之间保持扭矩同步。
15.可选的,所述根据所述第一位置偏差调整对应左侧传动轴的位移的步骤, 包括:
16.基于所述第一位置偏差和预设位置同步增益,利用公式一,获得第一位置 补偿量;
17.根据所述第一位置补偿量调整对应左侧传动轴的位移;
18.所述根据所述第二位置偏差调整对应右侧传动轴的位移的步骤,包括:
19.基于所述第二位置偏差和预设位置同步增益,利用公式一,获得第二位置 补偿量;
20.根据所述第二位置补偿量调整对应右侧传动轴的位移;
21.所述公式一为:δpossync
m
=posdif
m
*possynckp
22.其中,possynckp为所述预设位置同步增益,在δpossync
m
为左侧传动轴中 第m传动轴的第一位置补偿量时,posdif
m
为左侧传动轴中第m传动轴的第一 位置偏差,在δpossync
m
为右侧传动轴中第m传动轴的第二位置补偿量时, posdif
m
为右侧传动轴中第m传动轴的第二位置偏差。
23.可选的,所述根据所述第一扭矩偏差调整对应左侧传动轴的扭矩的步骤, 包括:
24.基于所述第一扭矩偏差和预设扭矩同步增益,利用公式二,获得第一扭矩 补偿量;
25.根据所述第一扭矩补偿量调整对应左侧传动轴的扭矩;
26.所述根据所述第二扭矩偏差调整对应右侧传动轴的扭矩的步骤,包括:
27.基于所述第二扭矩偏差和预设扭矩同步增益,利用公式二,获得第二扭矩 补偿量;
28.根据所述第二扭矩补偿量调整对应右侧传动轴的扭矩;
29.所述公式二为:δtorquesync
p
=torquedif
p
*torquesynckp
30.其中,torquesynckp为所述预设扭矩同步增益,在δtorquesync
p
为左侧传动轴中第p传动轴的第一扭矩补偿量时,torquedif
p
为左侧 传动轴中第p传动轴的第一扭矩偏差,在δtorquesync
p
为右侧传动轴 中第p传动轴的第二扭矩补偿量时,torquedif
p
为右侧传动轴中第p 传动轴的第二扭矩偏差。
31.可选的,所述根据所述第一位置偏差调整对应左侧传动轴的位移的步骤, 包括:
32.在所述第一位置偏差大于或等于预设位置同步精度时,根据所述第一位置 偏差调整对应左侧传动轴的位移;
33.所述根据所述第二位置偏差调整对应右侧传动轴的位移的步骤,包括:
34.在所述第二位置偏差大于或等于预设位置同步精度时,根据所述第二位置 偏差调整对应右侧传动轴的位移。
35.此外,为实现上述目的,本发明还提出了一种多轴传动同步控制方法,应 用于多轴传动同步控制系统,所述多轴传动同步控制系统包括负载以及位于负 载左、右两侧的左侧传动轴和右侧传动轴,所述左侧传动轴和所述右侧传动轴 上均设置有一用于检测传动位移的第一位移传感器,所述负载的左、右两侧分 别设置有用于检测所述负载左、右两侧实际位移的第二位移传感器,所述多轴 传动同步控制方法包括:
36.分别获取所述左侧传动轴的左侧传动位移量、所述右侧传动轴的右侧传动 位移量、所述负载左侧的左侧实际位移量以及所述负载右侧的右侧实际位移量;
37.计算所述左侧传动位移量与所述左侧实际位移量之间的第一位置偏差,根 据所述第一位置偏差调整所述左侧传动轴的位移;并计算所述右侧传动位移量 与所述右侧实际位移量之间的第二位置偏差,根据所述第二位置偏差调整所述 右侧传动轴的位移;
38.计算所述左侧实际位移量与所述右侧实际位移量之间的实际偏差,根据所 述实际偏差调整所述左侧传动轴和/或所述右侧传动轴的位移,使所述左侧传动 轴和所述右侧传动轴之间保持位置同步;
39.获取所述左侧传动轴的扭矩以及所述右侧传动轴的扭矩,计算所述左侧传 动轴的扭矩与所述右侧传动轴的扭矩的扭矩偏差,根据所述扭矩偏差调整所述 左侧传动轴和/或所述右侧传动轴的扭矩,使所述左侧传动轴和所述右侧传动轴 之间保持扭矩同步。
40.可选的,所述根据所述第一位置偏差调整所述左侧传动轴的位移的步骤, 包括:
41.基于所述第一位置偏差和预设位置同步增益,利用公式三,获得第一位置 补偿量;
42.根据所述第一位置补偿量调整所述左侧传动轴的位移;
43.所述根据所述第二位置偏差调整所述右侧传动轴的位移的步骤,包括:
44.基于所述第二位置偏差和预设位置同步增益,利用公式三,获得第二位置 补偿量;
45.根据所述第二位置补偿量调整所述右侧传动轴的位移;
46.所述公式三为:δpossync=posdif*possynckp
47.其中,possynckp为所述预设位置同步增益,在δpossync为所述第一位置 补偿量时,posdif为所述第一位置偏差,在δpossync为所述第二位置补偿量时, posdif为所述第二位置偏差。
48.可选的,所述根据所述扭矩偏差调整所述左侧传动轴和/或所述右侧传动轴 的扭矩的步骤,包括:
49.基于所述扭矩偏差和预设扭矩同步增益,利用公式四,获得扭矩补偿量;
50.根据所述扭矩补偿量调整所述左侧传动轴和/或所述右侧传动轴的扭矩;
51.所述公式四为:δtorquesync=torquedif*torquesynckp
52.其中,δtorquesync为扭矩补偿量,torquedif为扭矩偏差,torquesynckp为 所述预设扭矩同步增益。
53.可选的,所述根据所述第一位置偏差调整所述左侧传动轴的位移的步骤, 包括:
54.在所述第一位置偏差大于或等于预设位置同步精度时,根据所述第一位置 偏差
调整所述左侧传动轴的位移;
55.所述根据所述第二位置偏差调整所述右侧传动轴的位移的步骤,包括:
56.在所述第二位置偏差大于或等于预设位置同步精度时,根据所述第二位置 偏差调整所述右侧传动轴的位移。
57.此外,为实现上述目的,本发明还提出了一种控制器,所述控制器包括: 存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行多轴传动同步控 制程序,所述多轴传动同步控制程序被所述处理器执行时实现如上述任一项所 述的多轴传动同步控制方法的步骤。
58.此外,为实现上述目的,本发明还提出了一种计算机可读存储介质,所述 计算机可读存储介质上存储有多轴传动同步控制程序,所述多轴传动同步控制 程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的多轴传动同步控制方法的步骤。
59.本发明技术方案提出了一种多轴传动同步控制方法,应用于多轴传动同步 控制系统,所述多轴传动同步控制系统包括负载以及用于驱动所述负载的多个 传动轴,多个所述传动轴包括位于所述负载左侧的第一传动轴组以及位于所述 负载右侧的第二传动轴组,所述第一传动轴组包括至少两个左侧传动轴,所述 第二传动轴组包括至少两个右侧传动轴,且每一所述传动轴上均设置有一用于 检测所述传动轴传动位移的第一位移传感器,所述负载的左、右两侧分别设置 有用于检测所述负载左、右两侧实际位移的第二位移传感器;所述多轴传动同 步控制方法包括:获取所述第一传动轴组中各左侧传动轴的左侧传动位移量、 所述第二传动轴组中各右侧传动轴的右侧传动位移量、所述负载左侧的左侧实 际位移量以及所述负载右侧的右侧实际位移量;计算所述左侧传动位移量与所 述左侧实际位移量之间的第一位置偏差,根据所述第一位置偏差调整对应左侧 传动轴的位移,并计算所述右侧传动位移量与所述右侧实际位移量之间的第二 位置偏差,根据所述第二位置偏差调整对应右侧传动轴的位移;计算所述左侧 实际位移量与所述右侧实际位移量之间的实际偏差,根据所述实际偏差调整各 所述左侧传动轴和/或各所述右侧传动轴的位移,使各所述左侧传动轴和各所述 右侧传动轴之间保持位置同步;获取所述第一传动轴组中各左侧传动轴的扭矩, 选择任一左侧传动轴的扭矩作为左侧参考扭矩,计算其余左侧传动轴的扭矩与 所述左侧参考扭矩之间的第一扭矩偏差,根据所述第一扭矩偏差调整对应左侧 传动轴的扭矩,使各左侧传动轴保持扭矩同步;获取所述第二传动轴组中各右 侧传动轴的扭矩,选择任一右侧传动轴的扭矩作为右侧参考扭矩,计算其余右 侧传动轴的扭矩与所述右侧参考扭矩之间的第二扭矩偏差,根据所述第二扭矩 偏差调整对应右侧传动轴的扭矩,使各右侧传动轴保持扭矩同步。
60.由于,现有的技术手段中大传动轴和大功率电机的制作成本较高,使得现 有的多轴传动系统成本较高。而本发明利用包括多个传动轴的多轴传动系统作 为主体,每个传动轴分担一部分吨位,使得多轴传动系统的传动轴不需要具有 较大的尺寸,多轴传动系统也不需要较大功率的电机,即可实现对大吨位的折 弯;同时,本发明的控制方法,利用所述位置补偿量和所述轴力补偿量,实现 了多个传动轴的同步控制,从而可以利用多个较细传动轴替代了定制大传动轴, 降低了多轴传动系统的成本。
附图说明
61.为了更清楚地说明本发明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 中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
62.图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的控制器结构示意图;
63.图2为本发明多轴传动同步控制方法第一实施例的流程示意图;
64.图3为本发明多轴传动同步控制方法第二实施例的流程示意图;
65.图4为本发明多轴传动同步控制装置第一实施例的结构框图;
66.图5为本发明多轴传动同步控制装置第二实施例的结构框图。
67.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说 明。
具体实施方式
68.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不 是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创 造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
69.参照图1,图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的控制器结构示意 图。
70.通常,控制器包括:至少一个处理器301、存储器302以及存储在所述存储 器上并可在所述处理器上运行的多轴传动同步控制程序,所述多轴传动同步控 制程序配置为实现如前所述的多轴传动同步控制方法的步骤。
71.处理器301可以包括一个或多个处理核心,比如4核心处理器、8核心处理器 等。处理器301可以采用dsp(digital signal processing,数字信号处理)、 fpga(field-programmable gate array,现场可编程门阵列)、pla(programmable logic array,可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器301也可 以包括主处理器和协处理器,主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理 的处理器,也称cpu(central processingunit,中央处理器);协处理器是用于对 在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中,处理器301 可以在集成有gpu(graphics processing unit,图像处理器),gpu用于负责显示 屏所需要显示的内容的渲染和绘制。处理器301还可以包括ai(artificial intelligence,人工智能)处理器,该ai处理器用于处理有关多轴传动同步控制方 法操作,使得多轴传动同步控制方法模型可以自主训练学习,提高效率和准确 度。
72.存储器302可以包括一个或多个计算机可读存储介质,该计算机可读存储介 质可以是非暂态的。存储器302还可包括高速随机存取存储器,以及非易失性存 储器,比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中,存储 器302中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令,该至少一个指 令用于被处理器301所执行以实现本技术中方法实施例提供的多轴传动同步控 制方法。
73.在一些实施例中,终端还可选包括有:通信接口303和至少一个外围设备。 处理器301、存储器302和通信接口303之间可以通过总线或信号线相连。各个外 围设备可以通过总线、信号线或电路板与通信接口303相连。具体地,外围设备 包括:射频电路304、显示屏
305和电源306中的至少一种。
74.通信接口303可被用于将i/o(input/output,输入/输出)相关的至少一个外围 设备连接到处理器301和存储器302。在一些实施例中,处理器301、存储器302 和通信接口303被集成在同一芯片或电路板上;在一些其他实施例中,处理器301、 存储器302和通信接口303中的任意一个或两个可以在单独的芯片或电路板上实 现,本实施例对此不加以限定。
75.射频电路304用于接收和发射rf(radio frequency,射频)信号,也称电磁信 号。射频电路304通过电磁信号与通信网络以及其他通信设备进行通信。射频电 路304将电信号转换为电磁信号进行发送,或者,将接收到的电磁信号转换为电 信号。可选地,射频电路304包括:天线系统、rf收发器、一个或多个放大器、 调谐器、振荡器、数字信号处理器、编解码芯片组、用户身份模块卡等等。射 频电路304可以通过至少一种无线通信协议来与其它终端进行通信。该无线通信 协议包括但不限于:城域网、各代移动通信网络(2g、3g、4g及5g)、无线局域 网和/或wifi(wireless fidelity,无线保真)网络。在一些实施例中,射频电路304 还可以包括nfc(near field communication,近距离无线通信)有关的电路,本申 请对此不加以限定。
76.显示屏305用于显示ui(user interface,用户界面)。该ui可以包括图形、文 本、图标、视频及其它们的任意组合。当显示屏305是触摸显示屏时,显示屏305 还具有采集在显示屏305的表面或表面上方的触摸信号的能力。该触摸信号可以 作为控制信号输入至处理器301进行处理。此时,显示屏305还可以用于提供虚 拟按钮和/或虚拟键盘,也称软按钮和/或软键盘。在一些实施例中,显示屏305 可以为一个,电子设备的前面板;在另一些实施例中,显示屏305可以为至少两 个,分别设置在电子设备的不同表面或呈折叠设计;在再一些实施例中,显示 屏305可以是柔性显示屏,设置在电子设备的弯曲表面上或折叠面上。甚至,显 示屏305还可以设置成非矩形的不规则图形,也即异形屏。显示屏305可以采用 lcd(liquidcrystal display,液晶显示屏)、oled(organic light

emitting diode, 有机发光二极管)等材质制备。
77.电源306用于为电子设备中的各个组件进行供电。电源306可以是交流电、 直流电、一次性电池或可充电电池。当电源306包括可充电电池时,该可充电电 池可以支持有线充电或无线充电。该可充电电池还可以用于支持快充技术。 本领域技术人员可以理解,图1中示出的结构并不构成对控制器的限定,可以包 括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
78.此外,本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存 储介质上存储有多轴传动同步控制程序,所述多轴传动同步控制程序被处理器 执行时实现如上文所述的多轴传动同步控制方法的步骤。因此,这里将不再进 行赘述。另外,对采用相同方法的有益效果描述,也不再进行赘述。对于本申 请所涉及的计算机可读存储介质实施例中未披露的技术细节,请参照本技术方 法实施例的描述。确定为示例,程序指令可被部署为在一个控制器上执行,或 者在位于一个地点的多个控制器上执行,又或者,在分布在多个地点且通过通 信网络互连的多个控制器备上执行。
79.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程, 是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,上述的程序可存储于一计算 机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。 其中,上述的计算机可读
存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read

onlymemory,rom)或随机存储记忆体(random accessmemory,ram)等。
80.基于上述硬件结构,提出本发明多轴传动同步控制方法的实施例。
81.参照图2,图2为本发明多轴传动同步控制方法第一实施例的流程示意图, 所述方法包括以下步骤:
82.步骤s11:获取所述第一传动轴组中各左侧传动轴的左侧传动位移量、所 述第二传动轴组中各右侧传动轴的右侧传动位移量、所述负载左侧的左侧实际 位移量以及所述负载右侧的右侧实际位移量。
83.需要说明的是,本发明的执行主体是控制器,控制器安装有多轴传动同步 控制程序,控制器执行多轴传动同步控制程序时,实现本发明的多轴传动同步 控制方法的步骤。
84.在本发明中,通过控制器控制多轴传动系统,以及通过控制器与多轴传动 系统交互,实现多轴传动系统和控制器之间的信息和指令传输。多轴传动系统 可以是全伺服折弯机,多轴传动系统包括多个传动轴,由于多个传动轴共同进 行折弯操作,每个传动轴的的尺寸均可以较小,且,多个传动轴的输出负载也 不需要较大(也即不需要大功率电机),即可实现大负载的折弯操作。
85.通常,应用于多轴传动同步控制系统,所述多轴传动同步控制系统包括负 载以及用于驱动所述负载的多个传动轴,多个所述传动轴包括位于所述负载左 侧的第一传动轴组以及位于所述负载右侧的第二传动轴组,所述第一传动轴组 包括至少两个左侧传动轴,所述第二传动轴组包括至少两个右侧传动轴,且每 一所述传动轴上均设置有一用于检测所述传动轴传动位移的第一位移传感器, 所述负载的左、右两侧分别设置有用于检测所述负载左、右两侧实际位移的第 二位移传感器;多轴传动系统的传动轴可以包括多个y传动轴,也可以包括多 个x传动轴;多个y传动轴和多个x传动轴,可以分别利用本发明的方法进 行多个传动轴的同步控制,以实现多个y传动轴和多个x传动轴的大负载折弯 操作。可以理解的是,利用本发明的方法,单独对多个y传动轴进行同步控制, 单独对多个x传动轴进行同步控制,y传动轴和x传动轴是分开控制的。
86.另外,具体应用中,第一位移传感器为编码器,第二位移传感器为电子尺。 左侧传动位移量和右侧传动位移量均是由对应的编码器获得,所述负载左侧的 左侧实际位移量以及所述负载右侧的右侧实际位移量通过电子尺获得。编码器 与传动轴的数量是一一对应的。
87.可以理解的是,本发明的多轴传动同步控制方法的步骤是在多轴传动同步 控制系统处于运行状态时,实时进行的,多轴传动同步控制系统运行时会携带 各种不同的负载。
88.步骤s12:计算所述左侧传动位移量与所述左侧实际位移量之间的第一位 置偏差,根据所述第一位置偏差调整对应左侧传动轴的位移,并计算所述右侧 传动位移量与所述右侧实际位移量之间的第二位置偏差,根据所述第二位置偏 差调整对应右侧传动轴的位移。
89.需要说明的是,第一传动轴组位于负载左侧,第二传动轴组位于负载右侧, 需要计算第一传动轴组中各个左侧传动轴与左侧实际位移量的第一位置偏差, 每一个左侧传动轴对应一个第一位置偏差,同理,需要计算第二传动轴组中各 个右侧传动轴与右侧实际
位移量的第二位置偏差,每一个右侧传动轴对应一个 第二位置偏差。然后,利用每一个第一位置偏差,对对应的左侧传动轴进行补 偿(位移的调整),利用每一个第二位置偏差,对对应的右侧传动轴进行补偿。
90.可以理解的是,在利用第一位置偏差对各个左侧传动轴进行补偿和利用第 二位置偏差对各个右侧传动轴进行补偿时,是利用第一位置偏差和第二位置偏 差对对应的传动轴进行速度控制,实现对对应传动轴的补偿(位移调整)。
91.步骤s13:计算所述左侧实际位移量与所述右侧实际位移量之间的实际偏 差,根据所述实际偏差调整各所述左侧传动轴和/或各所述右侧传动轴的位移, 使各所述左侧传动轴和各所述右侧传动轴之间保持位置同步。
92.左右两侧的各个传动轴组之间也是具有偏差的,当左侧传动轴和右侧传动 轴均完成对应的位置补偿之后,还需要确定出左右两侧实际位移量的偏差—— 实际偏差,然后利用该实际偏差对第一传动轴组中各个左侧传动轴进行补偿, 也可以利用该实际偏差对第二传动轴组中各个右侧传动轴进行补偿,还可以利 用该实际偏差,分别对第一传动轴组中各个左侧传动轴和第二传动轴组中各个 右侧传动轴分别进行补偿,从而实现各所述左侧传动轴和各所述右侧传动轴之 间保持位置同步。
93.可以理解的是,在利用实际偏差对左侧传动轴和/或右侧传动轴进行补偿时, 是利用实际偏差对各个传动轴进行速度控制,实现对对应传动轴的补偿。
94.步骤s14:获取所述第一传动轴组中各左侧传动轴的扭矩,选择任一左侧 传动轴的扭矩作为左侧参考扭矩,计算其余左侧传动轴的扭矩与所述左侧参考 扭矩之间的第一扭矩偏差,根据所述第一扭矩偏差调整对应左侧传动轴的扭矩, 使各左侧传动轴保持扭矩同步。
95.步骤s15:获取所述第二传动轴组中各右侧传动轴的扭矩,选择任一右侧 传动轴的扭矩作为右侧参考扭矩,计算其余右侧传动轴的扭矩与所述右侧参考 扭矩之间的第二扭矩偏差,根据所述第二扭矩偏差调整对应右侧传动轴的扭矩, 使各右侧传动轴保持扭矩同步。
96.需要说明的是,在利用本发明的多轴传动同步控制系统时,多轴传动同步 控制系统会装有负载,对负载进行作业时,也需要对多轴传动同步控制系统中 各个传动轴的扭矩进行补偿。与上文位置偏差的补偿类似,依旧需要对第一传 动轴组中各个左侧传动轴进行扭矩补偿,以及需要对第二传动轴组中各个右侧 传动轴进行扭矩补偿。
97.具体的,随机在第一轴组中确定出一个左侧传动轴为左侧参考传动轴,左 侧参考传动轴的扭矩即为左侧参考扭矩,计算其余的左侧传动轴与该左侧参考 扭矩的第一扭矩偏差。当第一传动轴组包括n个左侧传动轴时,第一扭矩偏差 包括(n

1)个第一扭矩偏差,即,第一传动轴组除左侧参考传动轴,其余左侧 传动轴均对应一个第一扭矩偏差。然后,利用其余左侧传动轴的第一扭矩偏差 对对应的左侧传动轴进行扭矩补偿,左侧参考传动轴则不需要进行任何调整。
98.右侧传动轴的扭矩补偿过程与左侧类似,不再赘述,参考上文左侧扭矩补 偿的步骤。
99.可以理解的是,在利用第一扭矩偏差对各个左侧传动轴进行补偿和利用第 二扭矩偏差对各个右侧传动轴进行补偿时,是利用第一扭矩偏差和第二扭矩偏 差对对应的传
动轴进行速度控制,实现对对应传动轴的补偿(位移调整)。
100.进一步的,所述方法还包括:计算所述左侧参考扭矩与所述右侧参考扭矩 之间的参考扭矩偏差,根据所述参考扭矩偏差调整各所述左侧传动轴和/或各所 述右侧传动轴的扭矩,使各所述左侧传动轴和各所述右侧传动轴之间保持扭矩 同步。
101.同上上述实际偏差的补偿步骤,第一传动轴组和第二传动轴组的扭矩也是 存在偏差的,此时,利用左侧参考传动轴的左侧参考扭矩与右侧参考传动轴的 右侧参考扭矩之间的参考扭矩偏差,进行第一传动轴组和第二传动轴组之间的 扭矩补偿;然后可以利用该参考扭矩偏差对第一传动轴组中各个左侧传动轴进 行补偿,也可以利用该参考扭矩偏差对第二传动轴组中各个右侧传动轴进行补 偿,还可以利用该参考扭矩偏差,分别对第一传动轴组中各个左侧传动轴和第 二传动轴组中各个右侧传动轴分别进行补偿,从而实现各所述左侧传动轴和各 所述右侧传动轴之间保持扭矩同步。
102.进一步的,所述根据所述第一位置偏差调整对应左侧传动轴的位移的步骤, 包括:基于所述第一位置偏差和预设位置同步增益,利用公式一,获得第一位 置补偿量;根据所述第一位置补偿量调整对应左侧传动轴的位移;
103.相应的,所述根据所述第二位置偏差调整对应右侧传动轴的位移的步骤, 包括:基于所述第二位置偏差和预设位置同步增益,利用公式一,获得第二位 置补偿量;根据所述第二位置补偿量调整对应右侧传动轴的位移;
104.所述公式一为:δpossync
m
=posdif
m
*possynckp
105.其中,possynckp为所述预设位置同步增益,在δpossync
m
为左侧传动轴中 第m传动轴的第一位置补偿量时,posdif
m
为左侧传动轴中第m传动轴的第一 位置偏差,在δpossync
m
为右侧传动轴中第m传动轴的第二位置补偿量时, posdif
m
为右侧传动轴中第m传动轴的第二位置偏差。预设位置同步增益可以 是用户基于需求设定的,本发明不做限制。
106.另外,所述根据所述第一扭矩偏差调整对应左侧传动轴的扭矩的步骤,包 括:基于所述第一扭矩偏差和预设扭矩同步增益,利用公式二,获得第一扭矩 补偿量;根据所述第一扭矩补偿量调整对应左侧传动轴的扭矩;
107.相应的,所述根据所述第二扭矩偏差调整对应右侧传动轴的扭矩的步骤, 包括:基于所述第二扭矩偏差和预设扭矩同步增益,利用公式二,获得第二扭 矩补偿量;根据所述第二扭矩补偿量调整对应右侧传动轴的扭矩;
108.所述公式二为:δtorquesync
p
=torquedif
p
*torquesynckp
109.其中,torquesynckp为所述预设扭矩同步增益,在δtorquesync
p
为左侧传动 轴中第p传动轴的第一扭矩补偿量时,torquedif
p
为左侧传动轴中第p传动轴的 第一扭矩偏差,在δtorquesync
p
为右侧传动轴中第p传动轴的第二扭矩补偿量 时,torquedif
p
为右侧传动轴中第p传动轴的第二扭矩偏差。预设扭矩同步增益 可以是用户基于需求设定的,本发明不做限制。
110.需要说明的是,在进行本发明的多轴传动同步控制方法的步骤时,并不是 任何情况都需要进行补偿的,需要满足一定触发条件,即:所述根据所述第一 位置偏差调整对应左侧传动轴的位移的步骤,包括:在所述第一位置偏差大于 或等于预设位置同步精度时,根据所述第一位置偏差调整对应左侧传动轴的位 移;所述根据所述第二位置偏差调整对应右侧传动轴的位移的步骤,包括:在 所述第二位置偏差大于或等于预设位置同步精度
时,根据所述第二位置偏差调 整对应右侧传动轴的位移。
111.可以理解的是,预设位置同步精度可以是用户基于需求设定的,本发明不 做限定。在位置偏差(包括第一位置偏差和第二位置偏差)小于预设位置同步 精度时,表示传动轴的编码器读取的位置参数与电子尺测量参数的差距极小, 不需要进行位置补偿,若位置偏差大于或等于预设位置同步精度时,表示传动 轴的编码器读取的位置参数与电子尺测量参数的差距较大,需要进行位置补偿。
112.另外,在位置偏差小于预设位置同步精度时,表示传动轴的编码器读取的 位置参数与电子尺测量参数的差距极小,不需要进行位置补偿,所以也不需要 进行位置补偿量的计算,以节省控制器的计算资源。
113.在该实施例中,避免了位置偏差较小,带来的额外无用计算损耗,从而减 少了控制器计算资源的消耗。
114.参照图3,图3为本发明图3为本发明多轴传动同步控制方法第二实施例 的流程示意图,所述方法包括以下步骤:
115.步骤s21:分别获取所述左侧传动轴的左侧传动位移量、所述右侧传动轴 的右侧传动位移量、所述负载左侧的左侧实际位移量以及所述负载右侧的右侧 实际位移量。
116.需要说明的是,在该实施例中,所述多轴传动同步控制系统包括负载以及 位于负载左、右两侧的左侧传动轴和右侧传动轴,所述左侧传动轴和所述右侧 传动轴上均设置有一用于检测传动位移的第一位移传感器,所述负载的左、右 两侧分别设置有用于检测所述负载左、右两侧实际位移的第二位移传感器。
117.可以理解的是,左侧传动轴和右侧传动轴只包括一个,左侧传动轴对应一 个第一位移传感器(编码器),右侧传动轴对应一个第一位移传感器。
118.步骤s22:计算所述左侧传动位移量与所述左侧实际位移量之间的第一位 置偏差,根据所述第一位置偏差调整所述左侧传动轴的位移;并计算所述右侧 传动位移量与所述右侧实际位移量之间的第二位置偏差,根据所述第二位置偏 差调整所述右侧传动轴的位移。
119.参照上文步骤s11

步骤s15的描述可知,左侧传动轴的编码器与左侧的电 子尺存在差距,需要进行补偿,右侧传动轴的编码器与右侧的电子尺存在差距, 也需要进行补偿,与上文步骤s11

步骤s15的描述相似,区别仅在于轴的的数 量,此处不再赘述。
120.可以理解的是,在该实施例中,第一位置偏差只是包括左侧传动轴一个第 一位置偏差,利用该第一位置偏差对该一个左侧传动轴进行补偿即可;同理, 第二位置偏差只是包括右侧传动轴一个第二位置偏差,利用该第二位置偏差对 该一个右侧传动轴进行补偿即可。
121.步骤s23:计算所述左侧实际位移量与所述右侧实际位移量之间的实际偏 差,根据所述实际偏差调整所述左侧传动轴和/或所述右侧传动轴的位移,使所 述左侧传动轴和所述右侧传动轴之间保持位置同步。
122.可以理解的是,参照上文步骤s11

步骤s15的描述,左侧传动轴和右侧传 动轴之间也是具有偏差的,当左侧传动轴和右侧传动轴均完成对应的位置补偿 之后,还需要确定出左右两侧实际位移量的偏差——实际偏差,然后利用该实 际偏差对左侧传动轴进行补偿,也可以利用该实际偏差对右侧传动轴进行补偿, 还可以利用该实际偏差,分别对左侧
传动轴和右侧传动轴分别进行补偿,从而 实现左侧传动轴和右侧传动轴之间保持位置同步。
123.步骤s24:获取所述左侧传动轴的扭矩以及所述右侧传动轴的扭矩,计算 所述左侧传动轴的扭矩与所述右侧传动轴的扭矩的扭矩偏差,根据所述扭矩偏 差调整所述左侧传动轴和/或所述右侧传动轴的扭矩,使所述左侧传动轴和所述 右侧传动轴之间保持扭矩同步。
124.可以理解的是,左侧传动轴与右侧传动轴分别只有一个,所以单侧之间的 一个传动轴是不需要进行扭矩补偿的,即不需要进行类似步骤s14的操作。与 步骤s23类似,左侧传动轴和右侧传动轴之间也是具有扭矩偏差的,需要确定 出左右两侧的扭矩偏差,然后利用该扭矩偏差对左侧传动轴进行补偿,也可以 利用该扭矩偏差对右侧传动轴进行补偿,还可以利用该扭矩偏差,分别对左侧 传动轴和右侧传动轴分别进行补偿,从而实现左侧传动轴和右侧传动轴之间保 持扭矩同步。
125.进一步的,所述根据所述第一位置偏差调整所述左侧传动轴的位移的步骤, 包括:基于所述第一位置偏差和预设位置同步增益,利用公式三,获得第一位 置补偿量;根据所述第一位置补偿量调整所述左侧传动轴的位移;
126.相应的,所述根据所述第二位置偏差调整所述右侧传动轴的位移的步骤, 包括:基于所述第二位置偏差和预设位置同步增益,利用公式三,获得第二位 置补偿量;根据所述第二位置补偿量调整所述右侧传动轴的位移;
127.所述公式三为:δpossync=posdif*possynckp
128.其中,possynckp为所述预设位置同步增益,在δpossync为所述第一位置 补偿量时,posdif为所述第一位置偏差,在δpossync为所述第二位置补偿量时, posdif为所述第二位置偏差。
129.进一步的,所述根据所述扭矩偏差调整所述左侧传动轴和/或所述右侧传动 轴的扭矩的步骤,包括:基于所述扭矩偏差和预设扭矩同步增益,利用公式四, 获得扭矩补偿量;根据所述扭矩补偿量调整所述左侧传动轴和/或所述右侧传动 轴的扭矩;
130.所述公式四为:δtorquesync=torquedif*torquesynckp
131.其中,δtorquesync为扭矩补偿量,torquedif为扭矩偏差,torquesynckp为 所述预设扭矩同步增益。
132.进一步的,所述根据所述第一位置偏差调整所述左侧传动轴的位移的步骤, 包括:在所述第一位置偏差大于或等于预设位置同步精度时,根据所述第一位 置偏差调整所述左侧传动轴的位移;相应的,所述根据所述第二位置偏差调整 所述右侧传动轴的位移的步骤,包括:在所述第二位置偏差大于或等于预设位 置同步精度时,根据所述第二位置偏差调整所述右侧传动轴的位移。
133.需要说明的是,与上述实施例的描述类似,进行位置补偿时,也是需要出 发条件的,触发条件与上文的类似,此处不再赘述。
134.本发明技术方案提出了一种多轴传动同步控制方法,应用于多轴传动同步 控制系统,所述多轴传动同步控制系统包括负载以及用于驱动所述负载的多个 传动轴,多个所述传动轴包括位于所述负载左侧的第一传动轴组以及位于所述 负载右侧的第二传动轴组,所述第一传动轴组包括至少两个左侧传动轴,所述 第二传动轴组包括至少两个右侧传
动轴,且每一所述传动轴上均设置有一用于 检测所述传动轴传动位移的第一位移传感器,所述负载的左、右两侧分别设置 有用于检测所述负载左、右两侧实际位移的第二位移传感器;所述多轴传动同 步控制方法包括:获取所述第一传动轴组中各左侧传动轴的左侧传动位移量、 所述第二传动轴组中各右侧传动轴的右侧传动位移量、所述负载左侧的左侧实 际位移量以及所述负载右侧的右侧实际位移量;计算所述左侧传动位移量与所 述左侧实际位移量之间的第一位置偏差,根据所述第一位置偏差调整对应左侧 传动轴的位移,并计算所述右侧传动位移量与所述右侧实际位移量之间的第二 位置偏差,根据所述第二位置偏差调整对应右侧传动轴的位移;计算所述左侧 实际位移量与所述右侧实际位移量之间的实际偏差,根据所述实际偏差调整各 所述左侧传动轴和/或各所述右侧传动轴的位移,使各所述左侧传动轴和各所述 右侧传动轴之间保持位置同步;获取所述第一传动轴组中各左侧传动轴的扭矩, 选择任一左侧传动轴的扭矩作为左侧参考扭矩,计算其余左侧传动轴的扭矩与 所述左侧参考扭矩之间的第一扭矩偏差,根据所述第一扭矩偏差调整对应左侧 传动轴的扭矩,使各左侧传动轴保持扭矩同步;获取所述第二传动轴组中各右 侧传动轴的扭矩,选择任一右侧传动轴的扭矩作为右侧参考扭矩,计算其余右 侧传动轴的扭矩与所述右侧参考扭矩之间的第二扭矩偏差,根据所述第二扭矩 偏差调整对应右侧传动轴的扭矩,使各右侧传动轴保持扭矩同步。
135.由于,现有的技术手段中大传动轴和大功率电机的制作成本较高,使得现 有的多轴传动系统成本较高。而本发明利用包括多个传动轴的多轴传动系统作 为主体,每个传动轴分担一部分吨位,使得多轴传动系统的传动轴不需要具有 较大的尺寸,多轴传动系统也不需要较大功率的电机,即可实现对大吨位的折 弯;同时,本发明的控制方法,利用所述位置补偿量和所述轴力补偿量,实现 了多个传动轴的同步控制,从而可以利用多个较细传动轴替代了定制大传动轴, 降低了多轴传动系统的成本。
136.参照图4,图4为本发明多轴传动同步控制装置第一实施例的结构框图, 所述装置包括:
137.第一获取模块10,用于获取所述第一传动轴组中各左侧传动轴的左侧传动 位移量、所述第二传动轴组中各右侧传动轴的右侧传动位移量、所述负载左侧 的左侧实际位移量以及所述负载右侧的右侧实际位移量;
138.第一计算模块20,用于计算所述左侧传动位移量与所述左侧实际位移量之 间的第一位置偏差,根据所述第一位置偏差调整对应左侧传动轴的位移,并计 算所述右侧传动位移量与所述右侧实际位移量之间的第二位置偏差,根据所述 第二位置偏差调整对应右侧传动轴的位移;
139.第二计算模块30,用于计算所述左侧实际位移量与所述右侧实际位移量之 间的实际偏差,根据所述实际偏差调整各所述左侧传动轴和/或各所述右侧传动 轴的位移,使各所述左侧传动轴和各所述右侧传动轴之间保持位置同步;
140.第一控制模块40,用于获取所述第一传动轴组中各左侧传动轴的扭矩,选 择任一左侧传动轴的扭矩作为左侧参考扭矩,计算其余左侧传动轴的扭矩与所 述左侧参考扭矩之间的第一扭矩偏差,根据所述第一扭矩偏差调整对应左侧传 动轴的扭矩,使各左侧传动轴保持扭矩同步;
141.第二控制模块50,用于获取所述第二传动轴组中各右侧传动轴的扭矩,选 择任一
右侧传动轴的扭矩作为右侧参考扭矩,计算其余右侧传动轴的扭矩与所 述右侧参考扭矩之间的第二扭矩偏差,根据所述第二扭矩偏差调整对应右侧传 动轴的扭矩,使各右侧传动轴保持扭矩同步。
142.需要说明的是,由于本实施例的装置所执行的步骤与前述方法实施例的步 骤相同,其具体的实施方式以及可以达到的技术效果都可参照前述实施例,这 里不再赘述。
143.参照图5,图5为本发明多轴传动同步控制装置第二实施例的结构框图, 所述装置包括:
144.第二获取模块60,用于分别获取所述左侧传动轴的左侧传动位移量、所述 右侧传动轴的右侧传动位移量、所述负载左侧的左侧实际位移量以及所述负载 右侧的右侧实际位移量;
145.第三计算模块70,用于计算所述左侧传动位移量与所述左侧实际位移量之 间的第一位置偏差,根据所述第一位置偏差调整所述左侧传动轴的位移;并计 算所述右侧传动位移量与所述右侧实际位移量之间的第二位置偏差,根据所述 第二位置偏差调整所述右侧传动轴的位移;
146.第四计算模块80,用于计算所述左侧实际位移量与所述右侧实际位移量之 间的实际偏差,根据所述实际偏差调整所述左侧传动轴和/或所述右侧传动轴的 位移,使所述左侧传动轴和所述右侧传动轴之间保持位置同步;
147.第三控制模块90,用于获取所述左侧传动轴的扭矩以及所述右侧传动轴的 扭矩,计算所述左侧传动轴的扭矩与所述右侧传动轴的扭矩的扭矩偏差,根据 所述扭矩偏差调整所述左侧传动轴和/或所述右侧传动轴的扭矩,使所述左侧传 动轴和所述右侧传动轴之间保持扭矩同步。
148.需要说明的是,由于本实施例的装置所执行的步骤与前述方法实施例的步 骤相同,其具体的实施方式以及可以达到的技术效果都可参照前述实施例,这 里不再赘述。
149.以上所述仅为本发明的可选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡 是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换, 或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1