双驱龙门驱动控制方法、系统、存储介质及处理器与流程

专利2025-04-05  7


本发明涉及数控机床自动控制,具体地涉及一种双驱龙门驱动控制方法、系统、存储介质及处理器。


背景技术:

1、双驱龙门平台广泛用于半导体、晶圆检测和大型机床等精密制造领域。目前双轴龙门驱动方法主要有以下三种:主从控制法:一个电机轴作为主轴,主轴直接执行输入的轨迹指令,其位置反馈信号直接作为从轴电机的输入轨迹指令,即从轴电机跟随主轴电机运动;主令并行控制法:两个电机被合并成一个轴,两个电机接收完全相同的轨迹指令,每个电机有自己独立的伺服回路,通过独立的回路来使各自的运动轨迹尽量贴合命令轨迹;交叉耦合控制法:在主令并行控制法的基础上,通过双轴电机位置误差控制器的补偿,将双轴电机位置误差控制在一定阈值内,可以通过模型来进一步补偿因龙门上的负载位置变化带来的扰动。

2、目前双轴驱动器的控制方法中,交叉耦合控制法优于主令并行控制法,主令并行控制法优于主从控制法。交叉耦合控制法考虑到双轴之间的耦合,在高速度高加速度状态下能够保持很高的精度和运动状态,然而需增加额外的控制器对两个轴的误差进行控制,并补偿到下一控制器中,模型复杂,环路增益较难调整;而主令并行控制法只用调整单路增益,另一路复用即可,模型简单易调整,然而忽略了两个轴之间的相互影响。

3、此外,在现实的应用系统中,由于双轴所处结构(平行度和直线度等)以及驱动部分(硬件和传动结构等)存在差异,现有技术虽然保持运动过程中双轴虽运动距离相同,但反映到导轨上在垂直方向运动距离是不相同的,这样双轴之间会存在相互拉扯的问题,龙门架不能处于自然状态,这样就会使双驱龙门平台始终承受径向力,降低了龙门结构的寿命。

4、因此,现有技术缺少一种既能避免双轴龙门径向受力,又满足模型简单计算便捷的高速高精度双轴龙门驱动方案。


技术实现思路

1、为了解决现有技术中的问题,本发明实施例的目的是提供一种双驱龙门驱动控制方法、系统、存储介质及处理器,既能避免双轴龙门径向受力,又满足模型简单计算便捷。

2、为了实现上述目的,本发明实施例第一方面提供一种双驱龙门驱动的控制方法,包括以下步骤:

3、在龙门平台双轴解除状态下,推动龙门架采集双轴实时位置,获取从轴相对主轴的龙门位置误差;

4、采用主令并行控制法驱动双轴,同时将各个位置误差作为从轴的补偿量更新从轴的曲线规划,以消除双驱龙门径向受力。

5、优选地,所述位置误差的计算公式如下:

6、其中,x表示当前从轴位置,x0表示当前从轴位置x的前一位置,x1表示当前从轴位置x的后一位置,x0<x<x1,y表示当前位置误差,y0表示x0处对应的位置误差,y1表示x1处对应的位置误差。

7、优选地,所述将各个位置误差作为从轴的补偿量实时更新从轴的曲线规划具体为:每一次曲线规划前,将对应的位置误差作为补偿量增加到从轴的轨迹位置上,作为位置控制器的给定位置,主轴保持在原来的轨迹位置上。

8、优选地,所述将各个位置误差作为从轴的补偿量实时更新从轴的曲线规划具体为:每一次曲线规划前,保持轨迹位置不变,将从轴等效反馈位置作为从轴位置控制器的反馈位置,所述从轴等效反馈位置等于当前时刻的电机端反馈位置减去对应的补偿量,主轴保持在原来的轨迹位置上。

9、优选地,所述方法还包括:获取从轴相对主轴的龙门位置误差后保存数据,每次上电后读取数据,再进行曲线规划驱动双轴。

10、优选地,所述方法直接将所述补偿量补偿到从轴位置控制器的给定量或反馈量上,不需要使用控制器来实时控制所述双轴的位置误差且不需要将所述补偿量补偿到速度环控制器中。

11、本发明实施例第二方面提供一种双驱龙门驱动的控制系统,包括:

12、补偿量获取模块,用于在龙门平台双轴解除状态下,推动龙门架采集双轴实时位置,获取从轴相对主轴的龙门位置误差;

13、驱动补偿模块,用于采用主令并行控制法驱动双轴,同时将各个位置误差作为从轴的补偿量更新从轴的曲线规划,以消除双驱龙门径向受力。

14、优选地,还包括:

15、补偿量数据存储模块,基于flash芯片实现存储,用于存储补偿量数据;

16、补偿量数据更新模块,用于专用的伺服上位机通过通信协议实现补偿数据的更新。

17、本发明实施例第三方面提供一种机器可读存储介质,该机器可读存储介质上存储有指令,该指令用于使得机器执行本申请上述双驱龙门驱动的控制方法。

18、本发明实施例第四方面提供一种处理器,用于运行程序,其中,所述程序被运行时用于执行:如上述双驱龙门驱动的控制方法。

19、通过上述技术方案,先通过在龙门平台双轴解除状态下采集双轴的位置误差,以此确定双轴在径向受力为0 状态下的龙门架两端在双轴上的相对位置误差,采用主令并行控制法驱动主从轴运动,主轴的曲线规划路径不变,将相对位置误差作为补偿量补偿到从轴的曲线规划,以保证龙门架在双轴上的运动沿着解除状态下采集的位置路径,以消除双驱龙门径向受力。上述技术方案在既考虑到双轴耦合,采用简单的计算方法,不需要复杂的模型耦合双轴位置关系,避免了复杂的双轴耦合模型计算,提高逻辑运行实时性;在主令控制法的基础上结合双轴耦合补偿策略,避免龙门架持续受力变形,提高结构寿命,进而实现了既能避免双轴龙门径向受力,又满足模型简单计算便捷的高速高精度双轴龙门驱动。

20、本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。



技术特征:

1.一种双驱龙门驱动的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述位置误差的计算公式如下:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将各个位置误差作为从轴的补偿量实时更新从轴的曲线规划具体为:每一次曲线规划前,将对应的位置误差作为补偿量增加到从轴的轨迹位置上,作为位置控制器的给定位置,主轴保持在原来的轨迹位置上。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将各个位置误差作为从轴的补偿量实时更新从轴的曲线规划具体为:每一次曲线规划前,保持轨迹位置不变,将从轴等效反馈位置作为从轴位置控制器的反馈位置,所述从轴等效反馈位置等于当前时刻的电机端反馈位置减去对应的补偿量,主轴保持在原来的轨迹位置上。

5.根据权利要求1-4中任一所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:获取从轴相对主轴的龙门位置误差后保存数据,每次上电后读取数据,再进行曲线规划驱动双轴。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法直接将所述补偿量补偿到从轴位置控制器的给定量或反馈量上,不需要使用控制器来实时控制所述双轴的位置误差且不需要将所述补偿量补偿到速度环控制器中。

7.一种双驱龙门驱动的控制系统,其特征在于,包括:

8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,还包括:

9.一种机器可读存储介质,该机器可读存储介质上存储有指令,该指令用于使得机器执行本申请上述权利要求1-6中任一项的方法。

10.一种处理器,其特征在于,用于运行程序,其中,所述程序被运行时用于执行:如权利要求1-6中任意一项所述的双驱龙门驱动的控制方法。


技术总结
本发明实施例提供一种双驱龙门驱动控制方法、系统、存储介质及处理器,涉及数控机床自动控制技术领域,所述方法包括以下步骤:在龙门平台双轴解除状态下,推动龙门架采集双轴实时位置,获取从轴相对主轴的龙门位置误差;采用主令并行控制法驱动双轴,同时将各个位置误差作为从轴的补偿量更新从轴的曲线规划,以消除双驱龙门径向受力。该方案既能避免双轴龙门径向受力,又满足模型简单计算便捷。

技术研发人员:郭恩政,任贵平,金长明,许礼昆,孙海星
受保护的技术使用者:合肥安迅精密技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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