CN102176650A - 主从伺服系统同步信号产生方法、装置以及灯检机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主从伺服系统同步信号产生方法、装置以及灯检机。其中，主从伺服系统同步信号产生方法包括：主伺服系统以及从伺服系统分别接收虚拟主轴发送的控制信息；主伺服系统以及从伺服系统根据控制信息跟踪虚拟主轴，分别产生主位置跟随误差以及从位置跟随误差；判断模块判断主位置跟随误差以及从位置跟随误差是否满足预定条件；当主位置跟随误差以及从位置跟随误差满足预定条件时，通过同步信号产生模块产生同步信号。本发明能够使主从伺服系统位置偏差较小，实现同步且灯检机误检率降低的效果。

Description

主从伺服系统同步信号产生方法、装置以及灯检机

技术领域

本发明涉及制药设备领域，具体而言，涉及一种主从伺服系统同步信号产生方法、装置以及灯检机。

背景技术

灯检机是通过视觉系统检查液体制剂的白斑、黑斑、脱屑、纤维、毛发、絮状物等微粒的机器，是制药行业一种重要的质量检测设备。它主要包括主伺服系统、从伺服系统、工业相机、工控机以及剔除机构。当装有液体制剂的瓶子通过进瓶轨道、主伺服电机驱动的主转盘、转瓶机构、瓶身制动机构进入主从伺服系统理论同步区时，同步信号产生装置给出一个主从伺服系统同步信号，触发工业相机开始拍照，并实时地将图像传送到工控机，经图像处理软件处理判断，最后由剔除机构将不合格品剔除。

在现有技术中，从伺服系统接收主伺服系统发送的控制信息，且从伺服系统按照所接收的控制信息跟踪主伺服系统运行，当从伺服系统进入理论同步区时，同步信号产生装置产生同步信号，同步信号触发工业相机进行拍照。然而在现有技术中，当同步信号产生装置产生同步信号时，从伺服系统中的从伺服电机对主伺服系统的主伺服电机的追踪过程还没完全结束，从伺服电机的位置和速度仍处于不稳定的状态，会导致主从伺服系统之间存在较大的位置偏差，并没有达到实际上的同步，从而会使得灯检机误检率较高。

目前针对相关技术的主从伺服系统存在较大的位置偏差，无法达到实际上的同步以及灯检机误检率较高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对现有技术中主从伺服系统存在较大的位置偏差，无法达到实际上的同步的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种主从伺服系统同步信号产生方法、装置以及灯检机，以解决上述至少一个技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种主从伺服系统同步信号产生方法，该方法包括如下步骤：主伺服系统以及从伺服系统分别接收虚拟主轴发送的控制信息；主伺服系统以及从伺服系统根据控制信息跟踪虚拟主轴，分别产生主位置跟随误差以及从位置跟随误差；判断模块判断主位置跟随误差以及从位置跟随误差是否满足预定条件；当主位置跟随误差以及从位置跟随误差满足预定条件时，通过同步信号产生模块产生同步信号。

进一步地，预定条件为主伺服系统与从伺服系统处于理论同步区，且预定时间段内主位置跟随误差以及从位置跟随误差均小于或等于设定的位置偏差。

进一步地，当主位置跟随误差和/或从位置跟随误差不满足预定条件时，产生报警信号。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种主从伺服系统同步信号产生装置，该装置包括：虚拟主轴，用于发送控制信息；主伺服系统，用于接收控制信息，根据控制信息同步跟踪虚拟主轴，并产生主位置跟随误差；从伺服系统，用于接收控制信息，根据控制信息按预定的运行曲线跟踪虚拟主轴，并产生从位置跟随误差；判断模块，用于接收主位置跟随误差以及从位置跟随误差，判断主位置跟随误差以及从位置跟随误差是否满足预定条件；同步信号产生模块，当主位置跟随误差以及从位置跟随误差满足预定条件时，产生同步信号。

进一步地，预定条件为主伺服系统与从伺服系统处于理论同步区，且预定时间段内主位置跟随误差以及从位置跟随误差均小于或等于设定的位置偏差。

进一步地，该装置还包括报警模块，与判断模块连接，用于在判断模块判断主位置跟随误差和/或从位置跟随误差不满足预定条件时，发出报警信号。

进一步地，主伺服系统包括：主运动控制器，用于接收来自虚拟主轴的控制信息；主伺服电机，用于与主运动控制器连接，根据控制信息同步跟踪虚拟主轴，并产生主位置跟随误差。

进一步地，从伺服系统包括：从运动控制器，用于接收来自虚拟主轴的控制信息；从伺服电机，用于与从运动控制器连接，根据控制信息按预定的运行曲线跟踪虚拟主轴，并产生从位置跟随误差。

根据本发明的又一个方面，还提供了一种灯检机，该灯检机包括了上述主从伺服系统同步信号产生装置。

进一步地，该灯检机还包括：工业相机，与主从伺服系统同步信号产生装置的同步信号产生模块相连，用于在接收到同步信号产生模块发送的同步信号时获取产品图像；工控机，与工业相机相连，用于接收产品图像并判断产品是否合格；剔除机构，与工控机相连，用于剔除不合格产品。

应用本发明的技术方案，通过使主伺服系统以及从伺服系统根据控制信息跟踪虚拟主轴，并分别产生主位置跟随误差以及从位置跟随误差；当主位置跟随误差以及从位置跟随误差满足预定条件时，通过同步信号产生模块产生同步信号，使同步信号在产生时，主伺服系统以及从伺服系统的追踪过程均已经结束，位置和速度处于稳定的状态，因此主伺服系统与从伺服系统间的位置偏差较小，实现了主伺服系统与从伺服系统之间的同步，从而解决了现有技术中的主从伺服系统存在较大的位置偏差，无法达到实际上的同步的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的主从伺服系统同步信号产生装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的主从伺服系统的凸轮曲线示意图；

图3是根据本发明实施例的主从伺服系统同步信号产生过程的示意图；

图4是根据本发明实施例的灯检机的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的主从伺服系统同步信号产生方法的流程图；以及

图6是根据本发明优选实施例的主从伺服系统同步信号的产生方法流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是根据本发明实施例的主从伺服系统同步信号的产生装置结构示意图。如图1所示，该装置包括：虚拟主轴11，用于发送控制信息；主伺服系统12，用于接收控制信息，根据控制信息同步跟踪虚拟主轴11，并产生主位置跟随误差；从伺服系统13，用于接收控制信息，根据控制信息按预定的运行曲线跟踪虚拟主轴11，并产生从位置跟随误差；判断模块14，用于接收主位置跟随误差以及从位置跟随误差，判断主位置跟随误差以及从位置跟随误差是否满足预定条件；同步信号产生模块15，当主位置跟随误差以及从位置跟随误差满足预定条件时，产生同步信号。

在本实施例中，判断模块14可以集成于主伺服系统12中，也可以集成于从伺服系统13中，也可以如图1所示作为一个独立的模块存在。同步信号产生模块15可以集成于主伺服系统12中，也可以集成于从伺服系统13中，同样可以作为一个独立的模块存在。

在本实施例中，通过使主伺服系统12以及从伺服系统13根据控制信息跟踪虚拟主轴11，并分别产生主位置跟随误差以及从位置跟随误差；当主位置跟随误差以及从位置跟随误差满足预定条件时，通过同步信号产生模块15产生同步信号，使同步信号在产生时，主伺服系统12以及从伺服系统13的追踪过程均已经结束，位置和速度处于稳定的状态，因此主伺服系统12与从伺服系统13间的位置偏差较小，实现了主伺服系统12与从伺服系统13之间的同步，从而解决了现有技术中的主从伺服系统存在较大的位置偏差，无法达到实际上的同步的问题。

优选的，在上述实施例中，预定条件为主伺服系统12与从伺服系统13处于理论同步区，且预定时间段内主位置跟随误差以及从位置跟随误差均小于或等于设定的位置偏差。

图2是根据本发明实施例的主从伺服系统的凸轮曲线示意图；图3是根据本发明实施例的主从伺服系统同步信号产生过程的示意图。其中，在图3所示的示意图中，横坐标表示时间T，纵坐标表示主伺服电机122的主位置跟随误差Me、从伺服电机132的从位置跟随误差Se以及设定的位置偏差Sv。

下面结合图2以及图3，对图1所示的主从伺服系统同步信号的产生装置的同步信号产生方式进行详细说明。

虚拟主轴11通过运动控制总线将包括速度、位置、加速度等信息的控制信息传送给主伺服系统12和从伺服系统13。主伺服系统12按接收的速度、位置、加速度信息等控制信息运行，主伺服系统12将此刻的位置和主位置跟随误差Me通过运动控制总线传送给判断模块14，从伺服系统13按接收的速度、位置、加速度信息等控制信息运行，从伺服系统13将同一刻的位置和从位置跟随误差Se通过运动控制总线传送给判断模块14，当从伺服系统13的从伺服电机运行位置SP与主伺服系统12的主伺服电机运行位置MP满足如图2所示的主从伺服系统理论同步区PS的条件时，判断模块14判断主位置跟随误差Me以及从位置跟随误差Se是否小于预定的位置偏差Sv。

在本实施例中，理论同步区是指由主伺服电机122和从伺服电机132的运动位置形成的凸轮曲线中曲线斜率为45度的直线段区域，即如图2所示的直线区域。此时，主伺服电机122位置和从伺服电机132位置相等。其中，凸轮曲线为两个运动物体运动轨迹的一一对应关系。

具体地，图2中示出的凸轮曲线的形成过程可以如下所示：将主伺服电机运动的轨迹作为在X轴坐标值，用MP表示主伺服电机位置；同时，将从伺服电机的运动轨迹作为Y轴坐标值，用SP表示从伺服电机位置，从而就可以在坐标轴内形成一个表征主伺服电机位置和从伺服电机位置关系的坐标点。将表征主伺服电机位置和从伺服电机位置关系的坐标点依次连接，就可以形成如图2所示的一条凸轮曲线。

并且，为了保证主伺服系统12以及从伺服系统13的同步运行精度，控制信息、主位置跟随误差以及从位置跟随误差的传输时间较短，如可以将传输时间取为1毫秒。

如图3所示，判断模块14将上述接收的某一时刻的主伺服系统12的主位置跟随误差Me和从位置跟随误差Se同时与设定的进入同步的位置偏差Sv相比较。当主从伺服系统的主位置跟随误差Me以及从位置跟随误差Se均小于或等于设定的进入同步的位置偏差Sv，并持续一个设定的延迟同步时间Td时，才通过同步信号产生模块15产生主从伺服系统同步信号SYNC。

优选的，在本发明的上述实施例中，主从伺服系统同步信号产生装置还可以包括报警模块16，与判断模块14连接，用于当判断模块14判断主位置跟随误差和/或从位置跟随误差不满足预定条件时，发出报警信号。

优选的，上述实施例中的主伺服系统12可以包括：主运动控制器121，用于接收来自虚拟主轴的控制信息，同时将控制信息发送到主伺服电机122；主伺服电机122，用于接收来自主运动控制器121的控制信息，并根据控制信息同步跟踪虚拟主轴11并产生主位置跟随误差Me。在本实施例中，主伺服系统12中的主运动控制器121接收从虚拟主轴11发送的位置、速度、加速度等控制信息，同时将这些控制信息发送给主伺服电机122，主伺服电机122按1∶1同步跟踪虚拟主轴11运行。

优选的，上述实施例中的从伺服系统13可以包括：从运动控制器131，用于接收来自虚拟主轴的控制信息，同时将控制信息发送到从伺服电机132；从伺服电机132，用于接收来自主运动控制器131的控制信息，并根据控制信息按预定的运行曲线跟踪虚拟主轴11并产生从位置跟随误差Se。在本实施例中，从伺服系统13中的从运动控制器131接收从虚拟主轴11发送的位置、速度、加速度等控制信息，同时将这些信息发送给从伺服电机132，从伺服电机132按预定的运行曲线跟踪虚拟主轴11运行。

进一步地，从伺服电机132中所预定的运行曲线优选为凸轮曲线，从伺服电机132按此凸轮曲线跟踪虚拟主轴11运行。

图4是根据本发明实施例的灯检机的结构示意图。如图4所示，该灯检机除包括上述实施例中的的主从伺服系统同步信号产生装置，还包括：工业相机3，与同步信号产生模块15相连，当接收到同步信号产生模块15发送的同步信号时用于获取产品图像；工控机5，与工业相机3相连，用于接收产品图像并判断产品是否合格；剔除机构7，与工控机5相连，用于剔除不合格产品。

当主从伺服系统同步信号产生装置的判断模块14产生同步信号后，将同步信号发送到工业相机3，从而触发工业相机3进行拍照，获取产品图像。工业相机3将产品图像发送到工控机5，经图像处理软件进行判断，如果产品不合格，则触发剔除机构7将该不合格产品剔除；如果产品合格，则不触发剔除机构7进行操作。

由于本实施例中采用图1中示出的主从伺服系统同步信号产生装置，主从伺服系统的位置偏差较小，从而利用同步信号触发工业相机进行拍照时，捕捉的图像较为准确，使灯检机检测的精确度提高，从而降低了灯检机误检率，提高了生产效率。

具体的，在本实施例中，虚拟主轴11、主运动控制器121以及从运动控制器131根据包括位置、速度、加速度等的控制信息运行。判断模块14接收主位置跟随误差Me以及从位置跟随误差Se，当主从伺服系统运行至主从伺服系统理论同步区PS时，判断模块14将接收的主伺服电机122的主位置跟随误差Me以及从伺服电机132的从位置跟随误差Se与设定的进入同步的位置偏差Sv相比较、当Me和Se都小于或等于Sv并保持设定的延迟同步时间Td时，产生主从伺服系统同步信号SYNC。当Me和Se都小于或等于Sv，但保持时间不到设定的延迟同步时间Td，不触发主从伺服系统同步信号SYNC，Me和Se其中之一大于Sv，或Me和Se都大于Sv，不触发主从伺服系统同步信号SYNC。在同步信号SYNC有效后、并在设定的拍照时间Tp内，当出现Me和Se其中之一大于Sv，或Me以及Se都大于Sv，产生报警信号Al。

优选的，主从伺服系统同步信号SYNC的触发时机是动态的，当主伺服电机122运行速度变化提升时，暂态过程的超调量增加，暂态时间延长，主从伺服系统同步信号SYNC触发的时机推迟，当主伺服电机122运行变化速度降低时，暂态过程的超调量减少，暂态时间缩短，同步信号SYNC触发的时机提前，因此，主从伺服系统同步信号SYNC的触发时间是动态的。进入同步的位置偏差SV的优选设定值为0.02mm，在不同的速度段下灯检机拍照时的同步精度都能达到设定要求。

进一步地，主从伺服系统同步信号SYNC触发的时机推迟，当推迟的时间大于理论同步区PS的时间和拍照时间Tp之差时，则发出报警信号Al。

图5是根据本发明实施例的主从伺服系统同步信号产生方法的流程图；该方法主要包括如下步骤：

步骤S10，主伺服系统以及从伺服系统分别接收虚拟主轴发送的控制信息。

步骤S30，主伺服系统以及从伺服系统根据控制信息跟踪虚拟主轴，并分别产生主位置跟随误差以及从位置跟随误差。

步骤S50，判断模块判断主位置跟随误差以及从位置跟随误差是否满足预定条件。

步骤S70，当主位置跟随误差以及从位置跟随误差满足预定条件时，通过同步信号产生模块产生同步信号。

在本实施例中，通过使主伺服系统以及从伺服系统根据控制信息跟踪虚拟主轴，并分别产生主位置跟随误差以及从位置跟随误差；当主位置跟随误差以及从位置跟随误差满足预定条件时，通过同步信号产生模块产生同步信号，使同步信号在产生时，主伺服系统以及从伺服系统的追踪过程均已经结束，位置和速度处于稳定的状态，因此主伺服系统与从伺服系统间的位置偏差较小，实现了主伺服系统与从伺服系统之间的同步，从而解决了现有技术中的主从伺服系统存在较大的位置偏差，无法达到实际上的同步的问题。

进一步地，预定条件为主伺服系统与从伺服系统处于理论同步区，且预定时间段内主位置跟随误差以及从位置跟随误差均小于或等于设定的位置偏差。

进一步地，主位置跟随误差和/或从位置跟随误差不满足预定条件时，产生报警信号。

主从伺服系统同步信号产生方法的具体步骤在上述装置的实施例中已有详细介绍，在此不再赘述。

图6是根据本发明优选实施例的主从伺服系统同步信号的产生方法流程图。如图6所示，主从伺服系统同步信号的产生方法包括：

步骤S10，主伺服系统以及从伺服系统分别接收虚拟主轴发送的控制信息，获取控制信息。

步骤S31，主伺服系统的主运动控制器接收主伺服系统获取的控制信息，并将控制信息发送到主伺服电机。

步骤S32，主伺服电机按所接收的控制信息跟踪虚拟主轴运行。

步骤S33，主伺服电机产生主位置跟随误差，同时将主位置跟随误差发送到判断模块。

步骤S34，从伺服系统的从运动控制器接收从伺服系统获取的控制信息，并将控制信息发送到从伺服电机。

步骤S35，从伺服电机接收从运动控制器发送的控制信息并按预定的凸轮曲线跟踪虚拟主轴运行。

步骤S36，从伺服电机产生从位置跟随误差，同时将从位置跟随误差发送到判断模块。

步骤S50，判断模块判断主位置跟随误差以及从位置跟随误差是否满足预定条件。

步骤S70，当主位置跟随误差以及从位置跟随误差满足预定条件时，通过同步信号产生模块产生同步信号，且当主位置跟随误差和/或从位置跟随误差不满足预定条件时，产生报警信号。

在本实施例中，步骤S31至步骤S36主要用于实现步骤S30的功能，用于产生主位置跟随误差以及从位置跟随误差。

在本实施例中的主从伺服系统同步信号的产生方法的具体步骤在主从伺服系统同步信号产生装置中已有详细描述，在此不再赘述。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：

针对现有技术的相关问题，本发明主从伺服系统同步信号产生方法、装置以及灯检机，解决了主从伺服系统存在较大的位置偏差，并没有达到实际上的同步以及灯检机误检率较高的问题，从而提高了生产效率。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种主从伺服系统同步信号产生方法，其特征在于，包括以下步骤：

主伺服系统以及从伺服系统分别接收虚拟主轴发送的控制信息；

所述主伺服系统以及所述从伺服系统根据所述控制信息跟踪所述虚拟主轴，分别产生主位置跟随误差以及从位置跟随误差；

判断模块判断所述主位置跟随误差以及所述从位置跟随误差是否满足预定条件；

当所述主位置跟随误差以及所述从位置跟随误差满足预定条件时，通过同步信号产生模块产生同步信号。

2.根据权利要求1所述的主从伺服系统同步信号产生方法，其特征在于，所述预定条件包括：

所述主伺服系统与所述从伺服系统处于理论同步区，且预定时间段内所述主位置跟随误差以及所述从位置跟随误差均小于或等于设定的位置偏差。

3.根据权利要求1或2所述的主从伺服系统同步信号产生方法，其特征在于，还包括以下步骤：

当所述主位置跟随误差和/或所述从位置跟随误差不满足所述预定条件时，产生报警信号。

4.一种主从伺服系统同步信号产生装置，其特征在于，包括：

虚拟主轴(11)，用于发送控制信息；

主伺服系统(12)，用于接收所述控制信息，根据所述控制信息同步跟踪所述虚拟主轴(11)，并产生主位置跟随误差；

从伺服系统(13)，用于接收所述控制信息，根据所述控制信息按预定的运行曲线跟踪所述虚拟主轴(11)，并产生从位置跟随误差；

判断模块(14)，用于接收所述主位置跟随误差以及所述从位置跟随误差，判断所述主位置跟随误差以及所述从位置跟随误差是否满足预定条件；

同步信号产生模块(15)，当所述主位置跟随误差以及所述从位置跟随误差满足预定条件时，产生同步信号。

5.根据权利要求4所述的主从伺服系统同步信号产生装置，其特征在于，所述预定条件包括：

所述主伺服系统(12)与所述从伺服系统(13)处于理论同步区，且预定时间段内所述主位置跟随误差以及所述从位置跟随误差均小于或等于设定的位置偏差。

6.根据权利要求4或5所述的主从伺服系统同步信号产生装置，其特征在于，还包括：

报警模块(16)，与所述判断模块(14)连接，用于在所述判断模块(14)判断所述主位置跟随误差和/或所述从位置跟随误差不满足所述预定条件时，发出报警信号。

7.根据权利要求4所述的主从伺服系统同步信号产生装置，其特征在于，所述主伺服系统(12)包括：

主运动控制器(121)，用于接收来自所述虚拟主轴(11)的所述控制信息；

主伺服电机(122)，用于与所述主运动控制器(121)连接，根据所述控制信息同步跟踪所述虚拟主轴(11)，并产生所述主位置跟随误差。

8.根据权利要求4所述的主从伺服系统同步信号产生装置，其特征在于，所述从伺服系统(13)包括：

从运动控制器(131)，用于接收来自所述虚拟主轴(11)的所述控制信息；

从伺服电机(132)，用于与所述从运动控制器(131)连接，根据所述控制信息按所述预定的运行曲线跟踪所述虚拟主轴(11)，并产生所述从位置跟随误差。

9.一种灯检机，其特征在于，包括权利要求4至8中任一项所述的主从伺服系统同步信号产生装置。

10.根据权利要求9所述的灯检机，其特征在于，还包括：

工业相机(3)，与所述主从伺服系统同步信号产生装置的所述同步信号产生模块(15)相连，用于在接收到所述同步信号产生模块(15)发送的所述同步信号时获取产品图像；

工控机(5)，与所述工业相机(3)相连，用于接收所述产品图像并判断产品是否合格；

剔除机构(7)，与所述工控机(5)相连，用于剔除不合格产品。

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