CN102331745B - 总线型运动控制器对制袋机的控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种总线型运动控制器对制袋机的控制系统及其控制方法，该控制系统引入多个虚轴，包括外部编码器虚轴、内部虚轴，通过齿轮指令、旋切指令将虚轴与虚轴、虚轴与实轴之间关联起来，使得多个实轴输出真正达到同步关联。本发明通过总线型运动控制器的飞剪、位置捕获/修正、原点回归、虚轴等功能实现制袋机高效而精准的设备运行性能，实现复杂的多轴联动，并建立多轴关联，自动位置修正，以达到满足制袋机设备高端工艺要求的目的，且提高系统抗干扰能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种总线型运动控制产品的高端使用方法，尤其涉及一种总线型运动控制器对制袋机的控制系统及其控制方法。
背景技术
目前，所有的关于运动控制的产品，均是通过脉冲方式来控制驱动设备，而且脉冲轴数一般不超过4轴。该种控制方式开发简单，容易上手，使用灵活，日系产品中也使用较多，这在一般小型设备上均能使用。若设备所需的驱动轴数较多，控制工艺稍微复杂的话，就面临控制器具备轴数无法满足，难以建立多轴关联，控制方式无法达到工艺要求，脉冲控制方式接线复杂，编程复杂、脉冲输出容易受干扰的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术不能控制多轴联动的缺陷，提供一种总线型运动控制器对制袋机的控制系统及其控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种总线型运动控制器对制袋机的控制系统，包括拉纸轴3、切刀轴6，其特征在于，还包括主虚轴2、第一从虚轴4、第二从虚轴5、外部编码器虚轴1、位置控制器、相位控制器、齿轮指令控制器和旋切指令控制器；
所述齿轮指令控制器在外部编码器虚轴1到主虚轴2、主虚轴2到拉纸轴3、主虚轴2到第一从虚轴4、第二从虚轴5到切刀轴6均设有输出信号连接；
所述旋切指令控制器第一从虚轴4到第二从虚轴5设有输出信号连接；
所述相位控制器分别连接于切刀轴6、外部编码器虚轴1、主虚轴2；
所述位置控制器分别连接于拉纸轴3、切刀轴6、第一从虚轴4；
所述位置控制器包括色标信号捕获器、切刀原点信号捕获器、切刀切点信号捕获器，所述色标信号捕获器的信号输出端连接至拉纸轴3，所述切刀原点信号捕获器、切刀切点信号捕获器的信号输出端连接至切刀轴6。
本发明所述的控制系统，所述色标信号捕获器为根据位置差范围来认定色标信号的色标传感器。
本发明所述的控制系统，所述第一从虚轴4为随时接收所述位置控制器的位置补偿信号的随动装置。
本发明所述的控制系统，所述主虚轴2为随时接收所述相位控制器的相位差补偿信号的随动装置。
一种总线型运动控制器对制袋机的控制方法，其特征在于，引入多个虚轴1、2、4、5，采用齿轮指令、旋切指令将虚轴与虚轴、虚轴与实轴之间关联起来，使得多个实轴3、6同步关联协调运动，包括：
通过齿轮指令控制外部编码器虚轴1到主虚轴2、主虚轴2到拉纸轴3、主虚轴2到第一从虚轴4、第二从虚轴5到切刀轴6同步联动；
通过旋切指令控制器控制第一从虚轴4到第二从虚轴5的同步旋切；
通过相位控制器产生切刀轴6与外部编码器虚轴1的相位差，使相位差补偿进入主虚轴2，保证旋切关系不受影响；
通过位置控制器产生拉纸轴3与切刀轴6的位置差，使位置差补偿进入第一从虚轴4，保证拉纸轴3与切刀轴6同步旋切；
所述位置控制器包括色标信号捕获器、切刀原点信号捕获器、切刀切点信号捕获器，该位置控制器通过读取色标信号捕获器的色标信号以及切刀原点信号捕获器、切刀切点信号捕获器的切刀信号获得位置差补偿。
本发明所述的方法，所述色标信号捕获器为根据位置差范围来认定色标信号的色标传感器。
本发明所述的方法，所述第一从虚轴4为随时接收所述位置控制器的位置补偿信号的随动装置。
本发明所述的方法，所述主虚轴2为随时接收所述相位控制器的相位差补偿信号的随动装置。
本发明通过总线型运动控制器的飞剪、位置捕获/修正、原点回归、虚轴等功能实现制袋机高效而精准的设备运行性能，与现有技术相比，具有显著的进步和突出的贡献，且具有实用性，能够产生积极的效果，通过本技术方案，可实现复杂的多轴联动，并建立多轴关联，自动位置修正，以达到满足制袋机设备高端工艺要求的目的，且提高系统抗干扰能力。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明控制系统的轴关系示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种总线型运动控制器对制袋机的控制系统，包括拉纸轴3、切刀轴6，其特征在于，还包括主虚轴2、第一从虚轴4、第二从虚轴5、外部编码器虚轴1、位置控制器、相位控制器、齿轮指令控制器和旋切指令控制器；
所述齿轮指令控制器在外部编码器虚轴1到主虚轴2、主虚轴2到拉纸轴3、主虚轴2到第一从虚轴4、第二从虚轴5到切刀轴6均设有输出信号连接；
所述旋切指令控制器第一从虚轴4到第二从虚轴5设有输出信号连接；
所述相位控制器分别连接于切刀轴6、外部编码器虚轴1、主虚轴2；
所述位置控制器分别连接于拉纸轴3、切刀轴6、第一从虚轴4；
所述位置控制器包括色标信号捕获器、切刀原点信号捕获器、切刀切点信号捕获器，所述色标信号捕获器的信号输出端连接至拉纸轴3，所述切刀原点信号捕获器、切刀切点信号捕获器的信号输出端连接至切刀轴6。
优选地，所述色标信号捕获器为根据位置差范围来认定色标信号的色标传感器。
优选地，所述第一从虚轴4为随时接收所述位置控制器的位置补偿信号的随动装置。
优选地，所述主虚轴2为随时接收所述相位控制器的相位差补偿信号的随动装置。
如图1所示，一种总线型运动控制器对制袋机的控制方法，其特征在于，引入多个虚轴1、2、4、5，采用齿轮指令、旋切指令将虚轴与虚轴、虚轴与实轴之间关联起来，使得多个实轴3、6同步关联协调运动，包括：
通过齿轮指令控制外部编码器虚轴1到主虚轴2、主虚轴2到拉纸轴3、主虚轴2到第一从虚轴4、第二从虚轴5到切刀轴6同步联动；
通过旋切指令控制器控制第一从虚轴4到第二从虚轴5的同步旋切；
通过相位控制器产生切刀轴6与外部编码器虚轴1的相位差，使相位差补偿进入主虚轴2，保证旋切关系不受影响；
通过位置控制器产生拉纸轴3与切刀轴6的位置差，使位置差补偿进入第一从虚轴4，保证拉纸轴3与切刀轴6同步旋切；
所述位置控制器包括色标信号捕获器、切刀原点信号捕获器、切刀切点信号捕获器，该位置控制器通过读取色标信号捕获器的色标信号以及切刀原点信号捕获器、切刀切点信号捕获器的切刀信号获得位置差补偿。
优选地，所述色标信号捕获器为根据位置差范围来认定色标信号的色标传感器。
优选地，所述第一从虚轴4为随时接收所述位置控制器的位置补偿信号的随动装置。
优选地，所述主虚轴2为随时接收所述相位控制器的相位差补偿信号的随动装置。
本发明所述的总线型运动控制器对制袋机的控制系统，其中运动控制器采用CANopen控制模式，其工作原理是：
1、引入多个虚轴，包括外部编码器虚轴、内部虚轴。采用齿轮指令、旋切指令将虚轴与虚轴、虚轴与实轴之间关联起来，使得多个实轴输出真正达到同步关联，而没有任何滞后或相互制约的问题。
2、引入切刀切点位置作为机械参考点，结合色标位置，如此得出的位置差补偿方式最科学；色标信号捕获时，为避免纸袋上的花纹会触发色标传感器触发，从而产生假色标信号，为此系统设定一个位置差范围(S1＜S＜S2)，只有位置差S在此范围内即认定为色标信号，才进行位置差补偿。
3、位置误差补偿进入虚轴，可不影响轴关系。
4、多个传感器信号触发抓取同一伺服的位置，采用“传感器接入各自对应的伺服，主伺服脉冲输出接入从伺服脉冲输入，主伺服启动捕获电机当前位置功能，从伺服启动捕获输入脉冲位置功能”的方法。
5、轴号的编制须按照轴关系顺序建立，以避免程序扫描导致的误差。
本发明控制系统启动后，其执行以下步骤：
A1)系统启动时，内部初始化完成后(只系统上电时有效)，先进入standstill(停顿)状态，等待POWER on命令执行，执行步骤A2)；
A2)控制器power on指令执行后，驱动器使能完成，系统进入预运行状态；此时，可同时执行多种类型运动控制指令，原点回归运动、连续运动(速度、位置修正)、离散运动(绝对定位、相对定位)、同步运动(如飞剪、齿轮拟合等)，指令之间相互配合、互成因果。若指令执行多次循环行，则持续执行步骤A2；若指令执行非法或停止执行，则执行步骤A3。A3)停止指令执行完成后，系统进入停顿状态，停止指令执行可视为运动控制的结束，也可以作为下一组动作的开始；若控制指令参数非法，或运行过程中出错，则进入错误停止状态。指令重新复位。外部动作，必须修正非法参数。停止完成复位完成后，进入standstill(停顿)状态，执行步骤A1)。
Claims (8)
1.一种总线型运动控制器对制袋机的控制系统，包括拉纸轴（3）、切刀轴（6），其特征在于，还包括主虚轴（2）、第一从虚轴（4）、第二从虚轴（5）、外部编码器虚轴（1）、位置控制器、相位控制器、齿轮指令控制器和旋切指令控制器；
所述齿轮指令控制器在外部编码器虚轴（1）到主虚轴（2）、主虚轴（2）到拉纸轴（3）、主虚轴（2）到第一从虚轴（4）、第二从虚轴（5）到切刀轴（6）均设有输出信号连接；
所述旋切指令控制器在第一从虚轴（4）到第二从虚轴（5）设有输出信号连接；
所述相位控制器分别连接于切刀轴（6）、外部编码器虚轴（1）、主虚轴（2）；
所述位置控制器分别连接于拉纸轴（3）、切刀轴（6）、第一从虚轴（4）；
所述位置控制器包括色标信号捕获器、切刀原点信号捕获器、切刀切点信号捕获器，所述色标信号捕获器的信号输出端连接至拉纸轴（3），所述切刀原点信号捕获器、切刀切点信号捕获器的信号输出端连接至切刀轴（6）。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述色标信号捕获器为根据位置差范围来认定色标信号的色标传感器。
3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第一从虚轴（4）为随时接收所述位置控制器的位置补偿信号的随动装置。
4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述主虚轴（2）为随时接收所述相位控制器的相位差补偿信号的随动装置。
5.一种总线型运动控制器对制袋机的控制方法，其特征在于，引入多个虚轴（1、2、4、5），采用齿轮指令、旋切指令将虚轴与虚轴、虚轴与实轴之间关联起来，使得多个实轴（3、6）同步关联协调运动，包括：
通过齿轮指令控制外部编码器虚轴（1）到主虚轴（2）、主虚轴（2）到拉纸轴（3）、主虚轴（2）到第一从虚轴（4）、第二从虚轴（5）到切刀轴（6）同步联动；
通过旋切指令控制器控制第一从虚轴（4）到第二从虚轴（5）的同步旋切；
通过相位控制器产生切刀轴（6）与外部编码器虚轴（1）的相位差，使相位差补偿进入主虚轴（2），保证旋切关系不受影响；
通过位置控制器产生拉纸轴（3）与切刀轴（6）的位置差，使位置差补偿进入第一从虚轴（4），保证拉纸轴（3）与切刀轴（6）同步旋切。
所述位置控制器包括色标信号捕获器、切刀原点信号捕获器、切刀切点信号捕获器，该位置控制器通过读取色标信号捕获器的色标信号以及切刀原点信号捕获器、切刀切点信号捕获器的切刀信号获得位置差补偿。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述色标信号捕获器为根据位置差范围来认定色标信号的色标传感器。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一从虚轴（4）为随时接收所述位置控制器的位置补偿信号的随动装置。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述主虚轴（2）为随时接收所述相位控制器的相位差补偿信号的随动装置。
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