CN108988694B - 振捣装置及其电机控制方法、系统、可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机控制方法，应用于振捣装置，包括多个伺服电机和偏振块，伺服电机有多个，每个伺服电机与若干个偏振块传动连接，定义伺服电机中的一个为主电机，定义其他伺服电机为从电机，电机控制方法包括以下步骤：在各个伺服电机按照各自的设定位置运行时，获取主电机当前的第一位置以及各从电机当前的第二位置；根据第一位置、各从电机的第二位置及其对应的设定位置，分别对应调整各从电机的输出速度。本发明还公开了一种电机控制系统、振捣装置和可读存储介质。本发明旨在实现振捣装置中各个电机同步驱动承载混凝土的模台运动，从而提高振捣效果，降低噪声，避免振捣装置的结构部件变形。

Description

振捣装置及其电机控制方法、系统、可读存储介质

技术领域

本发明涉及工程技术领域，尤其涉及一种振捣装置及其电机控制方法、系统、可读存储介质。

背景技术

随着我国的建筑工业化发展，混凝土构件生产自动化要求越来越高。目前，一般将混合后的混凝土放置于模台，通过多个振捣电机牵扯着模台运动，从而实现对混凝土的振捣。此过程中，各个振捣电机单独驱动模台，不同步的驱动使模台在各个方向受力不平衡，容易导致振捣装置的结构部件变形，影响混凝土的振捣效果，并造成较大的噪声。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电机控制方法，应用于振捣装置，旨在实现振捣装置中各个电机同步驱动承载混凝土的模台运动，从而提高振捣效果，降低噪声，避免振捣装置的结构部件变形。

为实现上述目的，本发明提供一种电机控制方法，应用于振捣装置，所述振捣装置包括伺服电机和偏振块，所述伺服电机有多个，每个所述伺服电机与若干个所述偏振块传动连接，定义所述伺服电机中的一个为主电机，定义其他伺服电机为从电机，所述电机控制方法包括以下步骤：

在各个伺服电机按照各自的设定位置运行时，获取所述主电机当前的第一位置以及各所述从电机当前的第二位置；

根据所述第一位置、各所述从电机的第二位置及其对应的设定位置，分别对应调整各所述从电机的输出速度。

可选地，根据所述第一位置、各所述从电机的第二位置及其对应的设定位置，分别对应调整各所述从电机的输出速度的步骤包括：

根据所述第一位置和各所述从电机的第二位置，分别对应调整各所述从电机的设定位置；

根据各所述从电机调整后的设定位置及其对应的第二位置之间的第一差值，分别调整各所述从电机的输出速度。

可选地，根据所述第一位置和各所述从电机的第二位置，分别对应调整各所述从电机的设定位置的步骤包括：

分别确定各所述从电机的第二位置与所述第一位置之间的第二差值；

根据各所述第二差值分别确定各所述从电机的调整幅度；

根据各所述位置调整值对应调整各所述从电机的设定位置。

可选地，所述根据各所述第二差值分别确定各所述从电机的调整幅度的步骤包括：

分别确定各所述从电机的设定位置与其对应的第二位置之间的第三差值；

根据各所述从电机的第二差值及对应的第三差值，分别确定各所述从电机的调整幅度。

可选地，所述第一位置和所述第二位置分别通过各所述伺服电机中的编码器检测，分别在各所述偏振块的同一位置定义一基准线，所述电机控制方法还包括：

判断各所述偏振块的基准线是否平行；

当各所述偏振块的基准线平行时，控制各所述编码器中的检测数据清零；

控制各所述伺服电机开启。

可选地，所述电机控制方法还包括：

在接收到复位指令时，根据所述第一位置控制与所述主电机连接的偏振块复位，根据各所述第二位置控制从电机连接的偏振块复位。

可选地，所述电机控制方法包括：

分别确定各所述从电机的第二位置及其对应的设定位置之间的第四差值；

判断各所述第四差值是否大于或等于预设阈值；

当存在第四差值大于或等于所述预设阈值的从电机时，发出故障提示信息。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种电机控制系统，所述电机控制系统包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电机控制程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上任一项所述的方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种振捣装置，所述振捣装置包括伺服电机、偏振块和如上所述的电机控制系统，所述伺服电机有多个，各所述伺服电机与所述电机控制系统连接，每个所述伺服电机与若干个所述偏振块传动连接。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有电机控制程序，所述电机控制程序被处理器执行时实现如上任一项所述的电机控制方法的步骤。

本发明实施例提出的一种电机控制方法，采用多个伺服电机分别连接偏振块作为振捣装置的驱动部件，将其中一个伺服电机作为主电机，其他伺服电机作为从电机，在每个伺服电机在各自的设定位置的控制下运行时，将每个从电机的输出速度都按照主电机当前的第一位置、从电机当前的第二位置以及设定位置进行调整，从而使各个从电机可跟随主电机同步驱动承载混凝土的模台运动，从而提高振捣效果，降低噪声，避免振捣装置的结构部件变形。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的电机控制系统的硬件结构示意图；

图2为本发明实施例中电机控制方法的第一流程示意图；

图3为本发明实施例中电机控制方法的第二流程示意图；

图4为本发明实施例中电机控制方法的第三流程示意图；

图5为本发明实施例中电机控制方法的第四流程示意图。

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

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。

本发明实施例的主要解决方案是：在包括多个伺服电机的振捣装置中，每个伺服电机与若干个偏振块传动连接，定义伺服电机中的一个为主电机，定义其他伺服电机为从电机，在各伺服电机按照各自的设定位置运行时，获取主电机当前的第一位置以及各从电机当前的第二位置；根据第一位置、各从电机的第二位置及其对应的设定位置，分别对应调整各从电机的输出速度。

由于现有技术，采用独立的振捣电机驱动装载有混凝土的模台运行实现振捣，各电机不同步的驱动使模台在各个方向受力不平衡，容易导致振捣装置的结构部件变形，影响混凝土的振捣效果，并造成较大的噪声。

本发明提供上述解决方案，旨在实现振捣装置中各个电机同步驱动承载混凝土的模台运动，从而提高振捣效果，降低噪声，避免振捣装置的结构部件变形。

在本发明实施例中，提出一种电机控制系统，应用于振捣装置。振捣装置具体为用于混凝土振捣的装置，可以是水平振捣装置，也可以是垂直振捣装置。振捣装置具体包括多个伺服电机和偏振块，每个伺服电机与若干个偏振块传动连接。其中，为了增大扭矩，每个伺服电机的电机轴可与减速机，减速机的输出轴再与偏振块连接。具体的，每个伺服电机的电机轴通过皮带轮分别与两个偏振块传动连接。偏振块具体为扇形结构，各偏振块分别安装于安装轴，偏振块通过安装轴与伺服电机传动连接。具体的，安装轴可安装于皮带轮的从动轮，皮带轮的主动轮与减速电机的输出轴连接。每个伺服电机、与伺服电机连接的减速机、与减速机连接的偏振块可安装于一振动机架，伺服电机驱动偏振块运动，偏振块的偏心旋转可驱动振动机架的振动。将承载有混凝土的模台与多个上述的振动机架传动连接，便可实现振捣装置对模台中混凝土的振捣。

具体的，振捣装置中的每个伺服电机均与电机控制系统连接。如图1所示，电机控制系统可具体包括：处理器100，存储器200、编码器300等。存储器200可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器200可选的还可以是独立于前述处理器100的存储装置。

具体的，处理器100可具体包括主控制单元110和多个分控制单元120。主控制单元110可具体为PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)，主控制单元110分别与多个分控制单元120通讯连接。分控制单元120具体为驱动器，每个伺服电机对应连接有一个分控制单元120。主控制单元110可用于向各个分控制单元120发送设定参数，如设定位置、设置速度等，分控制单元120在接收到设定参数后，按照设定参数驱动与其连接的伺服电机运行。

作为一种计算机存储介质的存储器200中可以包括电机控制程序。

编码器300为安装在伺服电机上用来测量磁极位置和伺服电机转角及转速的一种传感器。振捣装置中的每个伺服电机均安装有一个编码器300。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的系统硬件结构并不构成对系统的限定，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。

在图1所示的系统中，处理器100可以用于调用存储器200中存储的电机控制程序，并执行以下电机控制方法的相关操作步骤。

此外，本发明实施例还提供一种可读存储介质，如上述的存储器200，所述可读存储介质上存储有电机控制程序，所述电机控制程序被处理器执行时实现以下实施例电机控制方法的相关操作步骤。

参照图2，本发明实施例提供一种电机控制方法，所述电机控制方法包括：

步骤S10，在各个伺服电机按照各自的设定位置运行时，获取所述主电机当前的第一位置以及各所述从电机当前的第二位置；

主控制单元振捣装置开启时，可将设定位置和设定速度发送至各伺服电机的分控制单元，分控制单元按照设定位置和设定速度控制与其连接的伺服电机运行。具体的，主控制单元可按照设定位置和设定速度形成输出脉冲发送至各伺服单元，依据设定位置可形成相应个数的脉冲，依据设定速度形成相应的脉冲频率。

其中，定义多个伺服电机中的一个电机为主电机，剩下的其他电机均为从电机。在振捣装置运行过程中，主电机的设定位置和设定速度均维持不变，从电机的输出速度按照设定位置与第二位置之间的差值进行具体计算。主控制单元可在振捣装置运行时，持续发送主电机的设定位置和设定速度至主电机的分控制单元，持续发送相应的从电机的设定位置至各个从电机的分控制单元，使与各个伺服电机连接的偏振块可循环运动，从而实现对于振捣装置连接的模台中的混凝土振捣。

在振捣装置运行过程中，各个分控制单元按照接收到的设定位置控制与其连接的伺服电机运行，使伺服电机可偏转至指定的角度。

这里的第一位置和第二位置分别通过主电机的编码器和从电机的编码器检测得到。定义振捣装置开启时各伺服电机的内轴所在位置为零位位置，第一位置为主电机内轴当前的转动位置与其零位位置之间的相对值，第二位置为从电机内轴当前的转动位置与其零位位置之间的相对值。每个伺服电机开启时的设定位置的大小可依据其零位位置而进行具体确定，零位位置不同，设定位置可对应设置不同。

步骤S20，根据所述第一位置、各所述从电机的第二位置及其对应的设定位置，分别对应调整各所述从电机的输出速度。

主控制单元对从电机的输出速度的调整可为直接调整也可为间接调整。

若为直接调整，主控制单元可按照比较结果和对应的预设规则重新确定从电机的设定速度，并发送至相应的分控制单元，分控制单元依据所接收的设定速度调整从电机的运行。例如，每个伺服电机的分控制单元可从该电机的编码器中获取第二位置，并发送至主控制单元。主控制单元可将每个从电机的第二位置和第一位置进行比较，若从电机的第二位置大于第一位置，则按照一定预设规则(如一定幅度或一定比例等)降低从电机当前的输出速度，若从电机的第二位置小于第一位置，则按照一定预设规则(如一定幅度或一定比例等)增大从电机当前的输出速度。同时，还可将每个从电机的第二位置与该电机当前的设定位置进行比较，若从电机的第二位置大于其当前的设定位置，则按照一定预设规则(如一定幅度或一定比例等)降低从电机当前的输出速度，若从电机的第二位置小于其当前的设定位置，则按照一定预设规则(如一定幅度或一定比例等)增大从电机当前的输出速度。

若为间接调整，主控制单元可按照第一位置和第二位置调整从电机当前的设定位置，并发送至相应的分控制单元，分控制单元依据所接收的设定位置调整从电机的输出速度。

通过结合第一位置、第二位置及设定位置对从电机的输出速度进行调整，使从电机按照调整后的输出速度运行可达到与主电机同步。

进一步的，可确定各从电机的第二位置和第一位置之间的第二差值，在从电机的第一差值大于或等于预设阈值时才调整输出速度，保证从电机运行的稳定。

在本实施例中，采用多个伺服电机分别连接偏振块作为振捣装置的驱动部件，将其中一个伺服电机作为主电机，其他伺服电机作为从电机，在每个伺服电机在各自的设定位置的控制下运行时，将每个从电机的输出速度都按照主电机当前的第一位置、从电机当前的第二位置以及设定位置进行调整，从而使各个从电机可跟随主电机同步驱动承载混凝土的模台运动，从而提高振捣效果，降低噪声，避免振捣装置的结构部件变形。

具体的，参照图3，所述根据所述第一位置、各所述从电机的第二位置及其对应的设定位置，分别对应调整各所述从电机的输出速度的步骤包括：

步骤S21，根据所述第一位置和各所述从电机的第二位置，分别对应调整各所述从电机的设定位置；

主控制单元可将每个从电机的第二位置与主电机的第一位置比较，当第二位置大于第一位置时，按照一定预设规则减小该从电机当前的设定位置，当第二位置小于第一位置时，按照一定预设规则增大从电机当前的设定位置。

步骤S22，根据各所述从电机调整后的设定位置及其对应的第二位置之间的第一差值，分别调整各所述从电机的输出速度。

在调整后的设定位置大于第二位置时，分控制单元可根据第一差值增大与其连接的从电机的输出速度；在调整后的设定位置小于第二位置时，分控制单元可根据第一差值减小与其连接的从电机的输出速度。

具体的，如图4所示，为了使所确定的设定位置更加的准确，步骤S21的步骤包括：

步骤S211，分别确定各所述从电机的第二位置与所述第一位置之间的第二差值；

步骤S212，根据各所述第二差值分别确定各所述从电机的调整幅度；

步骤S213，根据各所述调整幅度对应调整各所述从电机的设定位置。

不同的第二差值或不同的第二差值所在的数值区间可对应设置有不同的调整幅度，第二差值越大对应的调整幅度越大。在第二位置大于第一位置时，在从电机当前的设定位置上减小所确定的调整幅度，在第二位置小于第一位置时，在从电机当前的设定位置上增大所确定的调整幅度。

主控制单元通过上述方式调整从电机的设定位置后，可将调整后的设定位置发送至相应的分控制单元。

其中，为了使所确定的设定位置更加的准确，根据各所述第二差值分别确定各所述从电机的调整幅度的步骤包括：

步骤S212a，分别确定各所述从电机的设定位置与其对应的第二位置之间的第三差值；

步骤S212b，根据各所述从电机的第二差值及对应的第三差值，分别确定各所述从电机的调整幅度。

由于每个从电机的分控制单元的控制精度与第三差值有关，因而可通过第二差值和第三差值共同确定从电机的设定位置的调整幅度。不同的第二差值或不同的第二差值所在的数值区间可对应设置有不同的第一调整值，不同的第三差值或不同的第三差值所在的数据区间可对应设置有不同的第二调整值。将第一调整值和第二调整值按照各自的预设比重进行加权平均，或者按照其他预设的数量关系，可得到对应的从电机的调整幅度。

需要说明的是，步骤212a和步骤211的执行不分先后次序，可同时执行步骤211和步骤S212a，也可先执行步骤S212a，再执行步骤S211。

通过上述方式，除了考虑主从电机之间的位置差值外，同时考虑从电机本身的控制差值来确定设定位置的调整幅度，使所确定的设定位置的调整幅度更为的准确，从而提高主从电机之间的同步性。

在本实施例中，主控制单元通过第一位置和第二位置调整从电机的设定位置，再由相应的分控制单元依据调整后的设定位置和第二位置之间的第一差值调整从电机的输出速度，可使从电机可以在相近的时间达到与主电机相近的位置，从而实现各个从电机可跟随主电机同步驱动承载混凝土的模台运动，从而提高振捣效果，降低噪声，避免振捣装置的结构部件变形。

进一步的，如图5所示，所述第一位置和所述第二位置分别通过各所述伺服电机中的编码器检测，分别在各所述偏振块的同一位置定义一基准线，所述电机控制方法还包括：

步骤S01，判断各所述偏振块的基准线是否平行；

若是，则执行步骤S02；若否，则执行步骤S04。

步骤S02，控制各所述编码器中的检测数据清零；

步骤S03，控制各所述伺服电机开启。

步骤S04，不开启各所述伺服电机。

在各伺服电机开启前，可通过人工调试或电控调整等方式使偏振块调整到同一个角度。与各电机连接的偏振块均相同，可在每个偏振块相同的位置选取一基准线，当各基准线相互平行时则各偏振块位于同一角度。在各偏振块位于同一角度时可向主控制单元发送相应的指令，主控制单元在接收到指令时判定各偏振块位于同一角度，主控制单元可根据混凝土的振捣参数(如振捣强度、振捣频率、振捣时间等)生成相应的设定位置和设定速度发送至各伺服电机的分控制单元，同时向各伺服电机的分控制单元发送开机指令。其中，混凝土构件的尺寸不同、混凝土中各物质的比重不同、混凝土中所使用的水泥的型号不同等不同的混凝土构件的特性可对应有不同的振捣参数。

在各偏振块位于同一角度时，将编码器中的检测数据清零，以各伺服电机当前的位置为初始位置，初始位置所对应的各伺服电机的内轴所在位置为零位位置。分控制单元在接收到开机指令、设定位置和设定速度后，控制相应的伺服电机开启并按照设定位置和设定速度控制其运行。

在各偏振块的基准线相互不平行时，则表明各偏振块的角度不同，此时可不开启伺服电机。

通过上述方式，在保证各偏振块初始位置一定的情况下才开启伺服电机，再在伺服电机运行时对主从电机的同步性进行调控，有利于主从电机的快速同步，并提高主从电机的同步控制精度。

进一步的，所述电机控制方法还包括：

步骤S05，在接收到复位指令时，根据所述第一位置控制与所述主电机连接的偏振块复位，根据各所述第二位置控制与各所述从电机连接的偏振块复位。

复位指令指的是将偏振块回复至初始位置的指令。由于第一位置为主电机内轴当前的转动位置与其零位位置之间的相对值，第二位置为从电机内轴当前的转动位置与其零位位置之间的相对值，因而主控制单元可按照第一位置发送主电机的内轴逆向转动的指令至主电机的分控制单元，使主电机的内轴回复至零位位置，同理，对每个从电机均按照其对应的第二位置控制从电机的内轴回复至零位位置。各伺服电机的内轴回复至零位位置，可使与其连接的偏振块均回复至初始位置。

通过上述方式，可无需人工调试，自动实现各偏振块自动的复位。

进一步的，所述电机控制方法包括：

步骤S06，分别确定各所述从电机的第二位置及其对应的设定位置之间的第四差值；

步骤S07，判断各所述第四差值是否大于或等于预设阈值；

步骤S08，当存在第四差值大于或等于所述预设阈值的从电机时，发出故障提示信息。

第四差值可反应从电机的控制精度，若第四差值过大，则可由于从电机的发生故障所导致，因而确定第四差值大于或等于预设阈值的从电机，并根据所确定的从电机以指示灯、文字显示、声音等方式发出故障提示信息，以提示使用人员对发生故障的从电机进行维修和更换。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种电机控制方法，应用于振捣装置，其特征在于，所述振捣装置包括伺服电机和偏振块，每个所述伺服电机与若干个所述偏振块传动连接，定义所述伺服电机中的一个为主电机，定义其他伺服电机为从电机，所述电机控制方法包括如下步骤：

在各个伺服电机按照各自的设定位置运行时，获取所述主电机当前的第一位置以及各所述从电机当前的第二位置；

所述主电机的设定位置维持不变；

根据所述第一位置和各所述从电机的第二位置，分别对应调整各所述从电机的设定位置，包括：分别确定各所述从电机的第二位置与所述第一位置之间的第二差值，分别确定各所述从电机的设定位置与其对应的第二位置之间的第三差值，根据各所述从电机的第二差值及对应的第三差值，分别确定各所述从电机的调整幅度；

根据各所述调整幅度对应调整各所述从电机的设定位置；

根据各所述从电机调整后的设定位置及其对应的第二位置之间的第一差值，分别调整各所述从电机的输出速度。

2.如权利要求1所述的电机控制方法，其特征在于，所述第一位置和所述第二位置分别通过各所述伺服电机中的编码器检测，分别在各所述偏振块的同一位置定义一基准线，所述电机控制方法还包括：

判断各所述偏振块的基准线是否平行；

当各所述偏振块的基准线平行时，控制各所述编码器中的检测数据清零；

控制各所述伺服电机开启。

3.如权利要求2所述的电机控制方法，其特征在于，所述电机控制方法还包括：

在接收到复位指令时，根据所述第一位置控制与所述主电机连接的偏振块复位，根据各所述第二位置控制与各所述从电机连接的偏振块复位。

4.如权利要求1所述的电机控制方法，其特征在于，所述电机控制方法包括：

分别确定各所述从电机的第二位置及其对应的设定位置之间的第四差值；

判断各所述第四差值是否大于或等于预设阈值；

当存在第四差值大于或等于所述预设阈值的从电机时，发出故障提示信息。

5.一种电机控制系统，其特征在于，所述电机控制系统包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电机控制程序，所述电机控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。

6.一种振捣装置，其特征在于，所述振捣装置包括伺服电机、偏振块和如权利要求5所述的电机控制系统，所述伺服电机有多个，各所述伺服电机与所述电机控制系统连接，每个所述伺服电机与若干个所述偏振块传动连接。

7.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有电机控制程序，所述电机控制程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的电机控制方法的步骤。

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