CN111010053A - 一种双电机同步控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双电机同步控制方法及系统，包括：建立虚拟主轴，预设所述虚拟主轴的运转参数；获取两个被控电机的运转参数，反馈至虚拟主轴；将两个被控电机的所述运转参数与虚拟主轴的运转参数进行对比，分别获得两个被控电机与虚拟主轴之间的同步误差；根据所述同步误差，分别生成两个被控电机运转参数的误差补偿量；结合所述误差补偿量，生成控制两个被控电机同步运转的控制信号，输出至两个被控电机对应的驱动器，使两个被控电机与所述虚拟主轴保持同步运转。
Description
技术领域
本发明属于电机控制技术领域，具体涉及一种双电机同步控制方法及系统。
背景技术
在显示面板、光学玻璃等基板的制造过程中，产品检查是整个制造过程的重要环节。通常需要将待检测的基板放置于宏观检查设备上进行宏观检测，以检查面板或基板上是否存在缺陷。宏观检查设备向基板投射光线，检查人员通过基板所反射的光线配合不同的角度对基板进行宏观检查。
宏观检查设备对于基板载料平台采用两个伺服电机驱动，以控制载料平台的水平移动以及翻转，两个伺服电机分别驱动各自丝杆，根据同步控制算法实现两个伺服电机的同步驱动。
目前，同步驱动控制多采用主从同步控制方式和主令参考控制方式。对于主从同步控制，是将运动轴分为主轴和从轴，主轴采用速度或位置控制，使主动轴电机保持稳定的转速运行，同时主轴的位置或速度信号作为从轴的参考输入信号，从轴电机不断跟随主轴运行。若主轴的负载发生扰动，从轴可以做出相应的补偿，已达到同步驱动的目的。由于该方式中主轴一直运行在前面，从轴对主轴进行跟随，运动滞后，因此，主轴一直保持大负荷运行，对系统负载力矩平衡不利。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：解决现有技术中，两个主从同步控制下的伺服电机存在运行滞后，影响负载力矩平衡的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种双电机同步控制方法及系统，本发明通过建立虚拟主轴，将两个被控电机的转轴作为从轴，与虚拟主轴配合，实现主从同步控制，因为两个从轴由同一个主轴控制，不存在运行滞后的问题，避免负载力矩不平衡的情况发生。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
本发明第一方面提供了一种双电机同步控制方法，包括：
建立虚拟主轴，预设所述虚拟主轴的运转参数；
获取两个被控电机的运转参数，反馈至虚拟主轴；
将两个被控电机的所述运转参数与虚拟主轴的运转参数进行对比，分别获得两个被控电机与虚拟主轴之间的同步误差；
根据所述同步误差，分别生成两个被控电机运转参数的误差补偿量；
结合所述误差补偿量，生成控制两个被控电机同步运转的控制信号，输出至两个被控电机对应的驱动器，使两个被控电机与所述虚拟主轴保持同步运转。
进一步地，根据本发明第一方面所述的双电机同步控制方法，所述预设所述虚拟主轴的运转参数，包括：
根据被控对象的运行路线，预设所述虚拟主轴随被控对象位置变化的运转参数，得到虚拟主轴运转参数表；
采集被控对象的位置信息，并根据虚拟主轴运转参数表，确定虚拟主轴的运转参数。
进一步地，根据本发明第一方面所述的双电机同步控制方法，实时采集被控对象的位置信息，并根据虚拟主轴运转参数表，确定虚拟主轴的运转参数，并下发给虚拟主轴，控制虚拟主轴按照下发的运转参数运转。
进一步地，根据本发明第一方面所述的双电机同步控制方法，所述运转参数包括位置信息和转速信息。
进一步地，根据本发明第一方面所述的双电机同步控制方法，当两个被控电机与所述虚拟主轴的同步误差大于设定的阈值时，发出报警信号。
进一步地，根据本发明第一方面所述的双电机同步控制方法，通过为两个被控电机安装电池，在被控电机断电时，为被控电机内置的编码器供电，使编码器持续记录被控电机断电时的转轴位置。
本发明第二方面提供了一种双电机同步控制系统，包括：
虚拟主轴规划模块，用于建立虚拟主轴，预设所述虚拟主轴的运转参数；
参数获取模块，用于获取两个被控电机的运转参数，反馈至虚拟主轴，将两个被控电机的所述运转参数与虚拟主轴的运转参数进行对比，分别获得两个被控电机与虚拟主轴之间的同步误差；
同步控制模块，用于根据所述同步误差，分别生成两个被控电机运转参数的误差补偿量；结合所述误差补偿量，生成控制两个被控电机同步运转的控制信号，输出至两个被控电机对应的驱动器，使两个被控电机与所述虚拟主轴保持同步运转。
进一步地，根据本发明第二方面所述的双电机同步控制系统，所述虚拟主轴规划模块包括：
参数预设单元，用于根据被控对象的运行路线，预设所述虚拟主轴随被控对象位置变化的运转参数，得到虚拟主轴运转参数表；
控制单元，用于采集被控对象的位置信息，并根据虚拟主轴运转参数表，确定虚拟主轴的运转参数，并下发给虚拟主轴，控制虚拟主轴按照下发的运转参数运转。
进一步地，根据本发明第二方面所述的双电机同步控制系统，还包括报警模块，所述报警模块与参数获取模块连接，用于在参数获取模块得到的同步误差大于设定的阈值时，发出报警信号。
进一步地，根据本发明第二方面所述的双电机同步控制系统，还包括电池模块，所述电池模块安装于被控电机，用于在被控电机突然断电时，为被控电机内置的编码器供电，使编码器持续记录被控电机断电时的转轴位置。
本发明达到的有益效果：本发明通过建立虚拟主轴，将两个被控电机的转轴作为从轴，与虚拟主轴配合，实现主从同步控制，因为两个从轴由同一个主轴控制，不存在运行滞后的问题，避免负载力矩不平衡的情况发生。
本发明在被控电机中加入了电池，当被控电机突然断电的情况下，通过电池为内置编码器供电，使得编码器能保留被控电机断电时的转轴位置信息，从而在被控电机再次重启回原点的过程中，可以驱动被控对象准确回到原点位置，避免因断电时编码器被清零，使得被控电机的转轴无法在回原点过程中准确到位停机，造成撞击事件发生。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进一步说明。
图1是本发明实施例的结构原理图；
图2是本发明实施例的同步控制原理框图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明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的技术方案。
第一实施例
本实施例提供一种双电机同步控制方法，包括：
建立虚拟主轴，预设所述虚拟主轴随被控对象位置变化的运转参数；
获取两个被控电机的运转参数，反馈至虚拟主轴；
将两个被控电机的所述运转参数与虚拟主轴的运转参数进行对比，分别获得两个被控电机与虚拟主轴之间的同步误差；
根据所述同步误差，分别生成两个被控电机运转参数的误差补偿量；
结合所述误差补偿量，生成控制两个被控电机同步运转的控制信号，输出至两个被控电机对应的驱动器，使两个被控电机与所述虚拟主轴保持同步运转。
在运动控制系统中，有实轴与虚拟轴之分，实轴有具体的驱动与电机与它相对应，而虚轴没有实际的驱动与电机，只是在控制器中设定一个虚拟的存储值。本实施例将虚拟轴作为主轴，两台被控电机的实轴作为从轴，虚拟主轴与两台被控电机的实轴配合实现主从控制，达到同步运算。虚拟轴作为主轴的好处是没有干扰和波动。
本实施例中，被控对象为基板检测设备的载料平台，待测基板需要放置在载料平台上进行检测，载料平台通过两个同步运转的伺服电机驱动，两个伺服电机的转轴通过各自的丝杆与载料平台传动连接。
通过在PLC控制器中构建虚拟主轴，将两个被控的伺服电机作为虚拟主轴的从轴，由虚拟主轴带动两个伺服电机的实轴一起运转，实现主从同步控制。因为两个从轴由同一个虚拟主轴驱动，不存在运行滞后的问题，避免负载力矩不平衡的情况发生。
本实施例根据被控对象的运行路线，预设所述虚拟主轴随被控对象位置变化的运转参数，得到虚拟主轴运转参数表。
构建的虚拟主轴带动两个伺服电机运转，实现主从同步控制。如图1所示，实时反馈两个伺服电机带动的载料平台的位置信息，根据虚拟主轴运转参数表，查找虚拟主轴运转参数表中载料平台的位置所对应的虚拟主轴运转参数，从而确定虚拟主轴的运转参数，并将确定的运转参数下发给虚拟主轴。
将两个伺服电机的实时运转参数反馈至虚拟主轴，虚拟主轴将自身的运转参数与两台伺服电机反馈的运转参数进行对比，分别获得两个伺服电机与虚拟主轴之间的同步误差。
根据所述同步误差，得到两个伺服电机运转参数的误差补偿量，虚拟主轴根据所述的误差补偿量，生成控制两个伺服电机同步运转的控制信号，输出至两个伺服电机对应的驱动器，调整两个伺服电机的运转参数，使两台伺服电机的运转参数与虚拟主轴的运转参数保持一致，消除同步误差，实现同步运转。
更进一步地，当两个被控电机与所述虚拟主轴的同步误差大于设定的阈值时，发出报警信号。
本实施例在进行同步误差的分析时，若判定同步误差值大于设定的阈值，就发出报警信号，以提醒工作人员停机检修。
作为进一步地优化，通过为两个被控电机安装电池，在被控电机断电时，为被控电机内置的编码器供电，使编码器持续记录被控电机断电时的转轴位置。
因为伺服电机的运行参数通过编码器反馈脉冲信号来获得，如果伺服电机因为某种原因，突然断电，编码器记录的脉冲信号将会清零，导致伺服电机再次通电运转时，伺服驱动器将接收到错误的脉冲信号，无法对伺服电机实现准确定位。
尤其在基板宏观检查设备的应用中，因为突然的断电重启，载料平台在运行过程中，如果断电时的位置被清零，那么再次运行时，就可能无法准确控制在原点位置或者目标位置停机，从而发生撞击事件，导致设备或人员的损伤。
本实施例通过在两个伺服电机中安装电池，用于在伺服电机断电时，为伺服电机内置的编码器供电，使编码器能够保留被控电机断电时的转轴位置，在断电后运行的过程中，可以准确定位，避免撞击事件发生。
第二实施例：
本实施例提供了一种双电机同步控制系统，包括：
虚拟主轴规划模块，用于建立虚拟主轴，预设所述虚拟主轴的运转参数；
参数获取模块，用于获取两个被控电机的运转参数，反馈至虚拟主轴，将两个被控电机的所述运转参数与虚拟主轴的运转参数进行对比，分别获得两个被控电机与虚拟主轴之间的同步误差；
同步控制模块，用于根据所述同步误差，分别生成两个被控电机运转参数的误差补偿量；结合所述误差补偿量，生成控制两个被控电机同步运转的控制信号，输出至两个被控电机对应的驱动器，使两个被控电机与所述虚拟主轴保持同步运转。
进一步地，本实施例所述虚拟主轴规划模块包括：
参数预设单元，用于根据被控对象的运行路线，预设所述虚拟主轴随被控对象位置变化的运转参数，得到虚拟主轴运转参数表；
控制单元，用于采集被控对象的位置信息，并根据虚拟主轴运转参数表，确定虚拟主轴的运转参数，并下发给虚拟主轴，控制虚拟主轴按照下发的运转参数运转。
进一步地，本实施例还包括报警模块，所述报警模块与参数获取模块连接，用于在参数获取模块得到的同步误差大于设定的阈值时，发出报警信号。
进一步地，本实施例还包括电池模块，所述电池模块安装于被控电机，用于在被控电机突然断电时，为被控电机内置的编码器供电，使编码器持续记录被控电机断电时的转轴位置。
本实施例被控对象为基板宏观检测设备的载料平台，具体控制原理与第一实施例相同，在此不再赘述。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (9)
1.一种双电机同步控制方法，其特征在于，包括：
建立虚拟主轴，预设所述虚拟主轴的运转参数；
获取两个被控电机的运转参数，反馈至虚拟主轴；
将两个被控电机的所述运转参数与虚拟主轴的运转参数进行对比，分别获得两个被控电机与虚拟主轴之间的同步误差；
根据所述同步误差，分别生成两个被控电机运转参数的误差补偿量；
结合所述误差补偿量，生成控制两个被控电机同步运转的控制信号，输出至两个被控电机对应的驱动器，使两个被控电机与所述虚拟主轴保持同步运转。
2.根据权利要求1所述的双电机同步控制方法，其特征在于，所述预设所述虚拟主轴的运转参数，包括：
根据被控对象的运行路线，预设所述虚拟主轴随被控对象位置变化的运转参数，得到虚拟主轴运转参数表；
采集被控对象的位置信息，并根据虚拟主轴运转参数表，确定虚拟主轴的运转参数，并下发给虚拟主轴，控制虚拟主轴按照下发的运转参数运转。
3.根据权利要求2所述的双电机同步控制方法，其特征在于，所述运转参数包括位置信息和转速信息。
4.根据权利要求1所述的双电机同步控制方法，其特征在于，当两个被控电机与所述虚拟主轴的同步误差大于设定的阈值时，发出报警信号。
5.根据权利要求1所述的双电机同步控制方法，其特征在于，通过为两个被控电机安装电池，在被控电机断电时，为被控电机内置的编码器供电，使编码器持续记录被控电机断电时的转轴位置。
6.一种双电机同步控制系统，其特征在于，包括：
虚拟主轴规划模块，用于建立虚拟主轴，预设所述虚拟主轴的运转参数；
参数获取模块，用于获取两个被控电机的运转参数，反馈至虚拟主轴，将两个被控电机的所述运转参数与虚拟主轴的运转参数进行对比，分别获得两个被控电机与虚拟主轴之间的同步误差；
同步控制模块，用于根据所述同步误差，分别生成两个被控电机运转参数的误差补偿量；结合所述误差补偿量，生成控制两个被控电机同步运转的控制信号，输出至两个被控电机对应的驱动器，使两个被控电机与所述虚拟主轴保持同步运转。
7.根据权利要求6所述的双电机同步控制系统，其特征在于，所述虚拟主轴规划模块包括：
参数预设单元，用于根据被控对象的运行路线，预设所述虚拟主轴随被控对象位置变化的运转参数，得到虚拟主轴运转参数表；
控制单元，用于采集被控对象的位置信息，并根据虚拟主轴运转参数表，确定虚拟主轴的运转参数，并下发给虚拟主轴，控制虚拟主轴按照下发的运转参数运转。
8.根据权利要求7所述的双电机同步控制系统，其特征在于，还包括报警模块，所述报警模块与参数获取模块连接，用于在参数获取模块得到的同步误差大于设定的阈值时，发出报警信号。
9.根据权利要求6所述的双电机同步控制系统，其特征在于，还包括电池模块，所述电池模块安装于被控电机，用于在被控电机突然断电时，为被控电机内置的编码器供电，使编码器持续记录被控电机断电时的转轴位置。
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