CN113900412A - 同步轴校零方法、装置、控制单元及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种同步轴校零方法、装置、控制单元及可读存储介质，涉及控制技术领域。该方法应用于控制单元，控制单元通过网线与多个同步轴各自的驱动器通信连接，该方法包括：向各驱动器同时发送速度同步指令，以使多个同步轴进入同步状态；向各驱动器同时发送第一校零指令，以使各驱动器根据第一校零指令控制对应的同步轴以相同速度移动到原点。如此，控制单元通过网线向同步轴的驱动器发送程序指令，对同步轴的状态进行控制，从而实现同步轴的同步及校零，该方式具有接线简单、抗干扰能力强等特点。

Description

同步轴校零方法、装置、控制单元及可读存储介质

技术领域

本申请涉及控制技术领域，具体而言，涉及一种同步轴校零方法、装置、控制单元及可读存储介质。

背景技术

目前一般使用的同步轴校零方式为：PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)执行校零指令，同时向各同步轴的驱动器发送脉冲。该方式具体为：从PLC发出脉冲的接口引出两根线，分别连接到两个同步轴的驱动器上；当PLC执行回零指令时，PLC通过上述两根连接线向这两个同步轴不断发送脉冲；驱动器收到脉冲后，控制对应的电机向靠近原点的方向移动，直到两个同步轴都移动到原点。这种通过发送脉冲实现校零的方式，接线复杂，并且脉冲在传输过程中容易受到强电干扰，造成定位不准。

发明内容

本申请实施例提供了一种同步轴校零方法、装置、控制单元、可读存储介质及多轴联动设备，其能够通过网线向同步轴的驱动器发送程序指令，从而实现同步轴的同步及校零，并且接线简单，抗干扰能力强。

本申请的实施例可以这样实现：

第一方面，本申请实施例提供一种同步轴校零方法，应用于控制单元，所述控制单元通过网线与多个同步轴各自的驱动器通信连接，所述方法包括：

向各所述驱动器同时发送速度同步指令，以使所述多个同步轴进入同步状态；

向各所述驱动器同时发送第一校零指令，以使各所述驱动器根据所述第一校零指令控制对应的所述同步轴以相同速度移动到原点。

第二方面，本申请实施例提供一种同步轴校零装置，应用于控制单元，所述控制单元通过网线与多个同步轴各自的驱动器通信连接，所述装置包括：

第一控制模块，用于向各所述驱动器同时发送速度同步指令，以使所述多个同步轴进入同步状态；

第二控制模块，用于向各所述驱动器同时发送第一校零指令，以使各所述驱动器根据所述第一校零指令控制对应的所述同步轴以相同速度移动到原点。

第三方面，本申请实施例提供一种控制单元，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器可执行所述机器可执行指令以实现前述实施方式所述的同步轴校零方法。

第四方面，本申请实施例提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述实施方式所述的同步轴校零方法。

第五方面，本申请实施例提供多轴联动设备，所述设备包括控制单元及多个同步轴，所述控制单元通过网线与多个同步轴各自的驱动器通信连接，所述控制单元用于执行前述实施方式所述的同步轴校零方法。

本申请实施例提供的同步轴校零方法、装置、控制单元、可读存储介质及多轴联动设备，控制单元通过网线与多个同步轴各自的驱动器通信连接，在需要校零的情况下，该控制单元先向各驱动器同时发送速度同步指令，以使多个同步轴进入同步状态；然后向各驱动器同时发送第一校零指令，以使各驱动器根据该第一校零指令控制对应的同步轴以相同速度移动到原点。如此，通过网线向同步轴的驱动器发送程序指令，从而实现同步轴的同步及校零，并且接线简单，抗干扰能力强。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的多轴联动设备的方框示意图；

图2为本申请实施例提供的控制单元的方框示意图；

图3为本申请实施例提供的控制单元与驱动器的连接方式示意图；

图4为本申请实施例提供的同步轴校零方法的流程示意图之一；

图5为本申请实施例提供的同步轴校零方法的流程示意图之二；

图6为本申请实施例提供的同步轴校零方法的流程示意图之三；

图7为本申请实施例提供的同步轴校零装置的方框示意图。

图标：10-多轴联动设备；100-控制单元；110-存储器；120-处理器；200-驱动器；300-检测单元；500-同步轴校零装置；510-第一控制模块；520-第二控制模块。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参照图1，图1为本申请实施例提供的多轴联动设备10的方框示意图。该多轴联动设备10可以是任意需要多个轴同步运动的设备。所述多轴联动设备10中可以包括控制单元100、多个同步轴及与多个同步轴中各自的驱动器200配套的伺服电机等。所述控制单元100与多个同步轴各自的驱动器200通过网线实现通信连接，用于对驱动器200进行控制，从而实现对多个同步轴的控制。所述伺服电机用于在驱动器200的控制下，带动同步轴移动。

请参照图2，图2为本申请实施例提供的控制单元100的方框示意图。所述控制单元100可以是，但不限于，PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)，比如，欧姆龙NX102-1200型号的PLC。所述控制单元100可以包括存储器110及处理器120。所述存储器110及处理器120各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。

其中，存储器110用于存储程序或者数据。所述存储器110可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(ErasableProgrammable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric ErasableProgrammable Read-Only Memory，EEPROM)等。

可选地，该存储器110中可存储有能够被所述处理器120执行的机器可执行指令，所述处理器120可执行所述机器可执行指令以实现本申请实施例中的同步轴校零方法。

应当理解的是，图2所示的结构仅为控制单元100的结构示意图，所述控制单元100还可包括比图2中所示更多或者更少的组件，或者具有与图2所示不同的配置。图2中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

作为一种可能的实现方式，所述控制单元100及多个驱动器200均支持EtherCat总线技术，所述控制单元100可以通过EtherCat总线方式与多个驱动器通信连接。如此，接线简单，并且信号不会受到强电的干扰，抗干扰能力强。

在本实施例中，所述控制单元100与多个同步轴各自的驱动器200通过网线实现通信连接。具体连接方式可以结合实际情况设置。

作为一种可能的实现方式，所述控制单元100可以通过一根网线与所述多个同步轴各自的驱动器200串联。请参照图3，图3为本申请实施例提供的控制单元100与驱动器200的连接方式示意图。在驱动器200为2个的情况下，所述控制单元100可以通过一根网线直接与2个驱动器200通信连接，也即，如图3所示，控制单元100与2个驱动器200通过一根网线串联。如此，通过一根网线，即可实现控制单元100与2个驱动器200的通信连接，控制单元100可同时向多个驱动器200发送控制信号，进而实现2个同步轴的校零。

可选地，作为另一种可能的实现方式，控制单元100也可以分别单独通过一根网线与一个驱动器200通信连接，也即，网线的数量与驱动器200的数量相同；或者，控制单元100通过一根网线与部分驱动器200串联，并分别通过一根网线与另一部分驱动器200中的每个驱动器200通信连接。可以理解的是，上述设置方式仅为举例说明，具体设置方式可以根据实际需求设置。

在本实施例中，如图1所示，所述多轴联动设备10还可以包括检测单元300及滑台(图1中未示出)。所述同步轴沿着滑台移动。所述检测单元300可以通过任意方式与所述控制单元100通信连接。所述检测单元300用于检测任意一个同步轴是否沿滑台是否移动到原点。

所述检测单元300可以包括多个检测子单元，每个检测子单元对应一个同步轴设置，用于检测所对应的同步轴是否移动到原点。所述控制单元100可与该多个检测子单元通信连接，通过多个检测子单元的检测信号，从而确定出是否有同步轴移动到原点以及是否所有同步轴都移动到原点。

该检测子单元可以是，但不限于，传感器。在一种可能的实现方式中，所述检测子单元为原点传感器，该原点传感器设置在同步轴上，对应地，滑台的原点处设置有传感器感应片。当同步轴移动到原点处时，感应片会碰到原点传感器。原点传感器在碰到感应片时，则会生成信号发送给所述控制单元100，以便所述控制单元100根据该信号确定有同步轴移动到原点。可以理解的是，也可以将原点传感器设置在滑台的原点处，并对应地将传感器感应片设置在同步轴上。

请参照图4，图4为本申请实施例提供的同步轴校零方法的流程示意图之一。所述方法可应用于上述多轴联动设备10中的控制单元100。所述控制单元100通过网线与多个同步轴各自的驱动器200通信连接。下面对同步轴校零方法的具体流程进行详细阐述。该方法可以包括步骤S110～步骤S120。

步骤S110，向各驱动器200同时发送速度同步指令，以使多个同步轴进入同步状态。

在本实施例中，所述控制单元100可以在需要校零的情况下，比如，多轴联动设备10上电之后等，通过网线同时向各驱动器200发送速度同步指令，使得所述多个同步轴进行同步状态。所述多个同步轴进入同步状态，表示该多个同步轴会以相同速度移动。

其中，所述速度同步指令的具体指令形式可以结合编程时所使用的功能模块确定。比如，所述速度同步指令可以包括MC_GearIn指令。

步骤S120，向各驱动器200同时发送第一校零指令，以使各驱动器200根据第一校零指令控制对应的同步轴以相同速度移动到原点。

在使所述多个同步轴进入同步状态的情况下，所述控制单元100可以通过网线同时向各驱动器200发送第一校零指令，使得各驱动器200通过执行第一校零指令，可控制多个同步轴以相同速度移动到原点。

其中，所述第一校零指令的具体指令形式可以结合编程时所使用的功能模块确定，所述第一校零指令用于使同步轴朝向靠近原点的方向移动。所述第一校零指令中可以包括第一预设速度，每个驱动器200可通过对配套的伺服电机的控制，使得多个同步轴均以第一预设速度朝向原点移动，也即以相同速度朝向原点移动。

如此，可控制多个同步轴同步，并且以同步的方式向原点移动，从而实现同步轴的校零。并且，在上述方式中，由于使用的是程序软件命令，并不是脉冲信号，不会受到强电干扰，因而也不会出现由于受到强电干扰导致多个同步轴之间存在偏差的情况。同时，在上述方案中，由于是通过网线进行控制，并不是采用脉冲进行控制，因此接线简单。

可选地，所述多轴联动设备10中还可以包括检测单元300。所述控制单元100还可以与所述检测单元300通信连接，所述检测单元300用于检测任意一个同步轴是否移动到原点。请参照图5，图5为本申请实施例提供的同步轴校零方法的流程示意图之二。在本实施例中，在步骤S120之后，所述方法还可以包括步骤S130及步骤S140。

步骤S130，在通过检测单元300确定其中一个同步轴移动到原点的情况下，向各驱动器200同时发送同步状态解除指令。

步骤S140，向各驱动器200发送第二校零指令，以使各驱动器200控制对应的同步轴单独回零。

在本实施例中，由于某些因素(比如，在执行步骤S110时多个同步轴的位置有偏差)的影响，可能会出现执行步骤S120之后，多个同步轴未同时到达原点的情况。针对该情况，当控制单元100通过检测单元300确定其中一个同步轴移动到原点的情况下，可向各驱动器200同时发送同步状态解除指令，用于解除所述多个同步轴的同步状态。

之后，所述控制单元100向各驱动器200发送第二校零指令。驱动器200在接收到第二校零指令的情况下，则控制同步轴单独回零，也即，此时的回零并不是多个同步轴同时进行的，是各自进行的。通过该操作，可以保证每个同步轴都回到了零点，从而能够有效消除同步轴之间的累计偏差。

可选地，所述第二校零指令中可以包括第二预设速度，各驱动器200可以按照第二预设速度进行回零。其中，各驱动器200使用的第二预设速度可以相同，也可以不同，可根据实际需求确定。

请参照图6，图6为本申请实施例提供的同步轴校零方法的流程示意图之三。可选地，在本实施例中，在步骤S140之后，所述方法还可以包括步骤S150。

步骤S150，在通过检测单元300确定每个同步轴都移动到原点的情况下，向各驱动器200再次发送速度同步指令，以使多个同步轴再次进入同步状态。

由于在实际使用过程中，一般都是需要多个同步轴同步运动，为便于使用，在通过步骤S130及步骤S140使得每个同步轴都移动到原点的情况下，所述控制单元100可再次向各驱动器200发送所述速度同步指令，使得多个同步轴再次进入同步状态。

可选地，上述控制单元100为具备主从轴定位功能、支持EtherCat总线技术的单元，驱动器200也支持EtherCat总线技术。作为一种可能的实现方式，上述速度同步指令包括MC_GearIn指令；所述第一校零指令包括MC_MoveAbsolute指令；所述同步状态解除指令包括MC_GearOut指令；所述第二校零指令包括MC_Home指令，MC_Home指令对应的回零方式为接近反转或保持时间，即对应的回零方式为接近反转/保持时间。

可选地，作为一种可能的实现方式，所述控制单元100通过一根网线与所述多个同步轴各自的驱动器200串联。如此，可进一步保证接线简单。

本申请实施例提供的上述同步轴校零方法，接线简单，可提高设备组装的效率，降低设备的故障率，同时抗干扰能力强；并且，通过同步轴定位指令(即MC_MoveAbsolute指令)和回零指令(即MC_Home指令)相结合的方式，可实现同步轴的自动同步和校零，消除同步轴之间的累计偏差。该方式还可以提高设备的稳定性和定位精度。

为了执行上述实施例及各个可能的方式中的相应步骤，下面给出一种同步轴校零装置500的实现方式，可选地，该同步轴校零装置500可以采用上述图2所示的控制单元100的器件结构。进一步地请参照图7，图7为本申请实施例提供的同步轴校零装置500的方框示意图。需要说明的是，本实施例所提供的同步轴校零装置500，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。所述同步轴校零装置500可以应用于上述控制单元100，所述控制单元100通过网线与多个同步轴各自的驱动器200通信连接。该同步轴校零装置500可以包括：第一控制模块510及第二控制模块520。

第一控制模块510，用于向各驱动器200同时发送速度同步指令，以使所述多个同步轴进入同步状态。

第二控制模块520，用于向各驱动器200同时发送第一校零指令，以使各驱动器200根据所述第一校零指令控制对应的同步轴以相同速度移动到原点。

可选地，在本实施例中，所述控制单元100还与检测单元300通信连接，所述检测单元300用于检测任意一个同步轴是否移动到原点。所述第二控制模块520，还用于：在通过所述检测单元300确定其中一个同步轴移动到原点的情况下，向各驱动器200同时发送同步状态解除指令；向各驱动器200发送第二校零指令，以使各驱动器200控制对应的同步轴单独回零。

可选地，在本实施例中，所述第一控制模块510还用于：在通过所述检测单元300确定每个同步轴都移动到原点的情况下，向各驱动器200再次发送所述速度同步指令，以使所述多个同步轴再次进入同步状态。

可选地，在本实施例中，所述控制单元100通过EtherCat总线方式与多个驱动器200通信连接，所述速度同步指令包括MC_GearIn指令，所述第一校零指令包括MC_MoveAbsolute指令，所述同步状态解除指令包括MC_GearOut指令，所述第二校零指令包括MC_Home指令，MC_Home指令对应的回零方式为接近反转或保持时间。

可选地，在本实施例中，所述控制单元100可以通过一根网线与所述多个同步轴各自的驱动器200串联。

本申请实施例还提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的同步轴校零方法。

综上所述，本申请实施例提供一种同步轴校零方法、装置、控制单元、可读存储介质及多轴联动设备，控制单元通过网线与多个同步轴各自的驱动器通信连接，在需要校零的情况下，该控制单元先向各驱动器同时发送速度同步指令，以使多个同步轴进入同步状态；然后向各驱动器同时发送第一校零指令，以使各驱动器根据该第一校零指令控制对应的同步轴以相同速度移动到原点。如此，通过网线向同步轴的驱动器发送程序指令，从而实现同步轴的同步及校零，并且接线简单，抗干扰能力强。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案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一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

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

Claims (10)

1.一种同步轴校零方法，其特征在于，应用于控制单元，所述控制单元通过网线与多个同步轴各自的驱动器通信连接，所述方法包括：

向各所述驱动器同时发送速度同步指令，以使所述多个同步轴进入同步状态；

向各所述驱动器同时发送第一校零指令，以使各所述驱动器根据所述第一校零指令控制对应的所述同步轴以相同速度移动到原点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制单元还与检测单元通信连接，所述检测单元用于检测任意一个所述同步轴是否移动到原点，在所述向各所述驱动器同时发送第一校零指令，以使各所述驱动器根据所述第一校零指令控制对应的所述同步轴以相同速度移动到原点之后，所述方法还包括：

在通过所述检测单元确定其中一个所述同步轴移动到原点的情况下，向各所述驱动器同时发送同步状态解除指令；

向各所述驱动器发送第二校零指令，以使各所述驱动器控制对应的所述同步轴单独回零。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述向各所述驱动器发送第二校零指令，以使各所述驱动器控制对应的所述同步轴单独回零之后，所述方法还包括：

在通过所述检测单元确定每个所述同步轴都移动到原点的情况下，向各所述驱动器再次发送所述速度同步指令，以使所述多个同步轴再次进入同步状态。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制单元通过EtherCat总线方式与多个驱动器通信连接，所述速度同步指令包括MC_GearIn指令，所述第一校零指令包括MC_MoveAbsolute指令，所述同步状态解除指令包括MC_GearOut指令，所述第二校零指令包括MC_Home指令，MC_Home指令对应的回零方式为接近反转或保持时间。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述控制单元通过一根网线与所述多个同步轴各自的驱动器串联。

6.一种同步轴校零装置，其特征在于，应用于控制单元，所述控制单元通过网线与多个同步轴各自的驱动器通信连接，所述装置包括：

第一控制模块，用于向各所述驱动器同时发送速度同步指令，以使所述多个同步轴进入同步状态；

第二控制模块，用于向各所述驱动器同时发送第一校零指令，以使各所述驱动器根据所述第一校零指令控制对应的所述同步轴以相同速度移动到原点。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制单元还与检测单元通信连接，所述检测单元用于检测任意一个所述同步轴是否移动到原点，所述第二控制模块，还用于：

在通过所述检测单元确定其中一个所述同步轴移动到原点的情况下，向各所述驱动器同时发送同步状态解除指令；

向各所述驱动器发送第二校零指令，以使各所述驱动器控制对应的所述同步轴单独回零。

8.一种控制单元，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器可执行所述机器可执行指令以实现权利要求1-5中任意一项所述的同步轴校零方法。

9.一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任意一项所述的同步轴校零方法。

10.一种多轴联动设备，其特征在于，所述设备包括控制单元及多个同步轴，所述控制单元通过网线与多个同步轴各自的驱动器通信连接，所述控制单元用于执行权利要求1-5中任意一项所述的同步轴校零方法。

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