CN114675677A - 宏微运动执行器设计工作台运动控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了宏微运动执行器设计工作台运动控制方法，具体涉及运动控制技术领域，包括：上位机、运动控制器、电机驱动装置、信号处理器、位置反馈模块、工作台、磁悬浮主轴和伺服电机；所述上位机与运动控制器电性连接，所述运动控制器与电机驱动装置电性连接，所述电机驱动装置与工作台电性连接。通过上位机对加工图形进行数据处理，生成对应的待处理图形数据，并产生相对应的二维物理坐标存储进相对应的位置文件中；通过上位机设定加工参数、设定和显示转子的位置、并将设定好的数据传输给运动控制器；运动控制器读取到位置文件中的二维物理坐标后，运动控制器控制电机驱动装置来控制工作台的运动位移，以控制伺服电机进行工作。
Description
技术领域
本发明涉及运动控制技术领域，具体为宏微运动执行器设计工作台运动控制方法。
背景技术
运动控制(MC)是自动化的一个分支，它使用通称为伺服机构的一些设备，如：液压泵，线性执行机或者是电机来控制机器的位置或速度；运动控制在机器人和数控机床的领域内的应用要比在专用机器中的应用更复杂，因为后者运动形式更简单，通常被称为通用运动控制(GMC)；运动控制被广泛应用在包装、印刷、纺织和装配工业中。
运动控制起源于早期的伺服控制；简单地说，运动控制就是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理，使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动；早期的运动控制技术主要是伴随着数控技术、机器人技术和工厂自动化技术的发展而发展的；早期的运动控制器实际上是可以独立运行的专用的控制器，往往无需另外的处理器和操作系统支持，可以独立完成运动控制功能、工艺技术要求的其他功能和人机交互功能；这类控制器可以成为独立运行的运动控制器；这类控制器主要针对专门的数控机械和其他自动化设备而设计，往往已根据应用行业的工艺要求设计了相关的功能，用户只需要按照其协议要求编写应用加工代码文件，通过调整控制器即可完成相关的动作。
现有技术中的运动控制存在以下问题：
现有的电机主轴伺服响应频率低、响应速度慢，致使正常放电率低下，间隙状态的稳定直接影响到加工质量和加工效率，难以实现较大尺寸结构的微细电火花加工；为此，我们提出宏微运动执行器设计工作台运动控制方法用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供宏微运动执行器设计工作台运动控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：宏微运动执行器设计工作台运动控制方法，包括：
上位机、运动控制器、电机驱动装置、信号处理器、位置反馈模块、工作台、磁悬浮主轴和伺服电机；
所述上位机与运动控制器电性连接，所述运动控制器与电机驱动装置电性连接，所述电机驱动装置与工作台电性连接，所述工作台的输出端与磁悬浮主轴的输入端电性连接。
优选地，所述电机驱动装置的输出端与伺服电机的输入端电性连接，所述工作台的输出端与伺服电机的输入端电性连接。
优选地，所述伺服电机的输出端与磁悬浮主轴的输入端电性连接，所述磁悬浮主轴的输出端与位置反馈模块的输入端电信号连接。
优选地，所述位置反馈模块的输出端与信号处理器的输入端数据连接，所述信号处理器的输出端与运动控制器的输入端电信号连接。
优选地，所述位置反馈模块包括位置调节器、速度调节器、转矩调节器、位移传感器和关节控制器。
优选地，所述位置反馈模块与位置调节器电性连接，所述位置调节器与速度调节器电性连接，所述位置调节器与转矩调节器电性连接，所述位置调节器与位移传感器电性连接，所述位置调节器与关节控制器电性连接。
宏微运动执行器设计工作台运动控制方法，该加工方法步骤如下：
步骤一：通过上位机对加工图形进行数据处理，生成对应的待处理图形数据，并产生相对应的二维物理坐标存储进相对应的位置文件中。
步骤二：通过上位机设定加工参数、设定和显示转子的位置、并将设定好的数据传输给运动控制器。
步骤三：运动控制器读取到位置文件中的二维物理坐标后，运动控制器控制电机驱动装置来控制工作台的运动位移，以控制伺服电机进行工作，使控制工作台移动到二维物理坐标对应的指定位置。
步骤四：磁悬浮主轴位置的实时监测是通过位置反馈模块来实现，通过位置调节器、转矩调节器和关节控制器可以调节磁悬浮主轴的位移位置，速度调节器和位移传感器可以监测到位移的数据，检测到的位移信号通过信号处理器来进行处理，得到磁悬浮主轴的实际位置坐标。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明通过上位机对加工图形进行数据处理，生成对应的待处理图形数据，并产生相对应的二维物理坐标存储进相对应的位置文件中；通过上位机设定加工参数、设定和显示转子的位置、并将设定好的数据传输给运动控制器；运动控制器读取到位置文件中的二维物理坐标后，运动控制器控制电机驱动装置来控制工作台的运动位移，以控制伺服电机进行工作，使控制工作台移动到二维物理坐标对应的指定位置；磁悬浮主轴位置的实时监测是通过位置反馈模块来实现，通过位置调节器、转矩调节器和关节控制器可以调节磁悬浮主轴的位移位置，速度调节器和位移传感器可以监测到位移的数据，检测到的位移信号通过信号处理器来进行处理，得到磁悬浮主轴的实际位置坐标。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明宏微运动执行器设计工作台运动控制方法的原理示意图。
图2为本发明位置反馈模块的结构示意图。
图中：1、上位机；2、运动控制器；3、电机驱动装置；4、信号处理器；5、位置反馈模块；6、工作台；7、磁悬浮主轴；8、伺服电机；51、位置调节器；52、速度调节器；53、转矩调节器；54、位移传感器；55、关节控制器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：如图1-2所示，本发明提供了宏微运动执行器设计工作台运动控制方法，包括：
上位机1、运动控制器2、电机驱动装置3、信号处理器4、位置反馈模块5、工作台6、磁悬浮主轴7和伺服电机8；
上位机1与运动控制器2电性连接，运动控制器2与电机驱动装置3电性连接，电机驱动装置3与工作台6电性连接，工作台6的输出端与磁悬浮主轴7的输入端电性连接。
进一步的，电机驱动装置3的输出端与伺服电机8的输入端电性连接，工作台6的输出端与伺服电机8的输入端电性连接。
进一步的，伺服电机8的输出端与磁悬浮主轴7的输入端电性连接，磁悬浮主轴7的输出端与位置反馈模块5的输入端电信号连接。
进一步的，位置反馈模块5的输出端与信号处理器4的输入端数据连接，信号处理器4的输出端与运动控制器2的输入端电信号连接。
进一步的，位置反馈模块5包括位置调节器51、速度调节器52、转矩调节器53、位移传感器54和关节控制器55。
进一步的，位置反馈模块5与位置调节器51电性连接，位置调节器51与速度调节器52电性连接，位置调节器51与转矩调节器53电性连接，位置调节器51与位移传感器54电性连接，位置调节器51与关节控制器55电性连接。
宏微运动执行器设计工作台运动控制方法，该加工方法步骤如下：
步骤一：通过上位机1对加工图形进行数据处理，生成对应的待处理图形数据，并产生相对应的二维物理坐标存储进相对应的位置文件中。
步骤二：通过上位机1设定加工参数、设定和显示转子的位置、并将设定好的数据传输给运动控制器2。
步骤三：运动控制器2读取到位置文件中的二维物理坐标后，运动控制器2控制电机驱动装置3来控制工作台6的运动位移，以控制伺服电机8进行工作，使控制工作台6移动到二维物理坐标对应的指定位置。
步骤四：磁悬浮主轴7位置的实时监测是通过位置反馈模块5来实现，通过位置调节器51、转矩调节器53和关节控制器55可以调节磁悬浮主轴7的位移位置，速度调节器52和位移传感器54可以监测到位移的数据，检测到的位移信号通过信号处理器4来进行处理，得到磁悬浮主轴7的实际位置坐标。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.宏微运动执行器设计工作台运动控制方法，其特征在于：包括：
上位机(1)、运动控制器(2)、电机驱动装置(3)、信号处理器(4)、位置反馈模块(5)、工作台(6)、磁悬浮主轴(7)和伺服电机(8)；
所述上位机(1)与运动控制器(2)电性连接，所述运动控制器(2)与电机驱动装置(3)电性连接，所述电机驱动装置(3)与工作台(6)电性连接，所述工作台(6)的输出端与磁悬浮主轴(7)的输入端电性连接。
2.如权利要求1所述的宏微运动执行器设计工作台运动控制方法，其特征在于，所述电机驱动装置(3)的输出端与伺服电机(8)的输入端电性连接，所述工作台(6)的输出端与伺服电机(8)的输入端电性连接。
3.如权利要求2所述的宏微运动执行器设计工作台运动控制方法，其特征在于，所述伺服电机(8)的输出端与磁悬浮主轴(7)的输入端电性连接，所述磁悬浮主轴(7)的输出端与位置反馈模块(5)的输入端电信号连接。
4.如权利要求3所述的宏微运动执行器设计工作台运动控制方法，其特征在于，所述位置反馈模块(5)的输出端与信号处理器(4)的输入端数据连接，所述信号处理器(4)的输出端与运动控制器(2)的输入端电信号连接。
5.如权利要求1所述的宏微运动执行器设计工作台运动控制方法，其特征在于，所述位置反馈模块(5)包括位置调节器(51)、速度调节器(52)、转矩调节器(53)、位移传感器(54)和关节控制器(55)。
6.如权利要求5所述的宏微运动执行器设计工作台运动控制方法，其特征在于，所述位置反馈模块(5)与位置调节器(51)电性连接，所述位置调节器(51)与速度调节器(52)电性连接，所述位置调节器(51)与转矩调节器(53)电性连接，所述位置调节器(51)与位移传感器(54)电性连接，所述位置调节器(51)与关节控制器(55)电性连接。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的宏微运动执行器设计工作台运动控制方法，其特征在于：该加工方法步骤如下：
步骤一：通过上位机(1)对加工图形进行数据处理，生成对应的待处理图形数据，并产生相对应的二维物理坐标存储进相对应的位置文件中。
步骤二：通过上位机(1)设定加工参数、设定和显示转子的位置、并将设定好的数据传输给运动控制器(2)。
步骤三：运动控制器(2)读取到位置文件中的二维物理坐标后，运动控制器(2)控制电机驱动装置(3)来控制工作台(6)的运动位移，以控制伺服电机(8)进行工作，使控制工作台(6)移动到二维物理坐标对应的指定位置。
步骤四：磁悬浮主轴(7)位置的实时监测是通过位置反馈模块(5)来实现，通过位置调节器(51)、转矩调节器(53)和关节控制器(55)可以调节磁悬浮主轴(7)的位移位置，速度调节器(52)和位移传感器(54)可以监测到位移的数据，检测到的位移信号通过信号处理器(4)来进行处理，得到磁悬浮主轴(7)的实际位置坐标。
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2022
- 2022-03-07 CN CN202210225590.2A patent/CN114675677A/zh active Pending
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