CN115118542B - 龙门系统的控制装置和龙门系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种龙门系统的控制装置和龙门系统，其中，控制装置包括：N个第一驱动器，与M条滑轨上的第一电机对应连接；第一通信线缆，连接N个第一驱动器中任意两个第一驱动器，用于在不同的第一驱动器之间进行数据通信；其中，2≤N≤M，M、N为正整数。通过设置第一通信线缆，以便不同第一驱动器之间利用第一通信线缆进行高速通信，因此，不同第一驱动器之间可以实现闭环同步控制，在此情况下，可以大大提高滑轨上的速度和加速度，从而提高了龙门系统的控制精度。

Description

龙门系统的控制装置和龙门系统
技术领域
本发明涉及控制技术领域，具体而言，涉及一种龙门系统的控制装置和龙门系统。
背景技术
现有龙门系统的两个平行轴在控制过程中，共振抑制效果差，在此情况下，龙门系统的加速度和速度变化缓慢、控制精度低。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的第一个方面在于，提供了一种龙门系统的控制装置。
本发明的第二个方面在于，提供了一种龙门系统。
有鉴于此，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种龙门系统的控制装置，龙门系统包括平行设置的M条滑轨以及横跨在M条滑轨上的横梁，其中，每一滑轨上设置有一第一电机，在第一电机运行时，横梁沿滑轨移动，控制装置包括：N个第一驱动器，与M条滑轨上的第一电机对应连接；第一通信线缆，连接N个第一驱动器中任意两个第一驱动器，用于在不同的第一驱动器之间进行数据通信；其中，2≤N≤M，M、N为正整数。
本申请的技术方案提出了一种龙门系统的控制装置，该龙门系统的控制装置包括N个第一驱动器以及第一通信线缆，通过设置第一通信线缆，以便不同第一驱动器之间利用第一通信线缆进行高速通信，因此，不同第一驱动器之间可以实现闭环同步控制，在此情况下，可以大大提高滑轨上的速度和加速度，从而提高了龙门系统的控制精度。
在其中一个技术方案中，不同第一驱动器在利用第一通信线缆进行通信时，采用差分信号实现通信，其中，通过采用差分信号实现通信，以便提高不同第一驱动器之间进行通信交互时的抗干扰能力，提高了龙门系统的控制装置的运行的可靠性。
在其中一个技术方案中，通过设置N个第一驱动器，以便利用第一驱动器来驱动第一电机运行，以实现横梁在滑轨上移动，其中，在N的取值是2的情况下，龙门系统为龙门双驱机构，而在N的取值大于2的情况下，龙门系统为龙门多驱结构。
在其中一个技术方案中，在N的取值是2的情况下，第一驱动器的数量为两个，此时，两个第一驱动器通过第一通信线缆连接，以便在控制横梁在滑轨上移动的过程中进行通信交互。
在其中一个技术方案中，N小于或等于M，用户可以合理设置第一驱动器的数量，从而降低龙门系统的控制装置的所包含的第一驱动器的数量，在此过程中，由于第一驱动器的数量有所减少，因此，在降低龙门系统的控制装置的成本的同时，降低了龙门系统的控制装置的复杂程度。
另外，本申请提出的龙门系统的控制装置还具有以下附加技术特征。
在上述技术方案中，每一第一驱动器通过供电线缆和反馈线缆与第一电机连接。
在该技术方案中，通过设置供电线缆，以便第一驱动器在供电线缆的供电下，向第一电机供电。其中，第一电机在供电状态运行，在停止供电下停止运行。
其中，通过设置反馈线缆，以便利用反馈线缆将第一电机的运行状态反馈给第一驱动器，以供第一驱动器根据运行状态实现闭环控制，从而确保龙门系统的稳定运行。
在上述任一技术方案中，还包括：N个第一驱动器中任意两个第一驱动器采用菊链连接；上位机，与N个第一驱动器中任意一个第一驱动器连接，用于对N个第一驱动器中一个或多个第一驱动器进行调谐。
在该技术方案中，由于采用菊链将N个第一驱动器中不同的第一驱动器连接起来，以便实现不同第一驱动器之间的数据交互，而设置的上位机能够与N个第一驱动器中的任意一个第一驱动器连接，因此，上位机能够利用菊链与N个第一驱动器中所有的第一驱动器通信。在此情况下，上位机可以对与之直接连接的第一驱动器进行调谐，也能实现对N个第一驱动器中的其他第一驱动器进行调谐。
在此过程中，用户或调试人员只需将上位机与龙门系统的控制装置中的一个第一驱动器连接，即可实现对所有的第一驱动器的调谐，无需将上位机分别与每一个第一驱动器连接，因此，可以降低了用户或调试人员的工作量，提供了调谐的便捷性。
其中，菊链，也即，菊花链(Daisy Chain)，菊花链代表一种配线方案，例如设备A和设备B用电缆相连，设备B再用电缆和设备C相连，设备C用电缆和设备D相连，在这种连接方法中不会形成网状的拓扑结构，只有相邻的设备之间才能直接通信，例如在上例中设备A是不能和设备C直接通信的，它们必须通过设备B来中转，这种方法同样不会形成环路。因为最后一个设备不会连向第一个设备。这种连线方法能够用来传输电力，数字信号和模拟信号。
在上述任一技术方案中，上位机通过RS-232、RS-485、USB中的一种或多种与N个第一驱动器中任意一个第一驱动器连接。
其中，RS-232标准接口(又称EIA RS-232)是常用的串行通信接口标准之一，其全名是“数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准”。
其中，RS-485又名TIA-485-A,ANSI/TIA/EIA-485或TIA/EIA-485。
RS485是一个定义平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性的标准，该标准由电信行业协会和电子工业联盟定义。使用该标准的数字通信网络能在远距离条件下以及电子噪声大的环境下有效传输信号。RS-485使得连接本地网络以及多支路通信链路的配置成为可能。
RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓扑结构，在同一总线上最多可以挂接32个节点。
在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。很多情况下，连接RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来，而忽略了信号地的连接，这种连接方法在许多场合是能正常工作的，但却埋下了很大的隐患，原因一是共模干扰：RS-485接口采用差分方式传输信号方式，并不需要相对于某个参照点来检测信号，系统只需检测两线之间的电位差就可以了，但容易忽视了收发器有一定的共模电压范围，RS-485收发器共模电压范围为-7V到+12V，只有满足上述条件，整个网络才能正常工作；当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠，甚至损坏接口；原因二是EMI的问题：发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路，如没有一个低阻的返回通道(信号地)，就会以辐射的形式返回源端，整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。
其中，USB，是英文Universal Serial Bus(通用串行总线)的缩写，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。是应用在PC领域的接口技术。
在上述任一技术方案中，横梁包括滑块以及用于驱动滑块移动的第二电机，控制装置还包括：第二驱动器，第二驱动器与N个第一驱动器之间采用菊链连接。
在该技术方案中，给出了横梁的具体结构，其中，横梁上设置有滑块以及拥有驱动滑块移动的第二电机，在具有吊装需求的情况下，用户可以控制第二电机驱动滑块移动，以便移动到目标位置，以便完成吊装。
在其中一个技术方案中，滑块沿横梁的长度方向滑动。其中，横梁的长度与横梁沿滑轨的移动方向垂直。
在其中一个技术方案中，由于N个第一驱动器与第二驱动器之间采用菊链连接，因此，在上位机在对第一驱动器进行调谐的时候，也可以实现第二驱动器的调谐，用户或调试人员只需将上位机与龙门系统的控制装置中的一个第一驱动器连接，即可实现对所有的驱动器的调谐，无需将上位机分别与每一个第一驱动器、每一个第二驱动器连接，因此，可以降低了用户或调试人员的工作量，提供了调谐的便捷性。
在上述任一技术方案中，滑块的数量为多个，其中，每一滑块对应一个第二电机。
在该技术方案中，对滑块的数量进行了限定，用户可以根据实际使用需求选择滑块的数量，从而实现龙门系统的协同工作或执行多个独立的吊装工作，以便提高龙门系统的工作效率。
在上述任一技术方案中，第二驱动器通过供电线缆和反馈线缆与第二电机连接。
在该技术方案中，通过设置供电线缆，以便第二驱动器在供电线缆的供电下，向第二电机供电。其中，第二电机在供电状态运行，在停止供电下停止运行。
其中，通过设置反馈线缆，以便利用反馈线缆将第二电机的运行状态反馈给第二驱动器，以供第二驱动器根据运行状态实现闭环控制，从而确保龙门系统的稳定运行。
在上述任一技术方案中，还包括：可编程逻辑控制器，与N个第一驱动器中的一个第一驱动器、第二驱动器连接，用于传输控制信息，以控制第一电机和/或第二电机运行。
在该技术方案中，给出了龙门系统可选的控制方案，通过设置可编程逻辑控制器，利用可编程逻辑控制器与第一驱动器、第二驱动器的连接关系，实现第一电机和/或第二电机的控制。
在其中一个技术方案中，通过限定可编程逻辑控制器与N个第一驱动器中的一个第一驱动器连接，以便N个第一驱动器中除了与可编程逻辑控制器连接的第一驱动器之外，其它第一驱动器利用第一通信线缆实现数据交互，以此，减少可编程逻辑控制器需要连线的数量，从而降低了装配难度。
具体地，在可编程逻辑控制器与第一驱动器连接时，可以实现第一电机的控制；在可编程逻辑控制器与第二驱动器连接时，可以实现第二电机的控制。
在上述任一技术方案中，可编程逻辑控制器通过脉冲序列传输控制信息。
在该技术方案中，给出了可编程逻辑控制器发出控制信息的具体形式，其中，脉冲序列可以理解为按照需求重复发出以下信号：发出第一时长的高电平后，发出第二时长的低电平；或发出第一时长的低电平后，发出第二时长的高电平。
在其中一个技术方案中，控制信息可以是第一电机的转动速度、转动时长或转动圈数；和/或第二电机的转动速度、转动时长或转动圈数。
在上述任一技术方案中，还包括：运动控制器，运动控制器与N个第一驱动器中的一个第一驱动器或第二驱动器连接，用于传输控制信息，以控制第一电机和/或第二电机运行。
在该技术方案中，给出了另外一种第一电机和/或第二电机的控制方案，在该控制方案中，采用运动控制器来控制第一电机和/或第二电机，在该控制方案中，运动控制器只需与第一驱动器和第二驱动器中的一个连接，即可实现第一电机和第二电机的控制，减少可运动控制器的连线数量，降低了装配的难度。
其中，运动控制(Motion Control)通常是指在复杂条件下将预定的控制方案、规划指令转变成期望的机械运动，实现机械运动精确的位置控制、速度控制、加速度控制、转矩或力的控制。
具体地，运动控制器就是控制电动机的运行方式的专用控制器：比如电动机在由行程开关控制交流接触器而实现电动机拖动物体向上运行达到指定位置后又向下运行，或者用时间继电器控制电动机正反转或转一会停一会再转一会再停。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)。
在上述任一技术方案中，运动控制器通过现场总线与N个第一驱动器中的一个第一驱动器或第二驱动器连接；其中，现场总线包括：EtherCAT现场总线或CAN现场总线。
在该技术方案中，给出了运动控制器与第一驱动器或第二驱动器之间的连接形式。
其中，EtherCAT现场总线也即EtherCAT，EtherCAT(以太网控制自动化技术)是一个开放架构，以以太网为基础的现场总线系统，其名称的CAT为控制自动化技术(ControlAutomation Technology)字首的缩写。
在EtherCAT网络中，当资料帧通过EtherCAT节点时，节点会复制资料，再传送到下一个节点，同时识别对应此节点的资料，则会进行对应的处理，若节点需要送出资料，也会在传送到下一个节点的资料中插入要送出的资料。每个节点接收及传送资料的时间少于1微秒，一般而言只用一个帧的资料就可以供所有的网络上的节点传送及接收资料。
其中，CAN现场总线，也即CAN总线，具体地，CAN是控制器局域网络(ControllerArea Network,CAN)的简称。
在上述任一技术方案中，第一通信线缆的传输速率大于或等于5MHz。
在该技术方案中，给出了第一通信线缆的传输速率的取值范围，通过限定传输速率不低于5MHz，以便确保不同第一驱动器之间通信得以迅速传输。
在上述任一技术方案中，第一通信线缆包括：RS-422或RS-485。
在上述任一技术方案中，龙门系统包括刚性龙门系统或柔性龙门系统。
在该技术方案中，给出了龙门系统的具体可行方案，其中，刚性龙门系统可以理解为横梁(X轴)与双驱轴(Y轴)是锁死的，其中，双驱轴也即本申请中的滑轨。对应的，柔性龙门系统可以了理解为横梁(X轴)与双驱轴(Y轴)不是锁死的。
在上述任一技术方案中，在龙门系统为柔性龙门系统的情况下，N个第一驱动器中的一个第一驱动器为主驱动器，N个第一驱动器中除主驱动器之外的剩余第一驱动器为差动驱动器。
在该技术方案中，在N个第一驱动器中选取一部分第一驱动器为差动驱动器，以便差动驱动器能够处理不同驱动器之间的位置误差，通过设置增益参数，可以实时调谐差动驱动器的位置控制，从而在实现刚性龙门系统的控制的同时，实现柔性龙门系统的兼容控制。
根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种龙门系统，包括：如上述中任一项的龙门系统的控制装置。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了本发明实施例中第一驱动器与第一通信线缆的连接示意图之一；
图2示出了本发明实施例中第一驱动器与第一通信线缆的连接示意图之二；
图3示出了本发明实施例中第一驱动器、第二驱动器和运动控制器的连接示意图；
图4示出了本发明实施例中第一驱动器、第二驱动器和可编程逻辑控制器的连接示意图；
图5示出了本发明实施例中第一驱动器、第二驱动器与第一通信线缆的连接示意图；
图6示出了本发明实施例中刚性龙门系统的连接示意图；
图7示出了本发明实施例中柔性龙门系统的连接示意图；
图8示出了本发明实施例中龙门系统的示意图。
其中，图1至图8中附图与标记对应如下：
102第一驱动器一、104第一驱动器二、106第一通信线缆、108第二驱动器、110上位机、112可编程逻辑控制器、114运动控制器，116菊链，118现场总线，502滑轨，504横梁，506滑块。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述方面、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
在其中一个实施例中，提出了一种龙门系统的控制装置，如图8所示，龙门系统包括平行设置的M条滑轨502以及横跨在M条滑轨502上的横梁504，其中，每一滑轨502上设置有一第一电机，在第一电机运行时，横梁504沿滑轨502移动，控制装置包括：N个第一驱动器，与M条滑轨502上的第一电机对应连接；第一通信线缆106，连接N个第一驱动器中任意两个第一驱动器，用于在不同的第一驱动器之间进行数据通信；其中，2≤N≤M，M、N为正整数。
本申请的实施例提出了一种龙门系统的控制装置，该龙门系统的控制装置包括N个第一驱动器以及第一通信线缆106，通过设置第一通信线缆106，以便不同第一驱动器之间利用第一通信线缆106进行高速通信，因此，不同第一驱动器之间可以实现闭环同步控制，在此情况下，可以大大提高滑轨502上的速度和加速度，从而提高了龙门系统的控制精度。
在其中一个实施例中，不同第一驱动器在利用第一通信线缆进行通信时，采用差分信号实现通信，其中，通过采用差分信号实现通信，以便提高不同第一驱动器之间进行通信交互时的抗干扰能力，提高了龙门系统的控制装置的运行的可靠性。
在其中一个实施例中，第一通信线缆106及接插件采用屏蔽方式链接，可以有效提高数据交互通信的抗干扰度。
在其中一个实施例中，利用设置的第一通信线缆106可以提高共振抑制效果，因此，无需使用较大的电流，克服了现阶段较大的电流消耗带来的热损耗。
在其中一个实施例中，通过设置N个第一驱动器，以便利用第一驱动器来驱动第一电机运行，以实现横梁504在滑轨502上移动，其中，在N的取值是2的情况下，龙门系统为龙门双驱机构，而在N的取值大于2的情况下，龙门系统为龙门多驱结构。
在其中一个实施例中，在N的取值是2的情况下，第一驱动器的数量为两个，如第一驱动器一102、第一驱动器二104，此时，两个第一驱动器通过第一通信线缆106连接，具体地，如图1所示，以便在控制横梁504在滑轨502上移动的过程中进行通信交互。
在其中一个实施例中，N小于或等于M，用户可以合理设置第一驱动器的数量，从而降低龙门系统的控制装置的所包含的第一驱动器的数量，在此过程中，由于第一驱动器的数量有所减少，因此，在降低龙门系统的控制装置的成本的同时，降低了龙门系统的控制装置的复杂程度。
在上述实施例中，每一第一驱动器通过供电线缆和反馈线缆与第一电机连接。
在该实施例中，通过设置供电线缆，以便第一驱动器在供电线缆的供电下，向第一电机供电。其中，第一电机在供电状态运行，在停止供电下停止运行。
其中，通过设置反馈线缆，以便利用反馈线缆将第一电机的运行状态反馈给第一驱动器，以供第一驱动器根据运行状态实现闭环控制，从而确保龙门系统的稳定运行。
在上述任一实施例中，如图2所示，还包括：N个第一驱动器中任意两个第一驱动器采用菊链116连接；上位机110，与N个第一驱动器中任意一个第一驱动器连接，用于对N个第一驱动器中一个或多个第一驱动器进行调谐。
在该实施例中，由于采用菊链116将N个第一驱动器中不同的第一驱动器连接起来，以便实现不同第一驱动器之间的数据交互，而设置的上位机110能够与N个第一驱动器中的任意一个第一驱动器连接，因此，上位机110能够利用菊链116与N个第一驱动器中所有的第一驱动器通信。在此情况下，上位机110可以对与之直接连接的第一驱动器进行调谐，也能实现对N个第一驱动器中的其他第一驱动器进行调谐。
在此过程中，用户或调试人员只需将上位机110与龙门系统的控制装置中的一个第一驱动器连接，即可实现对所有的第一驱动器的调谐，无需将上位机110分别与每一个第一驱动器连接，因此，可以降低了用户或调试人员的工作量，提供了调谐的便捷性。
其中，菊链116，也即，菊花链(Daisy Chain)，菊花链代表一种配线方案，例如设备A和设备B用电缆相连，设备B再用电缆和设备C相连，设备C用电缆和设备D相连，在这种连接方法中不会形成网状的拓扑结构，只有相邻的设备之间才能直接通信，例如在上例中设备A是不能和设备C直接通信的，它们必须通过设备B来中转，这种方法同样不会形成环路。因为最后一个设备不会连向第一个设备。这种连线方法能够用来传输电力，数字信号和模拟信号。
在上述任一实施例中，上位机110通过RS-232、RS-485、USB中的一种或多种与N个第一驱动器中任意一个第一驱动器连接。
其中，RS-232标准接口(又称EIA RS-232)是常用的串行通信接口标准之一，其全名是“数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准”。
其中，RS-485又名TIA-485-A,ANSI/TIA/EIA-485或TIA/EIA-485。
RS485是一个定义平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性的标准，该标准由电信行业协会和电子工业联盟定义。使用该标准的数字通信网络能在远距离条件下以及电子噪声大的环境下有效传输信号。RS-485使得连接本地网络以及多支路通信链路的配置成为可能。
RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓扑结构，在同一总线上最多可以挂接32个节点。
在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。很多情况下，连接RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来，而忽略了信号地的连接，这种连接方法在许多场合是能正常工作的，但却埋下了很大的隐患，原因一是共模干扰：RS-485接口采用差分方式传输信号方式，并不需要相对于某个参照点来检测信号，系统只需检测两线之间的电位差就可以了，但容易忽视了收发器有一定的共模电压范围，RS-485收发器共模电压范围为-7V到+12V，只有满足上述条件，整个网络才能正常工作；当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠，甚至损坏接口；原因二是EMI的问题：发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路，如没有一个低阻的返回通道(信号地)，就会以辐射的形式返回源端，整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。
其中，USB，是英文Universal Serial Bus(通用串行总线)的缩写，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。是应用在PC领域的接口技术。
在上述任一实施例中，如图2和图5所示，横梁504包括滑块506以及用于驱动滑块506移动的第二电机，控制装置还包括：第二驱动器108，第二驱动器108与N个第一驱动器之间采用菊链116连接。
在该实施例中，给出了横梁504的具体结构，其中，横梁504上设置有滑块506以及拥有驱动滑块506移动的第二电机，在具有吊装需求的情况下，用户可以控制第二电机驱动滑块506移动，以便移动到目标位置，以便完成吊装。
在其中一个实施例中，滑块506沿横梁504的长度方向滑动。其中，横梁504的长度与横梁504沿滑轨502的移动方向垂直。
在其中一个实施例中，由于N个第一驱动器与第二驱动器108之间采用菊链116连接，因此，在上位机110在对第一驱动器进行调谐的时候，也可以实现第二驱动器108的调谐，用户或调试人员只需将上位机110与龙门系统的控制装置中的一个第一驱动器连接，即可实现对所有的驱动器的调谐，无需将上位机110分别与每一个第一驱动器、每一个第二驱动器108连接，因此，可以降低了用户或调试人员的工作量，提供了调谐的便捷性。
在其中一个实施例中，滑块506上设置有吊装机构，利用吊装机构实现货物的掉取。
在上述任一实施例中，滑块506的数量为多个，其中，每一滑块506对应一个第二电机。
在该实施例中，对滑块506的数量进行了限定，用户可以根据实际使用需求选择滑块506的数量，从而实现龙门系统的协同工作或执行多个独立的吊装工作，以便提高龙门系统的工作效率。
在上述任一实施例中，第二驱动器108通过供电线缆和反馈线缆与第二电机连接。
在该实施例中，通过设置供电线缆，以便第二驱动器108在供电线缆的供电下，向第二电机供电。其中，第二电机在供电状态运行，在停止供电下停止运行。
其中，通过设置反馈线缆，以便利用反馈线缆将第二电机的运行状态反馈给第二驱动器108，以供第二驱动器108根据运行状态实现闭环控制，从而确保龙门系统的稳定运行。
在上述任一实施例中，如图4所示，还包括：可编程逻辑控制器112，与N个第一驱动器中的一个第一驱动器、第二驱动器108连接，用于传输控制信息，以控制第一电机和/或第二电机运行。
在该实施例中，给出了龙门系统可选的控制方案，通过设置可编程逻辑控制器112，利用可编程逻辑控制器112与第一驱动器、第二驱动器108的连接关系，实现第一电机和/或第二电机的控制。
在其中一个实施例中，通过限定可编程逻辑控制器112与N个第一驱动器中的一个第一驱动器连接，以便N个第一驱动器中除了与可编程逻辑控制器112连接的第一驱动器之外，其它第一驱动器利用第一通信线缆106实现数据交互，以此，减少可编程逻辑控制器112需要连线的数量，从而降低了装配难度。
具体地，在可编程逻辑控制器112与第一驱动器连接时，可以实现第一电机的控制；在可编程逻辑控制器112与第二驱动器108连接时，可以实现第二电机的控制。
在上述任一实施例中，可编程逻辑控制器112通过脉冲序列传输控制信息。
在该实施例中，给出了可编程逻辑控制器112发出控制信息的具体形式，其中，脉冲序列可以理解为按照需求重复发出以下信号：发出第一时长的高电平后，发出第二时长的低电平；或发出第一时长的低电平后，发出第二时长的高电平。
在其中一个实施例中，控制信息可以是第一电机的转动速度、转动时长或转动圈数；和/或第二电机的转动速度、转动时长或转动圈数。
在其中一个实施例中，控制信息由上位机发出，以控制第一电机、第二电机中的一个或多个的运行。
在上述任一实施例中，如图3所示，还包括：运动控制器114，运动控制器114与N个第一驱动器中的一个第一驱动器或第二驱动器108连接，用于传输控制信息，以控制第一电机和/或第二电机运行。
在该实施例中，给出了另外一种第一电机和/或第二电机的控制方案，在该控制方案中，采用运动控制器114来控制第一电机和/或第二电机，在该控制方案中，运动控制器114只需与第一驱动器和第二驱动器108中的一个连接，即可实现第一电机和第二电机的控制，减少可运动控制器114的连线数量，降低了装配的难度。
其中，运动控制(Motion Control)通常是指在复杂条件下将预定的控制方案、规划指令转变成期望的机械运动，实现机械运动精确的位置控制、速度控制、加速度控制、转矩或力的控制。
具体地，运动控制器114就是控制电动机的运行方式的专用控制器：比如电动机在由行程开关控制交流接触器而实现电动机拖动物体向上运行达到指定位置后又向下运行，或者用时间继电器控制电动机正反转或转一会停一会再转一会再停。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)。
在上述任一实施例中，运动控制器114通过现场总线118与N个第一驱动器中的一个第一驱动器或第二驱动器108连接；其中，现场总线118包括：EtherCAT现场总线或CAN现场总线。
在该实施例中，给出了运动控制器114与第一驱动器或第二驱动器108之间的连接形式。
其中，EtherCAT现场总线也即EtherCAT，EtherCAT(以太网控制自动化技术)是一个开放架构，以以太网为基础的现场总线系统，其名称的CAT为控制自动化技术(ControlAutomation Technology)字首的缩写。
在EtherCAT网络中，当资料帧通过EtherCAT节点时，节点会复制资料，再传送到下一个节点，同时识别对应此节点的资料，则会进行对应的处理，若节点需要送出资料，也会在传送到下一个节点的资料中插入要送出的资料。每个节点接收及传送资料的时间少于1微秒，一般而言只用一个帧的资料就可以供所有的网络上的节点传送及接收资料。
其中，CAN现场总线，也即CAN总线，具体地，CAN是控制器局域网络(ControllerArea Network,CAN)的简称。
在上述任一实施例中，第一通信线缆106的传输速率大于或等于5MHz。
在该实施例中，给出了第一通信线缆106的传输速率的取值范围，通过限定传输速率不低于5MHz，以便确保不同第一驱动器之间通信得以迅速传输。
在其中一个实施例中，传输速率的取值可以是10MHz、15MHz、25MHz等。
在上述任一实施例中，第一通信线缆106包括：RS-422或RS-485。
在上述任一实施例中，龙门系统包括刚性龙门系统或柔性龙门系统。
在该实施例中，给出了龙门系统的具体可行方案，其中，如图6所示，刚性龙门系统可以理解为横梁504(X轴)与双驱轴(Y轴)是锁死的，其中，双驱轴也即本申请中的滑轨502。对应的，如图7所示，柔性龙门系统可以了理解为横梁504(X轴)与双驱轴(Y轴)不是锁死的。
在上述任一实施例中，在龙门系统为柔性龙门系统的情况下，N个第一驱动器中的一个第一驱动器为主驱动器，N个第一驱动器中除主驱动器之外的剩余第一驱动器为差动驱动器。
在该实施例中，在N个第一驱动器中选取一部分第一驱动器为差动驱动器，以便差动驱动器能够处理不同驱动器之间的位置误差，通过设置增益参数，可以实时调谐差动驱动器的位置控制，从而在实现刚性龙门系统的控制的同时，实现柔性龙门系统的兼容控制。
在其中一个实施例中，本发明提供了一种龙门系统，包括：如上述中任一项的龙门系统的控制装置。
本申请提出的龙门系统包括如上述龙门系统的控制装置，其中，通过设置第一通信线缆106，以便不同第一驱动器之间利用第一通信线缆106进行高速通信，因此，不同第一驱动器之间可以实现闭环同步控制，在此情况下，可以大大提高滑轨502上的速度和加速度，从而提高了龙门系统的控制精度。
在其中一个实施例中，不同第一驱动器在利用第一通信线缆进行通信时，采用差分信号实现通信，其中，通过采用差分信号实现通信，以便提高不同第一驱动器之间进行通信交互时的抗干扰能力，提高了龙门系统的控制装置的运行的可靠性。
在其中一个实施例中，通过设置N个第一驱动器，以便利用第一驱动器来驱动第一电机运行，以实现横梁504在滑轨502上移动，其中，在N的取值是2的情况下，龙门系统为龙门双驱机构，而在N的取值大于2的情况下，龙门系统为龙门多驱结构。
在其中一个实施例中，在N的取值是2的情况下，第一驱动器的数量为两个，如第一驱动器一102、第一驱动器二104，此时，两个第一驱动器通过第一通信线缆106连接，具体地，以便在控制横梁504在滑轨502上移动的过程中进行通信交互。
在其中一个实施例中，N小于或等于M，用户可以合理设置第一驱动器的数量，从而降低龙门系统的控制装置的所包含的第一驱动器的数量，在此过程中，由于第一驱动器的数量有所减少，因此，在降低龙门系统的控制装置的成本的同时，降低了龙门系统的控制装置的复杂程度。
在其中一个实施例中，龙门系统可以是龙门平台，如在半导体晶圆加工，测量，精密激光切割，划刻，掩模，大格式FPD，OLED，PCB等检测设备，大格式工业打印机，大格式激光加工设备，SMT等领域，直驱龙门和大跨度龙门的平台。
在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种龙门系统的控制装置，其特征在于，所述龙门系统包括平行设置的M条滑轨以及横跨在所述M条滑轨上的横梁，其中，每一滑轨上设置有一第一电机，在所述第一电机运行时，所述横梁沿所述滑轨移动，所述控制装置包括：
N个第一驱动器，与所述M条滑轨上的第一电机对应连接；
第一通信线缆，连接所述N个第一驱动器中任意两个第一驱动器，用于在不同的第一驱动器之间进行数据通信；
其中，2≤N≤M，M、N为正整数；
所述N个第一驱动器中任意两个第一驱动器采用菊链连接；
上位机，与所述N个第一驱动器中任意一个第一驱动器连接，用于对所述N个第一驱动器中一个或多个第一驱动器进行调谐；
所述横梁包括滑块以及用于驱动所述滑块移动的第二电机，所述滑块沿所述横梁的长度方向滑动；
所述控制装置还包括：
第二驱动器，所述第二驱动器与所述N个第一驱动器之间采用菊链连接。
2.根据权利要求1所述的龙门系统的控制装置，其特征在于，所述滑块的数量为多个，其中，每一所述滑块对应一个第二电机。
3.根据权利要求1所述的龙门系统的控制装置，其特征在于，
所述上位机通过RS-232、RS-485、USB中的一种或多种与所述N个第一驱动器中任意一个第一驱动器连接。
4.根据权利要求1所述的龙门系统的控制装置，其特征在于，还包括：
可编程逻辑控制器，与所述N个第一驱动器中的一个第一驱动器、所述第二驱动器连接，用于传输控制信息，以控制所述第一电机和/或所述第二电机运行。
5.根据权利要求4所述的龙门系统的控制装置，其特征在于，
所述可编程逻辑控制器通过脉冲序列传输所述控制信息。
6.根据权利要求1所述的龙门系统的控制装置，其特征在于，还包括：
运动控制器，所述运动控制器与所述N个第一驱动器中的一个第一驱动器或所述第二驱动器连接，用于传输控制信息，以控制所述第一电机和/或所述第二电机运行。
7.根据权利要求6所述的龙门系统的控制装置，其特征在于，
所述运动控制器通过现场总线与所述N个第一驱动器中的一个第一驱动器或所述第二驱动器连接；
其中，所述现场总线包括：EtherCAT现场总线或CAN现场总线。
8.根据权利要求1所述的龙门系统的控制装置，其特征在于，每一所述第一驱动器通过供电线缆和反馈线缆与所述第一电机连接。
9.根据权利要求1所述的龙门系统的控制装置，其特征在于，
所述第二驱动器通过供电线缆和反馈线缆与所述第二电机连接。
10.根据权利要求1所述的龙门系统的控制装置，其特征在于，所述第一通信线缆的传输速率大于或等于5MHz。
11.根据权利要求10所述的龙门系统的控制装置，其特征在于，所述第一通信线缆包括：
RS-422或RS-485。
12.根据权利要求1所述的龙门系统的控制装置，其特征在于，所述龙门系统包括刚性龙门系统或柔性龙门系统。
13.根据权利要求12所述的龙门系统的控制装置，其特征在于，在所述龙门系统为柔性龙门系统的情况下，所述N个第一驱动器中的一个第一驱动器为主驱动器，所述N个第一驱动器中除所述主驱动器之外的剩余第一驱动器为差动驱动器。
14.一种龙门系统，其特征在于，包括：
如权利要求1至13中任一项所述的龙门系统的控制装置。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109189003A (zh) * 2018-08-03 2019-01-11 天津工程机械研究院有限公司 一种龙门同步控制方法
CN111824960A (zh) * 2019-04-19 2020-10-27 深圳市雷赛智能控制股份有限公司 龙门同步控制方法、控制设备及电机控制系统
CN111835235A (zh) * 2019-04-19 2020-10-27 深圳市雷赛智能控制股份有限公司 龙门同步控制方法、电机驱动器及电机控制系统
CN213593957U (zh) * 2020-07-31 2021-07-02 宁波瑞利时数控科技有限公司 一种双伺服龙门移动平台

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109240191B (zh) * 2018-04-25 2020-04-03 实时侠智能控制技术有限公司 集成运动控制和电机控制的控制器和控制系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109189003A (zh) * 2018-08-03 2019-01-11 天津工程机械研究院有限公司 一种龙门同步控制方法
CN111824960A (zh) * 2019-04-19 2020-10-27 深圳市雷赛智能控制股份有限公司 龙门同步控制方法、控制设备及电机控制系统
CN111835235A (zh) * 2019-04-19 2020-10-27 深圳市雷赛智能控制股份有限公司 龙门同步控制方法、电机驱动器及电机控制系统
CN213593957U (zh) * 2020-07-31 2021-07-02 宁波瑞利时数控科技有限公司 一种双伺服龙门移动平台

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于伺服驱动器的龙门轴同步运动控制研究;李绮娜;;伺服控制(第12期);第48-51页 *
龙门式激光焊接机控制系统的研究;文怀兴;蔡知旺;;装备机械(第04期);第23-25、29页 *

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