CN117572817A - 一种基于plc的伺服运动控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于PLC的伺服运动控制方法及系统，方法包括：接收PLC控制器发送的伺服运动指令；将指令写入缓存器以缓存，复位计数器并启动自计数；使用竞争方式执行第一操作与第二操作；发送一帧数据；根据一帧数据控制所有机械手初始化到横向工作点；向PLC控制器发送所有机械手初始化完成的反馈信号；接收PLC控制器发送的控制机械手在滑道上移动零件的指令，并通过插补指令控制伺服驱动器驱动机械手进行工作；当机械手完成零件运送偏离滑道后，发送完成指令给PLC控制器；PLC控制器控制冲床下压对零件进行冲压；至此完成一个周期的运动，以此循环。该机械手在冲床上仅前后左右移动，不会上下移动，不依赖于模具的变化，适用性更广。

Description

一种基于PLC的伺服运动控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电动机技术领域，尤其涉及一种基于PLC的伺服运动控制方法及系统。

背景技术

现有技术中多采用拉杆式冲床线，通过一个伺服电机拉动，同时再用一台伺服电机控制一个升降台上下移动，实现吸盘抓取零件从一个冲床工位移动到暂存工位。另一个吸盘从暂存工位将零件移动到下一个冲床工位。

现有技术中的这种控制系统由于采用上下移动的方式，无法适应模具的变化，当因为零件变化而模具变化后，就无法在新的生产线上使用。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于PLC的伺服运动控制方法及系统，至少解决上述技术问题。

本发明提供一种基于PLC的伺服运动控制方法，所述方法包括：

接收PLC控制器发送的伺服运动指令；

将所述指令写入缓存器以缓存，复位计数器并启动自计数；

使用竞争方式执行第一操作与第二操作：其中，所述第一操作包括：当所述计数器计数达到预设周期阈值时，读取所述缓存器已缓存的指令，封装于一帧数据中，并复位计数器；所述第二操作包括：当所述缓存器中缓存的指令个数达到预设个数阈值，读取所述缓存器已缓存的指令，封装于一帧数据中，并复位计数器；发送所述一帧数据；

根据所述一帧数据控制所有机械手初始化到横向工作点；

向所述PLC控制器发送所有机械手初始化完成的反馈信号；

接收所述PLC控制器发送的控制机械手在滑道上移动零件的指令，并通过插补指令控制伺服驱动器驱动所述机械手进行工作；

当所述机械手完成零件运送偏离滑道后，发送完成指令给所述PLC控制器；所述PLC控制器控制冲床下压对所述零件进行冲压；至此完成一个周期的运动，以此循环。

在一实施例中，所述将所述指令写入缓存器以缓存，复位计数器并启动自计数，包括：

当将所述指令写入缓存器使得所述缓存器的缓存状态由空变为非空时，使所述缓存器的empty端口由高电平变为低电平；其中，所述缓存器的缓存状态为空时，empty端口为高电平，计数器保持复位状态；检测到所述empty端口由高电平变为低电平，计数器解除复位并启动自计数；当将所述指令写入缓存器使得所述缓存器中的缓存指令发生变化，则复位计数器。

在一实施例中，所述将所述指令写入缓存器以缓存，复位计数器并启动自计数，包括：将所述指令写入缓存器时，使所述缓存器的写入计数信号变化；检测到所述缓存器的写入计数信号变化时，复位计数器并启动自计数。

在一实施例中，所述读取所述缓存器已缓存的指令，及所述并复位计数器，包括：

读取所述缓存器已缓存的指令时，使所述缓存器的读取计数信号变化；检测到所述缓存器的读取计数信号变化时，复位计数器。

在一实施例中，所述读取所述缓存器已缓存的指令，及所述并复位计数器，包括：

读取所述缓存器已缓存的指令时，使所述缓存器缓存状态为空，从而使所述缓存器的empty端口为高电平；检测到所述empty端口为高电平时，复位计数器。

在一实施例中，所述根据一帧数据控制所有机械手初始化到横向工作点，具体包括：

依次控制每一个所述机械手横向复位到横向机械原点；

控制所有机械手同时纵向统一复位到纵向机械原点；

控制所有机械手同时横向统一移动到横向工作点。

在一实施例中，所述通过控制伺服驱动器驱动所述机械手进行工作，具体为：

采用插补指令控制所述伺服驱动器驱动所述机械手先沿纵向移动到纵向工作点，所有机械手同步进入模具卡住零件，立即采用插补指令控制所述伺服驱动器驱动所述机械手横向在滑道上同步平移零件，所述零件平移到位后所有机械手同步退出模具。

在一实施例中，在所述PLC控制器控制冲床下压对所述零件进行冲压之前，还包括：

通过设置在每个所述零件暂存位的接近开关判断零件是否被粘在模具上，如果判断所述零件暂存位上有零件存在，则发送冲床下压安全指令给所述PLC控制器。

在一实施例中，还包括：

接收手摇脉冲发生器对伺服电机的第一调节信号，由所述第一调节信号通过控制伺服驱动器对伺服电机进行粗调；

接收触摸屏通过所述PLC控制器传送的对所述伺服电机的第二调节信号；由所述第二调节信号通过控制伺服驱动器对伺服电机进行精调，以使伺服电机驱动机械手到达指定位置；所述第二调节信号为通过触摸屏输入的数字信号。

本发明另一方面提供一种基于PLC的伺服运动控制系统，所述系统包括：

指令接收模块，用于接收PLC控制器发送的伺服运动指令；

数据缓存模块，用于将所述指令写入缓存器以缓存，复位计数器并启动自计数；

计数复位模块，用于使用竞争方式执行第一操作与第二操作：其中，所述第一操作包括：当所述计数器计数达到预设周期阈值时，读取所述缓存器已缓存的指令，封装于一帧数据中，并复位计数器；所述第二操作包括：当所述缓存器中缓存的指令个数达到预设个数阈值，读取所述缓存器已缓存的指令，封装于一帧数据中，并复位计数器；发送所述一帧数据；

数据初始化模块，用于根据所述一帧数据控制所有机械手初始化到横向工作点；

信号发送模块，用于向所述PLC控制器发送所有机械手初始化完成的反馈信号；

指令驱动模块，用于接收所述PLC控制器发送的控制机械手在滑道上移动零件的指令，并通过插补指令控制伺服驱动器驱动所述机械手进行工作；

指令执行模块，用于当所述机械手完成零件运送偏离滑道后，发送完成指令给所述PLC控制器；所述PLC控制器控制冲床下压对所述零件进行冲压；至此完成一个周期的运动，以此循环。

在本发明实施例中，本申请通过接收PLC控制器发送的伺服运动指令；将指令写入缓存器以缓存，复位计数器并启动自计数；使用竞争方式执行第一操作与第二操作；发送一帧数据；根据一帧数据控制所有机械手初始化到横向工作点；向PLC控制器发送所有机械手初始化完成的反馈信号；接收PLC控制器发送的控制机械手在滑道上移动零件的指令，并通过插补指令控制伺服驱动器驱动机械手进行工作；当机械手完成零件运送偏离滑道后，发送完成指令给PLC控制器；PLC控制器控制冲床下压对零件进行冲压；至此完成一个周期的运动，以此循环。该机械手在冲床上仅前后左右移动，不会上下移动，不依赖于模具的变化，适用性更广。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

图1为本发明实施例一种基于PLC的伺服运动控制方法的实现流程示意图；

图2为本发明实施例一种基于PLC的伺服运动控制系统的结构组成图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域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。

如图1所示，本发明提供一种基于PLC的伺服运动控制方法，包括：

步骤101，接收PLC控制器发送的伺服运动指令；

步骤102，将指令写入缓存器以缓存，复位计数器并启动自计数；

步骤103，使用竞争方式执行第一操作与第二操作：其中，第一操作包括：当计数器计数达到预设周期阈值时，读取缓存器已缓存的指令，封装于一帧数据中，并复位计数器；第二操作包括：当缓存器中缓存的指令个数达到预设个数阈值，读取缓存器已缓存的指令，封装于一帧数据中，并复位计数器；发送一帧数据；

步骤104，根据一帧数据控制所有机械手初始化到横向工作点；

步骤105，向PLC控制器发送所有机械手初始化完成的反馈信号；

步骤106，接收PLC控制器发送的控制机械手在滑道上移动零件的指令，并通过插补指令控制伺服驱动器驱动机械手进行工作；

步骤107，当机械手完成零件运送偏离滑道后，发送完成指令给PLC控制器；PLC控制器控制冲床下压对零件进行冲压；

至此完成一个周期的运动，以此循环。

收集控制过程中的控制数据，通过所述控制数据计算控制精度误差值，通过将预设阈值与所述控制精度误差值进行比较，当控制精度误差值大于预设阈值时，计算控制量，控制器根据所述控制量对控制指令进行修改，并进行控制操作；

所述控制精度误差值的计算公式为：

其中，W为控制精度误差值，y为预设位置的y轴位置数据，x为预设位置的x轴位置数据，S₁为机械手初始速度，S₂为机械手加速度，S₃为机械手平均速度，Δy_s为机械手从初始位置到目标位置在移动初始时间至移动结束时间的实际y轴位置数据变化量，Δx_s为机械手从初始位置到目标位置在移动初始时间至移动结束时间的实际x轴位置数据变化量,y_c为机械手在y轴上的初始位置数据，x_c为机械手在x轴上的初始位置数据；当Δx_s的变化量为0时，在公式中设置其为1；位置原点由使用者自行设置；

所述控制量的计算公式为：

其中，K为控制量，K_P为控制参数，取值范围为0.1-10之间，y为预设位置的y轴位置数据，x为预设位置的x轴位置数据，W为控制精度误差值。

本实施例中，方法应用于冲床平台，每个冲床携带一个机械手，每个机械手包括两个零件爪，机械手在冲床上横向和纵向移动；两个相邻的冲床之间为一个零件暂存位；

在步骤101中，需要说明的是，本发明中PLC控制器作为整体控制器，而每个冲床对应两台伺服电机，一个电机负责横向驱动，一个电机负责纵向驱动。每个冲床对应一台运动控制器。运动控制器用于控制伺服驱动器。伺服驱动器用于驱动伺服电机。伺服电机用于带动机械手横向移动或纵向移动。

在步骤102中，方法可以应用于设置有FPGA的PCIE板卡，其中的缓存器可以为FPGA的FIFO；一帧数据为一帧Ethernet协议数据。

本申请通过自适应机制，使得一帧Ethernet协议数据中可以包含多个指令发送，使PC发送指令的数量、频次不受约束可以使得一帧Ethernet协议数据快速发送，使PC发送指令的数量、频次不受约束提高通信效率。

本申请实施例可以应用于任何使用Ethernet协议发送帧数据的场景当中，适用于测试系统中任何指令的发送。

其中，从数据发送端接收到指令，该数据发送端可以指ATE测试系统中的PC。PC发送指令到FIFO采用PCIE方式通信，即PC发送的指令经过PCIE驱动、PCIEIP传输至FPGA端，把数据存入FIFO。这里提到的指令可以包括测试系统涉及到的全部指令。

在一实施例中，计数器计算的是以太网用户侧发送端的时钟，就是PCIE板卡核心芯片是FPGA，这个板子有时钟芯片，引入FPGA后，倍频生成200MHz，这个时钟一直存在。当计时器开启时，可以每隔5纳秒(5纳秒是200MHz的周期)，记一个数。预设阈值周期比如说可以设定为7个周期，就是7个5纳秒，也可以是其他数值，人为根据实际指令发送、接收端FPGA的数据处理情况确定。

在一实施例中，将指令写入缓存器以缓存，复位计数器并启动自计数，包括：

当将指令写入缓存器使得缓存器的缓存状态由空变为非空时，使缓存器的empty端口由高电平变为低电平；其中，缓存器的缓存状态为空时，empty端口为高电平，计数器保持复位状态；

检测到empty端口由高电平变为低电平，计数器解除复位并启动自计数；

当将指令写入缓存器使得缓存器中的缓存指令发生变化，则复位计数器。

在一实施例中，将指令写入缓存器以缓存，复位计数器并启动自计数，包括：

将指令写入缓存器时，使缓存器的写入使能信号有效或写入计数信号变化；

检测到缓存器的写入使能信号有效或写入计数信号变化时，复位计数器并启动自计数。

在一实施例中，读取缓存器已缓存的指令，及并复位计数器，包括：

读取缓存器已缓存的指令时，使缓存器的读取计数信号变化；

检测到缓存器的读取计数信号变化时，复位计数器。

在一实施例中，读取缓存器已缓存的指令，及并复位计数器，包括：

读取缓存器已缓存的指令时，使缓存器缓存状态为空，从而使缓存器的empty端口为高电平；

检测到empty端口为高电平时，复位计数器。

其中，empty是FIFO的输出信号，无缓存数据时，empty信号是1；当有缓存数据时，empty变0。

读取计数信号rd_data_count和写入计数信号wr_data_count都是对缓存指令统计的，是FIFO自带的。读取计数信号rd_data_count和写入计数信号wr_data_count在FIFO中没有缓存数据时(即FIFO为空)，rd_data_count和wr_data_count均为0，在有指令写入FIFO时均加1，在有指令从FIFO被读取时均减1，即读取计数信号rd_data_count和写入计数信号wr_data_count在有指令写入或被读取时均有变化，信号变化表明指令有变化。可以是写入计数信号wr_data_count和/或读取计数信号rd_data_count的BIT0发生变化时计数器被清零。BIT0从0变1或从1变0，都表明有一个缓存指令发生变化，可以是存入的也可以是读取的，都要判断。

在使用时，wr_data_count采用写入端的时钟同步，写入时钟是250MHz，PCIE指令存入FIFO是在250MHz下。rd_data_count采用读取端的时钟同步，读取时钟是200MHz，后端发送和检测判断，全部是在200MHz下。所以若使用wr_data_count作为检测信号，需要将进行写入时钟同步至200MHz才可以。

或，在检测到FIFO端的使能写入信号和使能读取信号发生变化时，表明缓存的指令发生变化，计数器被清零。

其中，还可以使用FIFO端的使能写入信号wren和使能读取信号rden一起来判断指令是否发生变化，其中，使能写入信号wren和使能读取信号rden进行“或”操作。因为缓存数据变化包括增加和减少，wren使缓存增加，rden使缓存减少，所以如果要全面判定缓存数据变化，这两个信号要一起使用。再者，使能写入信号wren使用写入端的时钟250MHz，而使能读取信号rden使能使用的是读取端的时钟200MHz，使用使能写入信号wren时，需要同步到200MHz时钟下。

在一实施例中，对于在步骤103中其可以是如下的具体过程：

如果指令之间的间隔周期少、指令数量多，那么计数器会不断被清零。当缓存FIFO中的指令个数超过阈值个数(阈值个数可以是16，直接判断rd_data_count>＝16)时，从FIFO中读取数据，读使能信号变化，读取数据会引起rd_data_count变化，从而清零计数器。当出现指令间隔周期长，或者指令个数少时，计数器的数值达到阈值周期会释放一个发送信号(这个信号在超过阈值周期后，一直保持1，读取数据后也跟着复位了，变成0了)，从FIFO中读取数据，读取数据会引起rd_data_count变化，从而清零计数器和复位发送信号。检测一直在进行，rd_data_count发生变化都会清零计数器(包括写入时rd_data_count增多，读取时rd_data_count减少)。

发送结束后，如果FIFO中还有指令，当计数器计数超过阈值周期时，发送当前FIFO所有指令，在发送过程中还有新的指令存入时，新的指令不发送，只发送超过阈值周期时刻FIFO内已经缓存的指令；如果当计数器计数未超过阈值周期时，并且缓存指令超过阈值个数，发送固定阈值个数的指令。

其中，当阈值个数到了，同时也发送了阈值周期信号，此时读取FIFO内已缓存的指令，会清零计数器和复位阈值周期发送的信号，不会引起重复发送的问题。这个两种情况，不论那个导致发送数据，都会相互复位。

在一实施例中，一帧数据的总长度为预设的固定长度，一帧数据中还包括目标MAC地址字段、源MAC地址字段、长度字段、指令字段和停止指令字段；

其中，指令字段填充读取的缓存器已缓存的指令；

停止指令字段填充可变长度的停止指令，该可变长度以使一帧数据的总长度达到预设的固定长度。

其中，采用的是IEEE802.3格式定义Ethernet协议数据帧格式。

具体的，当FIFO缓存指令个数达到阈值时，一帧Ethernet协议数据由6字节目标地址，6字节源地址，2字节长度，固定阈值数量的指令数据，4字节停止指令组成；当计数器达到阈值周期时，一帧Ethernet协议数据由6字节目标地址，6字节源地址，2字节长度，FIFO中所有的指令数据，自适应填充停止指令组成。

具体的，设定阈值数量为15，当缓存FIFO中的指令个数超过15，则发送包括15个写指令的一帧Ethernet协议数据。当缓存FIFO中的指令个数不超过15，但是计数器计数超过了周期阈值，比如，缓存FIFO中只有一个指令，那就发送包括1个写指令的一帧Ethernet协议数据。当时间间隔很长之后再次判断出计数器计数超过了周期阈值，此时缓存FIFO中有3个指令，那就发送包括3个写指令的一帧Ethernet协议数据。

在步骤104和105中，具体包括：依次控制每一个机械手横向复位到横向机械原点；控制所有机械手同时纵向统一复位到纵向机械原点；控制所有机械手同时横向统一移动到横向工作点。

需要说明的是，在进行工作之前，需要所有机械手初始化到横向工作点。当所有机械手完成初始化之后，发送反馈信号给PLC控制器，告知PLC控制器可以进行控制操作。

在步骤106中，机械手运送零件到滑道需要两个步骤来完成，第一个步骤是先从横向工作点纵向移动到纵向工作点抓取零件，然后在滑道上横向移动零件到下一个工位。即机械手先纵向移动到工位，然后立马横向移动零件。机械手纵向移动到位后没有时间停顿便横向移动零件到下一个工位。

在步骤107中，机械手安装在冲床上，机械手可以在冲床上移动，移动轨迹即在以下四个点进行往复循环运动，即：纵向机械原点-横向机械原点-横向工作点-纵向工作点-横向机械原点。

计算机械手操作时长，并设置操作时长阈值，将所述机械手操作时

通过调节缓存指令的比值的数量进而调节机械手操作时长，长与所述操作时长阈值进行比较，当所述机械手操作时长大于所述操作时长阈值时，控制器发送时长预警信号，降低所述缓存指令数量，或调节其它计算参数，进而调节所述机械手操作时长。

所述操作时长阈值为同种类控制的历史平均操作时长的1.25倍。

所述机械手操作时长的计算公式为：

其中，T为机械手操作时长，D₁为机械手纵向移动距离，D₂为机械手横向移动距离，V₁为机械手纵向移动速度，V₂为机械手横向移动速度，Z₁为缓存指令实际发送个数，Z₂为缓存指令阈值。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

运动控制器接收PLC控制器发送的伺服运行指令，开始控制机械手工作，先控制机械手初始化到横向工作点；然后控制机械手运动到纵向工作点抓取零件，发送完机械手纵向运动到纵向工作点的指令后立即发送机械手横向运动的指令，即依次发送控制机械手纵向运动的指令与控制机械手横向运动的指令，不会等机械手移动运动到纵向工作点以后再发送横向运动的指令。机械手抓取零件后立即在滑道上横向移动零件。这样可以减少时间间隔，当冲床的台数增加时，整个的伺服控制时间不会增加太多，从而提高伺服控制的效率。并且，该机械手在冲床上仅前后左右移动，不会上下移动，不依赖于模具的变化，适用性更广。

在机械手操作时长的计算公式中的机械手操作时长与机械手纵向移动距离D₁和横向移动距离D₂有关。通过明确考虑机械手在不同方向上的移动距离，可以更精确地计算操作时长，并反映出不同方向移动的时间成本。公式中的机械手纵向移动速度V₁和横向移动速度V₂反映了机械手在不同方向上的运动速度。考虑了机械手的运动速度可以对操作时长进行更细致的估计，更好地控制机械手的运动行为。公式中的缓存指令实际发送个数Z₁和缓存指令阈值Z₂涉及机械手接收和处理指令的时间过程。缓存指令的数量会影响机械手的操作时长，因为当缓存指令达到预设阈值时，会触发指令的读取、封装和发送过程。通过考虑缓存指令数量，可以更准确地计算操作时长，并具备对系统性能的优化和控制。通过计算公式计算机械手操作时长，能够较为全面地描述机械手的操作所需时间，并能够作为评估和优化机械手系统性能的依据。提高控制系统的效率，增强了机械手调节的自动化程度。通过收集控制过程中的控制数据，通过这些数据计算控制精度误差值。这个误差值的计算考虑了预设位置的y轴和x轴位置数据，以及机械手从初始位置到目标位置的实际y轴和x轴位置数据变化量。这样的设计使得系统能够精确地评估机械手的移动路径与预设路径之间的偏差，从而及时调整控制指令。当控制精度误差值大于预设阈值时，系统会计算控制量。这个控制量的计算考虑了控制参数K_P和误差值W。通过这样的设计，系统可以根据误差的大小来调整控制指令，从而实现对机械手更精确的控制。控制器根据所述控制量对控制指令进行修改，并进行控制操作。这种实时的修改和执行能够保证机械手在运动过程中始终保持在正确的路径上，从而实现对物体的精确操作。所述控制精度误差值的计算公式和所述控制量的计算公式都包含了一些可调整的参数，如控制参数K_P和控制阈值等。这些参数可以根据不同的应用场景和需求进行调整，使得系统具有更强的适应性和灵活性。通过收集实际位置数据并与预设位置数据进行比较，系统可以实现高精度的位置控制。同时，通过计算控制精度误差值并实时调整控制指令，系统还可以保持良好的稳定性，使得机械手在运动过程中不会出现大的振荡或者超调。所述控制系统可以完全自动化运行，无需人工干预。同时，由于包含了误差计算、阈值比较以及实时调整等环节，本系统具有一定的智能化特点，可以自动适应不同的工作环境和任务需求。所述控制系统具有可扩展性和灵活性。它可以适用于各种类型的机械手和物体，并根据不同的需求进行定制和扩展。例如，可以通过增加传感器节点或调整控制参数来优化系统的性能。通过计算控制精度误差值并实时调整控制指令，系统可以有效地减少机械手在运动过程中的碰撞和摩擦，提高系统的安全性能。此外，系统还具有故障检测和恢复功能，能够在发生故障时自动检测并恢复运行，保证系统的稳定性和可靠性。所述控制系统具有高效率的特点。它能够在短时间内完成精确的位置控制操作，从而提高了生产效率和质量。此外，由于系统的自动化和智能化特点，还可以减少人工干预和操作时间，进一步提高了生产效率。所述控制系统具有环保节能的特点。它可以实现低能耗的运行，减少能源的浪费。此外，系统还可以通过优化控制算法和减少不必要的操作来降低能源消耗，为环境保护做出贡献。

在一实施例中，在PLC控制器控制冲床下压对零件进行冲压之前，还包括：

通过设置在每个零件暂存位的接近开关判断零件是否被粘在模具上，如果判断零件暂存位上有零件存在，则发送冲床下压安全指令给PLC控制器。

本实施例中，为了防止模具下压返回后将零件粘在模具上，出现下一次再来零件后再次下压，导致模具损坏的情况，在冲床与冲床之间的零件暂存位增加一组接近开关，通过判断零件是否到零件暂存位，确定是否有零件粘在模具上了。

可以理解的是，正常情况下，接近开关能够有零件接近，当接近开关检测到没有零件接近时，可以机械手出现脱钩，或者零件粘贴在模具上，出现以上两种情况时，报警故障，冲床不会下压。待故障解除以后，再控制冲床下压。

在一实施例中，接收手摇脉冲发生器对伺服电机的第一调节信号，由第一调节信号通过控制伺服驱动器对伺服电机进行粗调；

接收触摸屏通过PLC控制器传送的对伺服电机的第二调节信号；由第二调节信号通过控制伺服驱动器对伺服电机进行精调，以使伺服电机驱动机械手到达指定位置；第二调节信号为通过触摸屏输入的数字信号。

本实施例中，触摸屏与PLC控制器相连，通过PLC控制器传给运动控制器。触摸屏设置的位置数值输入给PLC控制器，由PLC控制器通过devicenet总线传给运动控制器，由运动控制器控制伺服电机驱动机械手移动到指定的位置。需要说明的是，以上的位置均指绝对位置。因为位置的设置是触摸屏通过PLC控制器传给运动控制器，PLC控制器传送给运动控制器的是数字信号。

手摇脉冲发生器发出的脉冲信号直接由运动控制器接收。当PLC控制器向运动控制器发出手摇脉冲命令后，运动控制器根据手摇脉冲发生器发出的脉冲数驱动相应的伺服电机移动。

可以理解的是，使用手摇脉冲发生器对电机进行粗调，并在触摸屏上显示电机目前的位置。通过触摸屏输入第二调节信号进行精调，由于触摸屏与PLC控制器连接，PLC控制器将触摸屏上输入的第二调节信号传送给运动控制器，由运动控制器控制电机到达指定位置。

本发明另一方面提供一种基于PLC的伺服运动控制系统，系统包括：

指令接收模块201，用于接收PLC控制器发送的伺服运动指令；

数据缓存模块202，用于将指令写入缓存器以缓存，复位计数器并启动自计数；

计数复位模块203，用于使用竞争方式执行第一操作与第二操作：其中，第一操作包括：当计数器计数达到预设周期阈值时，读取缓存器已缓存的指令，封装于一帧数据中，并复位计数器；第二操作包括：当缓存器中缓存的指令个数达到预设个数阈值，读取缓存器已缓存的指令，封装于一帧数据中，并复位计数器；发送一帧数据；

数据初始化模块204，用于根据一帧数据控制所有机械手初始化到横向工作点；

信号发送模块205，用于向PLC控制器发送所有机械手初始化完成的反馈信号；

指令驱动模块206，用于接收PLC控制器发送的控制机械手在滑道上移动零件的指令，并通过插补指令控制伺服驱动器驱动机械手进行工作；

指令执行模块207，用于当机械手完成零件运送偏离滑道后，发送完成指令给PLC控制器；PLC控制器控制冲床下压对零件进行冲压；至此完成一个周期的运动，以此循环。

本实施例中，本系统的执行方式与方法步骤相同，在此不再重复阐述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于PLC的伺服运动控制方法，其特征在于，所述方法包括：

接收PLC控制器发送的伺服运动指令；

将所述指令写入缓存器以缓存，复位计数器并启动自计数；

使用竞争方式执行第一操作与第二操作：其中，所述第一操作包括：当所述计数器计数达到预设周期阈值时，读取所述缓存器已缓存的指令，封装于一帧数据中，并复位计数器；所述第二操作包括：当所述缓存器中缓存的指令个数达到预设个数阈值，读取所述缓存器已缓存的指令，封装于一帧数据中，并复位计数器；发送所述一帧数据；

根据所述一帧数据控制所有机械手初始化到横向工作点；

向所述PLC控制器发送所有机械手初始化完成的反馈信号；

接收所述PLC控制器发送的控制机械手在滑道上移动零件的指令，并通过插补指令控制伺服驱动器驱动所述机械手进行工作；

当所述机械手完成零件运送偏离滑道后，发送完成指令给所述PLC控制器；所述PLC控制器控制冲床下压对所述零件进行冲压；至此完成一个周期的运动，以此循环。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述指令写入缓存器以缓存，复位计数器并启动自计数，包括：

当将所述指令写入缓存器使得所述缓存器的缓存状态由空变为非空时，使所述缓存器的empty端口由高电平变为低电平；其中，所述缓存器的缓存状态为空时，empty端口为高电平，计数器保持复位状态；检测到所述empty端口由高电平变为低电平，计数器解除复位并启动自计数；当将所述指令写入缓存器使得所述缓存器中的缓存指令发生变化，则复位计数器。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述指令写入缓存器以缓存，复位计数器并启动自计数，包括：将所述指令写入缓存器时，使所述缓存器的写入计数信号变化；检测到所述缓存器的写入计数信号变化时，复位计数器并启动自计数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述读取所述缓存器已缓存的指令，及所述并复位计数器，包括：

读取所述缓存器已缓存的指令时，使所述缓存器的读取计数信号变化；检测到所述缓存器的读取计数信号变化时，复位计数器。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述读取所述缓存器已缓存的指令，及所述并复位计数器，包括：

读取所述缓存器已缓存的指令时，使所述缓存器缓存状态为空，从而使所述缓存器的empty端口为高电平；检测到所述empty端口为高电平时，复位计数器。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据一帧数据控制所有机械手初始化到横向工作点，具体包括：

依次控制每一个所述机械手横向复位到横向机械原点；

控制所有机械手同时纵向统一复位到纵向机械原点；

控制所有机械手同时横向统一移动到横向工作点。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过控制伺服驱动器驱动所述机械手进行工作，具体为：

采用插补指令控制所述伺服驱动器驱动所述机械手先沿纵向移动到纵向工作点，所有机械手同步进入模具卡住零件，立即采用插补指令控制所述伺服驱动器驱动所述机械手横向在滑道上同步平移零件，所述零件平移到位后所有机械手同步退出模具。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述PLC控制器控制冲床下压对所述零件进行冲压之前，还包括：

通过设置在每个所述零件暂存位的接近开关判断零件是否被粘在模具上，如果判断所述零件暂存位上有零件存在，则发送冲床下压安全指令给所述PLC控制器。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

接收手摇脉冲发生器对伺服电机的第一调节信号，由所述第一调节信号通过控制伺服驱动器对伺服电机进行粗调；

接收触摸屏通过所述PLC控制器传送的对所述伺服电机的第二调节信号；由所述第二调节信号通过控制伺服驱动器对伺服电机进行精调，以使伺服电机驱动机械手到达指定位置；所述第二调节信号为通过触摸屏输入的数字信号。

10.一种基于PLC的伺服运动控制系统，其特征在于，所述系统包括：

指令接收模块，用于接收PLC控制器发送的伺服运动指令；

数据缓存模块，用于将所述指令写入缓存器以缓存，复位计数器并启动自计数；

计数复位模块，用于使用竞争方式执行第一操作与第二操作：其中，所述第一操作包括：当所述计数器计数达到预设周期阈值时，读取所述缓存器已缓存的指令，封装于一帧数据中，并复位计数器；所述第二操作包括：当所述缓存器中缓存的指令个数达到预设个数阈值，读取所述缓存器已缓存的指令，封装于一帧数据中，并复位计数器；发送所述一帧数据；

数据初始化模块，用于根据所述一帧数据控制所有机械手初始化到横向工作点；

信号发送模块，用于向所述PLC控制器发送所有机械手初始化完成的反馈信号；

指令驱动模块，用于接收所述PLC控制器发送的控制机械手在滑道上移动零件的指令，并通过插补指令控制伺服驱动器驱动所述机械手进行工作；

指令执行模块，用于当所述机械手完成零件运送偏离滑道后，发送完成指令给所述PLC控制器；所述PLC控制器控制冲床下压对所述零件进行冲压；至此完成一个周期的运动，以此循环。