CN104617824A - 双伺服电机同步的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双伺服电机同步的控制方法及系统，其方法包括：S1：一路轴控端口输出控制信号；S2：第一驱动器接收控制信号并形成第一驱动信号，第一伺服电机据第一驱动信号进行运动；S3：第一编码器据第一伺服电机的运动情况生成第一反馈信号；S4：第一驱动器接收并按第一预设比例处理第一反馈信号，形成并输出第一位置反馈输出信号；S5：第二驱动器接收并按照第二预设比例处理第一位置反馈输出信号，形成并输出第二驱动信号；S6：第二伺服电机据第二驱动信号进行运动。其系统包括一路轴控端口、第一驱动器、第一伺服电机、第一编码器、第二驱动器、第二伺服电机。有益效果：一路轴控端口可控制双伺服电机的同步，可降低成本。

Description

双伺服电机同步的控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电机同步的控制方法及系统，尤其涉及一种双伺服电机同步的控制方法及系统。

背景技术

在机器运动控制应用中，需要电子齿轮或龙门同步的场合较多，而这主要是通过双伺服电机同步来实现(或者更多的伺服电机同步)。双伺服电机同步主要是通过控制卡来实现的：控制卡上有两个轴控端口，一个伺服电机与一个轴控端口相连，另一个伺服电机与另一个轴孔端口相连，通过控制卡来实现这两个伺服电机的同步。由此可见，现有技术在控制双伺服电机同步时，一个轴控端口只能控制一个伺服电机。

另一方面，在一些高精密的运动控制中(例如定位精度为几个或者几十个微米)，为了进行双伺服电机同步就需要高端的运动控制卡，但如果选用高端的运动控制卡，由于高端的运动控制卡的成本较高，这样就造成设备总价较高。在一些非高精密的运动控制中(例如定位精度为几百微米)，高端的运动控制卡当然可以使用，只是成本过高，同时此时高端的运动控制卡也有点“大材小用”的作用。这样，在非高精密的运动控制中，需要一种高性价比的控制方式，既可以实现上述功能，又可以很好的控制成本。

综上，现有技术中的双伺服电机同步的控制方法及系统存在以下缺陷：一个轴控端口只能控制一个伺服电机、在一些非高精密的运动控制中选用高端运动控制卡容易造成设备成本过高。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一在于，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种一个轴控端口可以控制两个伺服电机、能够降低成本的双伺服电机同步的控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种双伺服电机同步的控制方法，包括以下步骤：

S1：一路轴控端口输出控制信号；

S2：第一驱动器接收所述控制信号并相应形成第一驱动信号，第一伺服电机根据所述第一驱动信号进行运动；

S3：第一编码器根据所述第一伺服电机的运动情况生成第一反馈信号；

S4：所述第一驱动器接收并按第一预设比例处理所述第一反馈信号，形成并输出第一位置反馈输出信号；

S5：第二驱动器接收并按照第二预设比例处理所述第一位置反馈输出信号，形成并输出第二驱动信号；

S6：第二伺服电机根据所述第二驱动信号进行运动，使得所述第一伺服电机和所述第二伺服电机按照所述第一预设比例和所述第二预设比例的乘积进行同步运动。

在本发明所述的双伺服电机同步的控制方法中，所述步骤S1中，由控制卡中的一路轴控端口输出控制信号。

在本发明所述的双伺服电机同步的控制方法中，所述步骤S3中，所述第一编码器和所述第一伺服电机相连接，所述第一编码器根据所述第一伺服电机在所述步骤S2中的运动情况相应地生成所述第一反馈信号。

在本发明所述的双伺服电机同步的控制方法中，所述步骤S4中，所述第一预设比例预存储于所述第一驱动器中。

在本发明所述的双伺服电机同步的控制方法中，所述步骤S5中，所述第二预设比例预存储于所述第二驱动器中。

在本发明所述的双伺服电机同步的控制方法中，所述步骤S5中：所述第二驱动器接收并按照所述第二预设比例处理所述第一位置反馈输出信号，形成并输出所述第二驱动信号；同时，所述轴控端口接收所述第一位置反馈输出信号。

在本发明所述的双伺服电机同步的控制方法中，所述步骤S6之后还包括S7：第二编码器根据所述第二伺服电机的运动情况生成第二反馈信号。

在本发明所述的双伺服电机同步的控制方法中，所述步骤S7之后还包括S8：所述第二驱动器接收所述第二反馈信号。

本发明要解决的技术问题之二在于，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种一个轴控端口可以控制两个伺服电机、能够降低成本的双伺服电机同步的控制系统。

本发明解决其技术问题之二所采用的技术方案是提供一种双伺服电机同步的控制系统，包括

一路轴控端口：用于输出控制信号；

第一驱动器：用于接收所述控制信号并相应形成第一驱动信号；

第一伺服电机：其根据所述第一驱动信号进行运动；

第一编码器：用于根据所述第一伺服电机的运动情况生成第一反馈信号；所述第一驱动器接收并按第一预设比例处理所述第一反馈信号，形成并输出第一位置反馈输出信号；

第二驱动器：用于接收并按照第二预设比例处理所述第一位置反馈输出信号，形成并输出第二驱动信号

第二伺服电机：其根据所述第二驱动信号进行运动，使得所述第一伺服电机和所述第二伺服电机按照所述第一预设比例和所述第二预设比例的乘积进行同步运动。

在本发明所述的双伺服电机同步的控制系统中，所述双伺服电机同步的控制系统还包括第二编码器，所述第二编码器根据所述第二伺服电机的运动情况生成第二反馈信号，所述第二驱动器接收所述第二反馈信号。

实施本发明的双伺服电机同步的控制方法及系统，有益效果是：通过一路轴控端口可以控制两个伺服电机的同步，在一些非高精密的运动控制中通过采用本发明的控制方法及系统，可以降低成本。

附图说明

图1是本发明双伺服电机同步的控制方法实施例的流程图；

图2是本发明双伺服电机同步的控制系统实施例的结构框图；

图2中：

1-轴控端口；2-第一驱动器；3-第一伺服电机；4-第一编码器；5-第二驱动器；6-第二伺服电机；7-第二编码器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了实施例的一部分，其中描述了实现本发明可能采用的各种实施例。应明白，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明的范围和实质。

如图1所示，本实施例的双伺服电机同步的控制方法，包括以下步骤：

S1：一路轴控端口输出控制信号。进一步讲，由控制卡中的一路轴控端口输出控制信号；一路指一个，也即由一个轴控端口输出控制信号即可；当然，控制卡上面也可以有多路控制端口，例如两路、三路等；本实施例只用一路轴控端口就可以控制双伺服电机的同步，改变了以往一个轴控端口只能控制一个伺服电机的问题。

S2：第一驱动器接收控制信号并相应形成第一驱动信号，第一伺服电机根据第一驱动信号进行运动。进一步讲，第一驱动器接收控制信号，并形成第一伺服电机可识别的用于控制第一伺服电机的电压和电流的第一驱动信号；第一伺服电机根据第一驱动信号进行运动，例如正转、反转、一定转速等常见的运动方式；当然第一伺服电机还需连接电源。

S3：第一编码器根据第一伺服电机的运动情况生成第一反馈信号。进一步讲，第一编码器和第一伺服电机相连接，第一编码器根据第一伺服电机在步骤S2中的运动情况相应地生成第一反馈信号。第一反馈信号用于监测第一伺服电机的实时运动状况。

S4：第一驱动器接收并按第一预设比例处理第一反馈信号，形成并输出第一位置反馈输出信号。第一预设比例预存储于第一驱动器中。第一反馈信号为脉冲信号，按照第一预设比例，可以对第一反馈信号进行扩大、缩小或者维持不变，以形成第一位置反馈输出信号。例如第一预设比例为1:2，那么就对第一反馈信号进行2倍的扩大，以形成第一位置反馈输出信号；第一预设比例为2:1，那么就对第一反馈信号进行50％的缩小，以形成第一位置反馈输出信号；第一预设比例为1:1，那么就对第一反馈信号维持不变，以形成第一位置反馈输出信号。

S5：第二驱动器接收并按照第二预设比例处理第一位置反馈输出信号，形成并输出第二驱动信号。第二预设比例预存储于第二驱动器中。按照第二预设比例，可以对第一位置反馈输出信号进行扩大、缩小或者维持不变，以形成第二驱动信号。例如第二预设比例为1:2，那么就对第一位置反馈输出信号进行2倍的扩大，以形成第二驱动信号；第二预设比例为2:1，那么就对第一位置反馈输出信号进行50％的缩小，以形成第二驱动信号；第二预设比例为1:1，那么就对第一位置反馈输出信号维持不变，以形成第二驱动信号。

S6：第二伺服电机根据第二驱动信号进行运动，使得第一伺服电机和第二伺服电机按照第一预设比例和第二预设比例的乘积进行同步运动。例如，第一预设比例为1:2，第一预设比例为1:2，那么第一反馈信号为1，第二驱动信号为4(2与2的乘积)，第一反馈信号对应于第一伺服电机的运动情况，第二驱动信号用于控制第二伺服电机，第一伺服电机和第二伺服电机就按照1:4的比例进行同步运动。例如两者的转速比是1:4。

在一些实施例中，步骤S5中：第二驱动器接收并按照第二预设比例处理第一位置反馈输出信号，形成并输出第二驱动信号；同时，轴控端口接收第一位置反馈输出信号。也即第一位置反馈输出信号同时输出给轴控端口和第二驱动器。第一位置反馈输出信号输出给轴控端口，便于控制卡监测第一伺服电机的运动情况。其他与本实施例相同。

在一些实施例中，步骤S6之后还包括S7：第二编码器根据第二伺服电机的运动情况生成第二反馈信号。步骤S7之后还包括S8：第二驱动器接收第二反馈信号。其他与本实施例相同。

本实施例的双伺服电机同步的控制方法，主要是将第一伺服电机的第一编码器输出作为第二伺服电机的脉冲信号输入进行按比例进行控制。当然，在一些实施例中，也可以将第二伺服电机的第二编码器输出作为第三伺服电机的脉冲信号输入进行按比例进行控制，这样一路轴控端口就可以控制三个伺服电机的同步，具体实现方法与本实施例上述方法相同，即第二编码器以此连接第三驱动器、第三伺服电机、第三编码器，第三编码器再连接至第三驱动器。以此类推，这样可以实现一路轴控端口控制多个伺服电机的同步。

如图2所示，与上述方法相对应，本实施例的双伺服电机同步的控制系统，包括

一路轴控端口1：用于输出控制信号；一路指一个，也即由一个轴控端口输出控制信号即可；当然，控制卡上面也可以有多路控制端口，例如两路、三路等；本实施例只用一路轴控端口就可以控制双伺服电机的同步，改变了以往一个轴控端口只能控制一个伺服电机的问题；

第一驱动器2：用于接收控制信号并相应形成第一驱动信号；

第一伺服电机3：其根据第一驱动信号进行运动；进一步讲，第一驱动器2接收控制信号，并形成第一伺服电机3可识别的用于控制第一伺服电机3的电压和电流的第一驱动信号；第一伺服电机3根据第一驱动信号进行运动，例如正转、反转、一定转速等常见的运动方式；当然第一伺服电机3还需连接电源；

第一编码器4：用于根据第一伺服电机3的运动情况生成第一反馈信号；第一驱动器2接收并按第一预设比例处理第一反馈信号，形成并输出第一位置反馈输出信号；

第二驱动器5：用于接收并按照第二预设比例处理第一位置反馈输出信号，形成并输出第二驱动信号

第二伺服电机6：其根据第二驱动信号进行运动，使得第一伺服电机3和第二伺服电机6按照第一预设比例和第二预设比例的乘积进行同步运动。

第一预设比例预存储于第一驱动器2中。第一反馈信号为脉冲信号，按照第一预设比例，可以对第一反馈信号进行扩大、缩小或者维持不变，以形成第一位置反馈输出信号。例如第一预设比例为1:2，那么就对第一反馈信号进行2倍的扩大，以形成第一位置反馈输出信号；第一预设比例为2:1，那么就对第一反馈信号进行50％的缩小，以形成第一位置反馈输出信号；第一预设比例为1:1，那么就对第一反馈信号维持不变，以形成第一位置反馈输出信号。

第二预设比例预存储于第二驱动器5中。按照第二预设比例，可以对第一位置反馈输出信号进行扩大、缩小或者维持不变，以形成第二驱动信号。例如第二预设比例为1:2，那么就对第一位置反馈输出信号进行2倍的扩大，以形成第二驱动信号；第二预设比例为2:1，那么就对第一位置反馈输出信号进行50％的缩小，以形成第二驱动信号；第二预设比例为1:1，那么就对第一位置反馈输出信号维持不变，以形成第二驱动信号。

例如，第一预设比例为1:2，第一预设比例为1:2，那么第一反馈信号为1，第二驱动信号为4(2与2的乘积)，第一反馈信号对应于第一伺服电机3的运动情况，第二驱动信号用于控制第二伺服电机6，第一伺服电机3和第二伺服电机6就按照1:4的比例进行同步运动。例如两者的转速比是1:4。

双伺服电机同步的控制系统还包括第二编码器7，第二编码器7根据第二伺服电机6的运动情况生成第二反馈信号，第二驱动器5接收第二反馈信号。

具体连接情况是：一路轴控端口1、第一驱动器2、第一伺服电机3、第一编码器4依次连接，第一编码器4再连接至第一驱动器2；第一驱动器2、第二驱动器5、第二伺服电机6、第二编码器7依次连接，第二编码器7再连接至第二驱动器5。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双伺服电机同步的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：一路轴控端口输出控制信号；

S2：第一驱动器接收所述控制信号并相应形成第一驱动信号，第一伺服电机根据所述第一驱动信号进行运动；

S3：第一编码器根据所述第一伺服电机的运动情况生成第一反馈信号；

S4：所述第一驱动器接收并按第一预设比例处理所述第一反馈信号，形成并输出第一位置反馈输出信号；

S5：第二驱动器接收并按照第二预设比例处理所述第一位置反馈输出信号，形成并输出第二驱动信号；

S6：第二伺服电机根据所述第二驱动信号进行运动，使得所述第一伺服电机和所述第二伺服电机按照所述第一预设比例和所述第二预设比例的乘积进行同步运动。

2.根据权利要求1所述的双伺服电机同步的控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，由控制卡中的一路轴控端口输出控制信号。

3.根据权利要求1所述的双伺服电机同步的控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述第一编码器和所述第一伺服电机相连接，所述第一编码器根据所述第一伺服电机在所述步骤S2中的运动情况相应地生成所述第一反馈信号。

4.根据权利要求1所述的双伺服电机同步的控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述第一预设比例预存储于所述第一驱动器中。

5.根据权利要求1所述的双伺服电机同步的控制方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述第二预设比例预存储于所述第二驱动器中。

6.根据权利要求1所述的双伺服电机同步的控制方法，其特征在于，所述步骤S5中：所述第二驱动器接收并按照所述第二预设比例处理所述第一位置反馈输出信号，形成并输出所述第二驱动信号；同时，所述轴控端口接收所述第一位置反馈输出信号。

7.根据权利要求1所述的双伺服电机同步的控制方法，其特征在于，所述步骤S6之后还包括S7：第二编码器根据所述第二伺服电机的运动情况生成第二反馈信号。

8.根据权利要求7所述的双伺服电机同步的控制方法，其特征在于，所述步骤S7之后还包括S8：所述第二驱动器接收所述第二反馈信号。

9.一种双伺服电机同步的控制系统，其特征在于，包括

一路轴控端口(1)：用于输出控制信号；

第一驱动器(2)：用于接收所述控制信号并相应形成第一驱动信号；

第一伺服电机(3)：其根据所述第一驱动信号进行运动；

第一编码器(4)：用于根据所述第一伺服电机(3)的运动情况生成第一反馈信号；所述第一驱动器(2)接收并按第一预设比例处理所述第一反馈信号，形成并输出第一位置反馈输出信号；

第二驱动器(5)：用于接收并按照第二预设比例处理所述第一位置反馈输出信号，形成并输出第二驱动信号

第二伺服电机(6)：其根据所述第二驱动信号进行运动，使得所述第一伺服电机(3)和所述第二伺服电机(6)按照所述第一预设比例和所述第二预设比例的乘积进行同步运动。

10.根据权利要求9所述的双伺服电机同步的控制系统，其特征在于，所述双伺服电机同步的控制系统还包括第二编码器(7)，所述第二编码器(7)根据所述第二伺服电机(6)的运动情况生成第二反馈信号，所述第二驱动器(5)接收所述第二反馈信号。