CN116048143A

CN116048143A - 转台旋转精度补偿方法及系统

Info

Publication number: CN116048143A
Application number: CN202211541069.6A
Authority: CN
Inventors: 沈晓舟
Original assignee: Zhejiang Daohe Machinery Co ltd
Current assignee: Zhejiang Daohe Machinery Co ltd
Priority date: 2022-12-02
Filing date: 2022-12-02
Publication date: 2023-05-02

Abstract

本发明公开了一种转台旋转精度补偿方法及系统，包括：确定原点校正周期为

；获取旋转台的转盘旋转时从侧方某一静止位置测得的表征信息；当表征信息变化，基于时间参数和原点，计算转盘的真实转速

；补偿校正，其包括：获取旋转台的控制参数；识别，查找预设的数据库，调用匹配控制参数的设定转速

；若识别人工录入信息，表示当前加工精度需求为圈数精度类，则：当设定转速

＞真实转速

，则计算待追加转动量

，

；计算追加时间

，

；以

更新控制参数匹配的停机时间；当设定转速

＜真实转速

，则计算待减少转动量

，

；计算待减少时间

，

；以

更新控制参数匹配的停机时间。本申请具有改善旋转台的控制精度的效果。

Description

转台旋转精度补偿方法及系统

技术领域

本申请涉及旋转台控制技术领域，尤其是涉及一种转台旋转精度补偿方法及系统。

背景技术

旋转台，是一种将电机的旋转运动转化为台面旋转运动的装置。

受加工精度要求的提高，需要对旋转台的旋转精度进行改善；然而，目前，对旋转台的精度控制依赖于传统的伺服电机控制方法，比如：

伺服电机设闭环负反馈PID调节系统，一种电流环，此环在伺服驱动器内部进行，通过霍尔装置检测驱动器给电机的各相的输出电流，负反馈给电流的设定进行PID调节。

一种，设速度环，以输出轴的编码器检测电机的转速，通过编码器的信号来进行负反馈PID调节，它的环内PID输出直接就是电流环的设定，所以速度环控制时就包含了速度环和电流环，换句话说任何模式都必须使用电流环，电流环是控制的根本，在速度和位置控制的同时系统实际也在进行电流（转矩）的控制以达到对速度和位置的相应控制。

针对上述中的相关技术，发明人认为：旋转台的转盘与电机之间的传动精度误差和磨损均对转盘的实际转动量是否符合设定值有影响，因此本申请提出一种新的技术方案。

发明内容

为了改善旋转台的控制精度，本申请提供一种转台旋转精度补偿方法及系统。

第一方面，本申请提供一种转台旋转精度补偿方法，采用如下的技术方案：

一种转台旋转精度补偿方法，包括：

Q11、校正周期确定，其包括：

获取人工录入信息，并识别其中的校正周期更改指令；

根据校正周期更改指令，确定原点校正周期为；

Q12、定义转盘的原点，其包括：

获取旋转台的转盘旋转时从侧方某一静止位置测得的表征信息；

获取人工录入信息，并识别其中的原点定义指令；

根据原点定义指令，查找，确定某一表征信息为原点表征；

定义原点表征对应的转盘位置为转盘的原点；

Q2、真实转速计算，其包括：

当表征信息变化，基于时间参数和原点，计算转盘的真实转速；

Q3、补偿校正，其包括：

获取旋转台的控制参数；

识别，查找预设的数据库，调用匹配控制参数的设定转速；

若识别人工录入信息，表示当前加工精度需求为圈数精度类，则：

当设定转速＞真实转速，则计算待追加转动量，；计算追加时间，；以更新控制参数匹配的停机时间；

当设定转速＜真实转速，则计算待减少转动量，；计算待减少时间，；以更新控制参数匹配的停机时间。

可选的，包括：

假定设定转动量为，则计算设定转动时间，；

记录电机动作开始时间，并赋值给；

令电机动作中止时间为，；

以或更新，且历个周期累计。

可选的，还包括：所述Q3、补偿校正，其还包括：

若识别人工录入信息，表示当前加工精度需求为转速精度类，且≠，则执行预设的原点追平逻辑，且结果用于校正旋转台的电机的速度环。

可选的，所述原点追平逻辑，其包括：

获取旋转台的电机的编码器输出的脉冲数，且统计校正周期下的脉冲数；

计算校正周期下的转盘真实的转动圈数，，且计算转盘的真实单圈脉冲数，；

计算校正周期下的转盘设定的转动圈数，，且，计算转盘的设定单圈脉冲数，；

计算转盘单圈脉冲补偿量，；

以脉冲补偿量校正旋转台的速度坏。

可选的，所述以脉冲补偿量校正旋转台的速度坏，其包括：

获取电机输出轴转动一圈对应的编码器脉冲数；

计算转盘转动一圈时的电机输出轴转动圈数，；

计算电机输出轴单圈脉冲补偿量，；

以更新编码器脉冲数，且；其中，为新的编码器脉冲数；

定义电机速度环处理过程中编码器脉冲数为时，电机输出轴转动一圈。

可选的，Q4、编码器自检，其包括：

当设定转速=真实转速，统计校正周期下的脉冲数；

令，且求电机输出轴转动圈数；

判断电机输出轴转动圈数是否符合预设标准值，如果是，则自检通过，如果否，则输出编码器异常提示信息，且中止执行原点追平逻辑。

第二方面，本申请提供一种转台旋转精度补偿系统，采用如下的技术方案：

一种转台旋转精度补偿系统，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如上述中任一种转台旋转精度补偿方法的计算机程序。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1）、在加工需求为圈数精度类时，可以基于转盘真实转速分析计算电机需要追加或减少的时间，进行补偿，由此保证实际转动圈数和需求圈数相同；

2）、在加工需求为转速精度类时，可以基于转盘真实转速和对应电机编码器输出的脉冲数，分析计算需要补偿的脉冲偏差，利用其校正电机的速度环，由此保证旋转台的精度。

附图说明

图1是本申请的架构示意图。

具体实施方式

以下结合附图1对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种转台旋转精度补偿方法。

参照图1，转台旋转精度补偿方法包括：

Q11、校正周期确定；

Q12、定义转盘的原点；

Q2、真实转速计算；以及，

Q3、补偿校正。

可以理解的是，本方法以对应的计算机程序实现，因此上述各步的序号并非严格的步骤顺序，在计算机中可以存在并行，具体以各环节的因果逻辑确定。

关于Q11、校正周期确定，其包括：

获取人工录入信息，并识别其中的校正周期更改指令；

根据校正周期更改指令，确定原点校正周期为。

其中，人工录入信息，即用户或权限管理员主动输入的交互信息，包括各类控制指令。在本实施例中，旋转台（转台）的电机校正周期并非固定，而是可以由用户根据实际精度需求进行调节，校正周期越短，则旋转台的精度越高。

上述校正周期更改指令，具体可由更新代码+时间值组成。

关于Q12、定义转盘的原点，其包括：

获取人工录入信息，并识别其中的原点定义指令；

根据原点定义指令，查找，确定某一表征信息为原点表征；

定义原点表征对应的转盘位置为转盘的原点。

根据上述可知，本方法实施的一个前置条件是连续获取表征信息；该环节的实现方式可以是：

于转盘的侧部径向开设通孔；在转盘侧方，安装激光传感器且令探测端面向转盘的侧部，做径向探测。在上述布置下，可根据激光传感器的反馈得到转盘的表征信息，且此时可使用通孔位置原点位置。

以上仅为某一种转盘表征信息的获取方式，任意其他可得转盘连续表征信息，满足使用需求的均可；本申请侧重于对表征信息、原点进行利用。

关于Q2、真实转速计算，其包括：

当表征信息变化，基于时间参数和原点，计算转盘的真实转速。

具体地：

当表征信息为原点表征，即该时刻为原点时刻；相邻两次原点时刻之间的时间差，即转盘转动一圈的实际用时，即转盘多长时间转动一圈；此时，以1s为单位时长，代入计算，可得转盘的转速，单位为r/s；其中，r为圈数。

关于Q3、补偿校正，其包括：

获取旋转台的控制参数；

识别，查找预设的数据库，调用匹配控制参数的设定转速。

可以理解的是，诸如旋转台、伺服电机等一类高精度设备，供应商有提供控制参数对应的数据映射关系，以帮助用户实现自动化控制，其可以看做是额定电压、额定功率一类的设计理论值。

在上述前提下，本申请有两种精度调节路径；第一种，若识别人工录入信息，表示当前加工精度需求为圈数精度类，即当前旋转台要求转动的圈数与用户预期所需圈数相同，则：

当设定转速＞真实转速，则计算待追加转动量，；计算追加时间，；以更新控制参数匹配的停机时间；即，当真实转速过慢时，旋转台的电机停机时间根据计算的追加时间进行延长，保证真实转动圈数达到要求。

当设定转速＜真实转速，则计算待减少转动量，；计算待减少时间，；以更新控制参数匹配的停机时间，即当真实转速过快时，旋转台的电机停机时间根据计算的减少时间进行提前，保证真实转动圈数达到要求。

关于电机的停止时间控制，在本申请的一个实施例中：

假定设定转动量为（控制量），则计算设定转动时间，；

记录电机动作开始时间，并赋值给；

令电机动作中止时间为，，此时为理论停机时间。

由此，以或更新（±），且历个周期累计，即可得到准确的电机停机时间，达到更高精度的旋转要求。

本申请有另一种精度调节路径：若识别人工录入信息，表示当前加工精度需求为转速精度类，且≠，则执行预设的原点追平逻辑，且结果用于校正旋转台的电机的速度环。

可以理解的是上述速度环，即背景技术阐述的通过编码器的信号来进行负反馈PID调节，其为现有技术，不再赘述，以下主要阐述如果对速度环中涉及的相关参数做校正—可以认为是编码器的反馈响应调节。

关于上述原点追平逻辑，其包括：

获取旋转台的电机的编码器输出的脉冲数，且统计校正周期下的脉冲数。

可以理解的是，本申请中的电机旋转编码器的输出是脉冲信号，如转动一圈输出1024个脉冲信号，而旋转编码器与电机输出轴随动；因此，上述脉冲数，即体现校正周期内电机输出轴的转动量，且该值是加入了各级传动误差的结果值。

本申请的一个特点是不必具体分析误差的来源有几个，各个单独的误差又是多少，直接以结果回溯校正，减少了实现难度，诸如不必再分析电机的各个相，各相波形等。

在上述基础上，计算校正周期下的转盘真实的转动圈数，，且计算转盘的真实单圈脉冲数，；

计算转盘单圈脉冲补偿量，；

以脉冲补偿量校正旋转台的速度坏。

关于以脉冲补偿量校正旋转台的速度坏，其包括：

获取电机输出轴转动一圈对应的编码器脉冲数；

计算转盘转动一圈时的电机输出轴转动圈数，；其中，转动圈数类比前述转盘的转动圈数；在其匹配的旋转编码器无故障的前提下，可直接以旋转编码器的反馈计算得到。

计算电机输出轴单圈脉冲补偿量，；

以更新编码器脉冲数，且；其中，为新的编码器脉冲数；

即，假定原来速度环的时候，1024个脉冲就认为电机输出轴转了一圈；而在上述方案下，将数据映射关系调整，1024个脉冲的时候不再认为电机转动一圈，而是1024+时，才认为电机转了一圈，由此改变1024脉冲为一圈前提下电机的速度环，改变电机各相电流的最终响应控制。

在本申请的一个实施例中，本方法还包括：Q4、编码器自检，其包括：

当设定转速=真实转速，统计校正周期下的脉冲数；

令，且求电机输出轴转动圈数；

因为本申请的第二种精度调节路径对编码器的依赖较大，所以若不对编码器自检，故障下执行容易导致旋转台转动失控。在前述前提下，校正后，实际可以认为重新建立了控制参数、转速的数据映射关系，因此可以认为校正后，即设定转速=真实转速，因此编码器的自检对应伴随，效果更佳。

本申请实施例还公开一种转台旋转精度补偿系统。

转台旋转精度补偿系统包括存储器和处理器，其中，存储器上存储有能够被处理器加载并执行如上述中任一种转台旋转精度补偿方法的计算机程序。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种转台旋转精度补偿方法，其特征在于，包括：

Q11、校正周期确定，其包括：

获取人工录入信息，并识别其中的校正周期更改指令；

根据校正周期更改指令，确定原点校正周期为；

Q12、定义转盘的原点，其包括：

获取人工录入信息，并识别其中的原点定义指令；

根据原点定义指令，查找，确定某一表征信息为原点表征；

定义原点表征对应的转盘位置为转盘的原点；

Q2、真实转速计算，其包括：

Q3、补偿校正，其包括：

获取旋转台的控制参数；

识别，查找预设的数据库，调用匹配控制参数的设定转速；

2.根据权利要求1所述的转台旋转精度补偿方法，其特征在于，包括：

假定设定转动量为，则计算设定转动时间，；

记录电机动作开始时间，并赋值给；

令电机动作中止时间为，；

以或更新，且历个周期累计。

3.根据权利要求1所述的转台旋转精度补偿方法，其特征在于，还包括：所述Q3、补偿校正，其还包括：

4.根据权利要求3所述的转台旋转精度补偿方法，其特征在于：所述原点追平逻辑，其包括：

计算转盘单圈脉冲补偿量，；

以脉冲补偿量校正旋转台的速度坏。

5.根据权利要求4所述的转台旋转精度补偿方法，其特征在于：所述以脉冲补偿量校正旋转台的速度坏，其包括：

获取电机输出轴转动一圈对应的编码器脉冲数；

计算转盘转动一圈时的电机输出轴转动圈数，；

计算电机输出轴单圈脉冲补偿量，；

以更新编码器脉冲数，且；其中，为新的编码器脉冲数；

6.根据权利要求1所述的转台旋转精度补偿方法，其特征在于，还包括：Q4、编码器自检，其包括：

当设定转速=真实转速，统计校正周期下的脉冲数；

令，且求电机输出轴转动圈数；

7.一种转台旋转精度补偿系统，其特征在于：包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至6中任一种转台旋转精度补偿方法的计算机程序。