一種軌跡的運(yùn)動控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種軌跡的運(yùn)動控制方法，所述方法包括：對軌跡圖形進(jìn)行處理，獲得第一參數(shù)，其中，所述第一參數(shù)為各簡單線條的參數(shù)；采用一虛擬軸對所述軌跡圖形進(jìn)行速度規(guī)劃，獲得第二參數(shù)，其中，所述第二參數(shù)為所述虛擬軸的速度；設(shè)定所述虛擬軸的脈沖當(dāng)量為第一預(yù)設(shè)脈沖當(dāng)量；基于所述虛擬軸和所述實(shí)際軸之間的位置關(guān)系獲得所述虛擬軸和所述實(shí)際驅(qū)動軸之間的電子齒輪比，其中，第三參數(shù)為所述電子齒輪比；基于所述第一參數(shù)和所述第三參數(shù)，所述實(shí)際驅(qū)動軸完成軌跡輸出，實(shí)現(xiàn)了能夠高效、低成本、低耗時(shí)的進(jìn)行軌跡控制的技術(shù)效果。
【專利說明】一種軌跡的運(yùn)動控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及運(yùn)動控制領(lǐng)域，尤其涉及一種軌跡的運(yùn)動控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，制造業(yè)也在不斷的發(fā)展，尤其是先進(jìn)的控制技術(shù)對制造業(yè)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，通過合理有效的運(yùn)動控制可以減少機(jī)床加工不合格產(chǎn)品的產(chǎn)生，可以有效的提升生產(chǎn)效率、技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量，降低能源資源消耗，實(shí)現(xiàn)制造過程的智能化和綠色化發(fā)展。
[0003]為了提高加工的質(zhì)量就需要對加工進(jìn)行控制，尤其是需要對加工軌跡進(jìn)行控制，現(xiàn)有技術(shù)中對于加工軌跡的處理一般流程是上位機(jī)對軌跡圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，并結(jié)合相關(guān)工藝和限制條件對軌跡進(jìn)行速度規(guī)劃，常用的速度規(guī)劃方式有T型加減速，又稱直線型加減速，和S形速度加減。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中一般是在對圖形的解析和運(yùn)動規(guī)劃時(shí)對運(yùn)動進(jìn)行拆分，例如圖3所示的軌跡，該直線需要X軸和Y軸共同輸出，在進(jìn)行運(yùn)動規(guī)劃和輸出時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)一般會將軌跡根據(jù)X驅(qū)動和Y驅(qū)動的進(jìn)行分解，其最終的速度規(guī)劃是得到X驅(qū)動和Y驅(qū)動在軌跡各個(gè)位置的速度。
[0005]這種拆分導(dǎo)致加工過程數(shù)據(jù)量增大，例如一個(gè)圓拆分后輸出數(shù)據(jù)量將增加幾十倍，而且圓半徑越大數(shù)據(jù)量也即越大；由于產(chǎn)生的加工數(shù)據(jù)量增大，單位時(shí)間內(nèi)控制器需要消耗更多的時(shí)間用以與應(yīng)用軟件通訊獲取加工數(shù)據(jù)，這導(dǎo)致控制器負(fù)載增大；另外為保證各驅(qū)動軸間的同步性對通訊、控制器性能有更高的要求。
[0006]綜上所述，本申請發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本申請實(shí)施例中發(fā)明技術(shù)方案的過程中，發(fā)現(xiàn)上述技術(shù)至少存在如下技術(shù)問題:
在現(xiàn)有技術(shù)中，由于現(xiàn)有技術(shù)中對于加工軌跡的處理采用的是對運(yùn)動進(jìn)行拆分，而拆分導(dǎo)致加工過程數(shù)據(jù)量增大，進(jìn)而導(dǎo)致控制器負(fù)載增大，并且為了保證各驅(qū)動軸間的同步性對通訊、控制器性能有更高的要求，所以現(xiàn)有的軌跡控制方法存在效率低、成本高、耗時(shí)量大的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本申請?zhí)峁┝艘环N軌跡的運(yùn)動控制方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中現(xiàn)有的軌跡控制方法存在效率低、成本高、耗時(shí)量大的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了能夠高效、低成本、低耗時(shí)的進(jìn)行軌跡控制的技術(shù)效果。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┝艘环N軌跡的運(yùn)動控制方法，所述方法包括:
對軌跡圖形進(jìn)行處理，獲得第一參數(shù)，其中，所述第一參數(shù)為各簡單線條的參數(shù)；
采用一虛擬軸對所述軌跡圖形進(jìn)行速度規(guī)劃，獲得第二參數(shù)，其中，所述第二參數(shù)為所
述虛擬軸的速度；
設(shè)定所述虛擬軸的脈沖當(dāng)量為第一預(yù)設(shè)脈沖當(dāng)量；基于所述虛擬軸和所述實(shí)際軸之間的位置關(guān)系獲得所述虛擬軸和所述實(shí)際驅(qū)動軸之間的電子齒輪比，其中，第三參數(shù)為所述電子齒輪比；
基于所述第一參數(shù)和所述第三參數(shù)，所述實(shí)際驅(qū)動軸完成軌跡輸出。
[0009]進(jìn)一步的，所述對軌跡圖形進(jìn)行處理，獲得第一參數(shù)，具體為:設(shè)備處理器對軌跡圖形進(jìn)行解析，獲得各簡單線條的起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)、矢量長度和各簡單線條在設(shè)備設(shè)定坐標(biāo)體系中各個(gè)坐標(biāo)軸上的分量。
[0010]進(jìn)一步的，所述各簡單線條在設(shè)備設(shè)定坐標(biāo)體系中各個(gè)坐標(biāo)軸上的分量具體為:對于直線為所述直線在設(shè)備設(shè)定坐標(biāo)體系中各個(gè)坐標(biāo)軸上的分量；對于圓弧和其他曲線為擬合構(gòu)成該曲線的各微線段在設(shè)備設(shè)定坐標(biāo)體系中各個(gè)坐標(biāo)軸上的分量，其中，所述分量表示輸出該簡單線條各個(gè)坐標(biāo)軸的實(shí)際驅(qū)動軸需要輸出的脈沖數(shù)。
[0011]進(jìn)一步的，采用一虛擬軸對所述軌跡圖形進(jìn)行速度規(guī)劃時(shí)考慮的約束條件包括所述實(shí)際驅(qū)動軸的約束條件
進(jìn)一步的，所述第一預(yù)設(shè)脈沖當(dāng)量小于或等于所述實(shí)際驅(qū)動軸脈沖當(dāng)量的最小值，所述第一預(yù)設(shè)脈沖當(dāng)量大小的取值范圍為:實(shí)際驅(qū)動軸的脈沖當(dāng)量中最小值的10%-100%。
[0012]進(jìn)一步的，所述虛擬軸和所述實(shí)際驅(qū)動軸之間的電子齒輪比等于所述實(shí)際驅(qū)動軸待輸出的脈沖數(shù)/所述虛擬軸待輸出的脈沖數(shù)，其中，所述虛擬軸待輸出的脈沖數(shù)等于簡單線條的矢量長度/設(shè)定的虛擬軸脈沖當(dāng)量。
[0013]進(jìn)一步的，所述軌跡輸出過程為:當(dāng)軌跡從第一簡單線條過渡到第二簡單線條時(shí)，在所述第一簡單線條的終點(diǎn)或所述第二簡單線條的起點(diǎn)將第一電子齒輪比切換為第二電子齒輪比，其中，所述實(shí)際驅(qū)動軸速度等=所述虛擬軸速度乘以所述實(shí)際驅(qū)動軸同所述虛擬軸的電子齒輪比。
`[0014]進(jìn)一步的，所述設(shè)備處理器通過對脈沖數(shù)的控制實(shí)現(xiàn)對速度的輸出，在所述實(shí)際驅(qū)動軸速度輸出時(shí)，所述實(shí)際驅(qū)動軸輸出脈沖數(shù)等于所述虛擬軸輸出脈沖數(shù)乘以所述實(shí)際驅(qū)動軸同所述虛擬軸的電子齒輪比。
[0015]進(jìn)一步的，所述實(shí)際驅(qū)動軸的脈沖控制方法具體包括:
步驟1:獲得所述虛擬軸脈沖數(shù)，并計(jì)算所述實(shí)際驅(qū)動軸脈沖數(shù)，所述實(shí)際驅(qū)動軸輸出脈沖數(shù)等于所述虛擬軸輸出脈沖數(shù)乘以所述實(shí)際驅(qū)動軸同所述虛擬軸的電子齒輪比；
步驟2:在設(shè)備處理器中設(shè)置第一寄存器，存儲虛擬軸脈沖數(shù)A ;設(shè)置第二寄存器，存儲虛擬軸脈沖數(shù)B ;設(shè)置第三寄存器，存儲數(shù)據(jù)C為0 ;
步驟3:當(dāng)所述虛擬軸脈沖有效時(shí)，C=C+B，所述有效為下降沿或上升沿；
步驟4:比較C與A的大小，如果C>A，所述實(shí)際驅(qū)動軸輸出，且C=C-A ;如果C≤A，所述實(shí)際軸不輸出，所述虛擬軸繼續(xù)輸出；
步驟5:重復(fù)步驟3和步驟4直至所述虛線軸輸出完畢。
[0016]本申請實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn):在本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案中，由于采用了首先對軌跡圖形進(jìn)行處理，獲得第一參數(shù)，其
中，所述第一參數(shù)為各簡單線條的參數(shù)；然后采用一虛擬軸對所述軌跡圖形進(jìn)行速度規(guī)劃，獲得第二參數(shù)，其中，所述第二參數(shù)為所述虛擬軸的速度；然后設(shè)定所述虛擬軸的脈沖當(dāng)量為第一預(yù)設(shè)脈沖當(dāng)量；然后基于所述虛擬軸和所述實(shí)際軸之間的位置關(guān)系獲得所述虛擬軸和所述實(shí)際驅(qū)動軸之間的電子齒輪比，其中，第三參數(shù)為所述電子齒輪比；然后基于所述第一參數(shù)和所述第三參數(shù)，所述實(shí)際驅(qū)動軸完成軌跡輸出的技術(shù)方案，即引入虛擬軸的概念用于連續(xù)的軌跡的運(yùn)動控制，所以，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中軌跡控制方法存在效率低、成本高、耗時(shí)量大的技術(shù)問題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了能夠高效、低成本、低耗時(shí)的進(jìn)行軌跡控制的技術(shù)效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本申請實(shí)施例一中軌跡的運(yùn)動控制方法的流程圖；
圖2為本申請實(shí)施例一中軌跡的示意圖；
圖3為本申請實(shí)施例一中軌跡由虛擬軸進(jìn)行驅(qū)動后的示意圖；
圖4為本申請實(shí)施例一中虛擬軸的速度規(guī)劃示意圖；
圖5為本申請實(shí)施例一中包括兩條線段的軌跡示意圖；
圖6為本申請實(shí)施例一中虛擬軸與實(shí)際驅(qū)動軸的脈沖示意圖；
圖7為本申請實(shí)施例一中處理后虛擬軸與實(shí)際驅(qū)動軸的脈沖示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本申請實(shí)施例通過提供一種軌跡的運(yùn)動控制方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中現(xiàn)有的軌跡控制方法存在效率低、成本高、耗時(shí)量大的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了能夠高效、低成本、低耗時(shí)的進(jìn)行軌跡控制的技術(shù)效果。
[0019]為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實(shí)施方式對上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0020]實(shí)施例一
請參考圖1，在實(shí)施例一中，提供了 一種軌跡的運(yùn)動控制方法，在實(shí)際應(yīng)用中，所述軌跡的運(yùn)動控制方法可以應(yīng)用于激光切割機(jī)、點(diǎn)膠機(jī)、3D打印機(jī)等，本申請不做具體限制，請參考圖1-圖7，所述方法包括:
S10，對軌跡圖形進(jìn)行處理，獲得第一參數(shù)，其中，所述第一參數(shù)為各簡單線條的參數(shù)。
[0021]其中，在本申請實(shí)施例中，所述對軌跡圖形進(jìn)行處理，獲得第一參數(shù)，具體為:設(shè)備處理器對軌跡圖形進(jìn)行解析，獲得各簡單線條的起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)、矢量長度和各簡單線條在設(shè)備設(shè)定坐標(biāo)體系中各個(gè)坐標(biāo)軸上的分量。
[0022]其中，在本申請實(shí)施例中，所述各簡單線條在設(shè)備設(shè)定坐標(biāo)體系中各個(gè)坐標(biāo)軸上的分量具體為:對于直線為所述直線在設(shè)備設(shè)定坐標(biāo)體系中各個(gè)坐標(biāo)軸上的分量；對于圓弧和其他曲線為擬合構(gòu)成該曲線的各微線段在設(shè)備設(shè)定坐標(biāo)體系中各個(gè)坐標(biāo)軸上的分量，其中，所述分量表示輸出該簡單線條各個(gè)坐標(biāo)軸的實(shí)際驅(qū)動軸需要輸出的脈沖數(shù)。
[0023]在實(shí)際應(yīng)用中，假設(shè)正在使用激光切割機(jī)進(jìn)行加工，待加工處理的軌跡圖形為一較復(fù)雜的平面圖形，這時(shí)設(shè)備處理器一般為激光切割機(jī)的上位機(jī)，激光切割機(jī)的上位機(jī)對軌跡圖形進(jìn)行解析，獲得各簡單線條參數(shù)，實(shí)際加工軌跡由直線、圓弧、其他曲線的簡單線條組成，通過上位機(jī)對軌跡進(jìn)行解析處理后可以獲得各個(gè)簡單線條的參數(shù)，包括起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)、矢量長度。還包括如下內(nèi)容:對于直線段獲得其在設(shè)備設(shè)定坐標(biāo)體系中各個(gè)坐標(biāo)軸上的分量；對于圓弧和其他曲線，通常是通過許多微線段進(jìn)行擬合獲得曲線，對此可以獲得擬合構(gòu)成該曲線的微線段在設(shè)備設(shè)定坐標(biāo)體系中各個(gè)坐標(biāo)軸上的分量。[0024]對于一臺特定的設(shè)備,其輸出軸是確定的，一般而言包括橫向輸出軸(X軸)，縱向輸出軸(Y軸)，垂直方向輸出軸(Z軸)，該設(shè)備在處理軌跡時(shí)也是根據(jù)其輸出軸情況設(shè)定坐標(biāo)體系，即包括橫向輸出軸(X軸)，縱向輸出軸(Y軸)，垂直方向輸出軸(Z軸)。對于一條軌跡，可以通過分解到各個(gè)輸出軸上。例如對于圖2，直線ab可以通過橫向輸出軸(X軸)，縱向輸出軸(Y軸)共同輸出。
[0025]在步驟S10之后，本申請實(shí)施例的方法便進(jìn)入步驟S20，即:采用一虛擬軸對所述軌跡圖形進(jìn)行速度規(guī)劃，獲得第二參數(shù)，其中，所述第二參數(shù)為所述虛擬軸的速度。
[0026]在實(shí)際應(yīng)用中，所述虛擬軸是設(shè)置在運(yùn)動控制系統(tǒng)中，可以直接完成對軌跡的輸出，而不需要對軌跡進(jìn)行分解，對于圖5，該虛擬軸，即可以實(shí)現(xiàn)對直線ab的直接輸出，也可以實(shí)現(xiàn)對直線be的輸出，不需要對軌跡進(jìn)行分解。在進(jìn)行速度規(guī)劃時(shí)先將軌跡視為由一根虛擬軸輸出進(jìn)行速度規(guī)劃，虛擬軸在進(jìn)行速度規(guī)劃時(shí)考慮的約束條件包括各個(gè)實(shí)際驅(qū)動軸的約束條件，如:最大允許速度等。
[0027]在步驟S20之后，本申請實(shí)施例的方法便進(jìn)入步驟S30，即:設(shè)定所述虛擬軸的脈沖當(dāng)量為第一預(yù)設(shè)脈沖當(dāng)量。
[0028]其中，在本申請實(shí)施例中，所述第一預(yù)設(shè)脈沖當(dāng)量小于或等于所述實(shí)際驅(qū)動軸脈沖當(dāng)量的最小值，所述第一預(yù)設(shè)脈沖當(dāng)量大小的取值范圍為:實(shí)際驅(qū)動軸的脈沖當(dāng)量中最小值的10%-100%。
[0029]在實(shí)際應(yīng)用中，對于虛擬軸，其設(shè)定的脈沖當(dāng)量應(yīng)小于各個(gè)實(shí)際驅(qū)動軸的脈沖當(dāng)量，可以保證電子齒輪分解過程中的精度，便于提高機(jī)床加工處理的準(zhǔn)確性，其中，在實(shí)際應(yīng)用中，虛擬軸的脈沖當(dāng)量大小的取值一般在各實(shí)際驅(qū)動軸的脈沖當(dāng)量中最小值的10%-100%，并且虛擬軸的脈沖當(dāng)量取值越小，實(shí)際驅(qū)動軸輸出的脈沖頻率就越均勻。
[0030]在步驟S30之后，本申請實(shí)施例的方法便進(jìn)入步驟S40，即:基于所述虛擬軸和所述實(shí)際軸之間的位置關(guān)系獲得所述虛擬軸和所述實(shí)際驅(qū)動軸之間的電子齒輪比，其中，第三參數(shù)為所述電子齒輪比。
[0031]其中，在本申請實(shí)施例中，采用一虛擬軸對所述軌跡圖形進(jìn)行速度規(guī)劃時(shí)考慮的約束條件包括所述實(shí)際驅(qū)動軸的約束條件
其中，在本申請實(shí)施例中，所述虛擬軸和所述實(shí)際驅(qū)動軸之間的電子齒輪比等于所述實(shí)際驅(qū)動軸待輸出的脈沖數(shù)/所述虛擬軸待輸出的脈沖數(shù)，其中，所述虛擬軸待輸出的脈沖數(shù)等于簡單線條的矢量長度/設(shè)定的虛擬軸脈沖當(dāng)量。
[0032]在實(shí)際應(yīng)用中，所述設(shè)定所述虛擬軸的脈沖當(dāng)量為第一預(yù)設(shè)脈沖當(dāng)量具體為:在設(shè)置時(shí)虛擬軸脈沖當(dāng)量應(yīng)小于激光切割機(jī)各個(gè)實(shí)際驅(qū)動軸的脈沖當(dāng)量，其中，實(shí)際驅(qū)動軸的脈沖當(dāng)量相對于確定的機(jī)床是確定的，用戶可以通過說明書或者測試獲得。并且其中，本申請實(shí)施例中，所述基于所述第一預(yù)設(shè)脈沖當(dāng)量獲得所述電子齒輪比具體為:在每段簡單線條運(yùn)動輸出過程中，每一個(gè)實(shí)際驅(qū)動軸都需要設(shè)置獨(dú)立的電子齒輪比，每段簡單線條的各實(shí)際驅(qū)動軸同虛擬軸電子齒輪比的計(jì)算公式如下:實(shí)際驅(qū)動軸同虛擬軸的電子齒輪比=該實(shí)際驅(qū)動軸待輸出的脈沖數(shù)/該段簡單線條上虛擬軸待輸出的脈沖數(shù)，其中，實(shí)際驅(qū)動軸的脈沖當(dāng)量待輸出的脈沖數(shù)通過設(shè)備處理器(如激光切割機(jī)的上位機(jī))對軌跡圖形進(jìn)行解析獲得。
[0033]其中，該段簡單線條上虛擬軸待輸出的脈沖數(shù)=該簡單線條的矢量長度/設(shè)定的虛擬軸脈沖當(dāng)量，所述實(shí)際驅(qū)動軸速度計(jì)算公式如下:實(shí)際驅(qū)動軸速度=虛擬軸速度X實(shí)際驅(qū)動軸同虛擬軸的電子齒輪比，在使用控制器通常通過對脈沖數(shù)的控制實(shí)現(xiàn)對速度的輸出，因此在進(jìn)行實(shí)際驅(qū)動軸輸出時(shí)，實(shí)際驅(qū)動軸輸出脈沖數(shù):虛擬軸輸出脈沖數(shù)=實(shí)際驅(qū)動軸同虛擬軸的電子齒輪比。
[0034]其中，本申請實(shí)施例中，軌跡是有多條簡單線條構(gòu)成，如:直線、曲線等，當(dāng)軌跡從一條簡單線條過渡到另外一條線條時(shí)，虛擬軸同其他驅(qū)動軸的電子齒輪比就會發(fā)生變化。通過設(shè)備處理器對軌跡圖形進(jìn)行解析，獲得各簡單線條的起止點(diǎn)坐標(biāo)，當(dāng)加工到線條的終點(diǎn)時(shí)即切換個(gè)下一個(gè)簡單線條的電子齒輪比。
[0035]在步驟S40之后，本申請實(shí)施例的方法便進(jìn)入步驟S50，即:基于所述第一參數(shù)和所述第三參數(shù)，所述實(shí)際驅(qū)動軸完成軌跡輸出。
[0036]其中，在本申請實(shí)施例中，所述軌跡輸出過程為:當(dāng)軌跡從第一簡單線條過渡到第二簡單線條時(shí)，在所述第一簡單線條的終點(diǎn)或所述第二簡單線條的起點(diǎn)將第一電子齒輪比切換為第二電子齒輪比，其中，所述實(shí)際驅(qū)動軸速度等=所述虛擬軸速度乘以所述實(shí)際驅(qū)動軸同所述虛擬軸的電子齒輪比。
[0037]其中，在本申請實(shí)施例中，所述設(shè)備處理器通過對脈沖數(shù)的控制實(shí)現(xiàn)對速度的輸出，在所述實(shí)際驅(qū)動軸速度輸出時(shí)，所述實(shí)際驅(qū)動軸輸出脈沖數(shù)等于所述虛擬軸輸出脈沖數(shù)乘以所述實(shí)際驅(qū)動軸同所述虛擬軸的電子齒輪比。
[0038]其中，在本申請實(shí)施例中，所述實(shí)際驅(qū)動軸的脈沖控制方法具體包括:步驟1:獲得所述虛擬軸脈沖數(shù)，并計(jì)算所述實(shí)際驅(qū)動軸脈沖數(shù)，所述實(shí)際驅(qū)動軸輸出脈沖數(shù)等于所述虛擬軸輸出脈沖數(shù)乘以所述實(shí)際驅(qū)動軸同所述虛擬軸的電子齒輪比；
步驟2:在設(shè)備處理器中設(shè)置第一寄存器，存儲虛擬軸脈沖數(shù)A ;設(shè)置第二寄存器，存儲虛擬軸脈沖數(shù)B ;設(shè)置第三寄存器，存儲數(shù)據(jù)C為0 ;
步驟3:當(dāng)所述虛擬軸脈沖有效時(shí)，C=C+B，所述有效為下降沿或上升沿；
步驟4:比較C與A的大小，如果C>A，所述實(shí)際驅(qū)動軸輸出，且C=C-A ;如果C≤A，所述實(shí)際軸不輸出，所述虛擬軸繼續(xù)輸出；
步驟5:重復(fù)步驟3和步驟4直至所述虛線軸輸出完畢。
[0039]下面舉例對本申請實(shí)施例做具體介紹。
[0040]請參考圖2，在進(jìn)行速度規(guī)劃是時(shí)先不考慮軌跡ab的空間關(guān)系即ab需要驅(qū)動軸Χ，y合成，將ab視為一條軌跡軸，即將其視為由虛擬的驅(qū)動β驅(qū)動，即如圖3所示，在運(yùn)動規(guī)劃時(shí)對驅(qū)動軸β進(jìn)行規(guī)劃，這大大減少了處理的數(shù)據(jù)量。假設(shè)軌跡ab其經(jīng)過速度規(guī)劃后，其速度如圖4所示，即虛擬的驅(qū)動軸β的速度規(guī)劃圖，在完成驅(qū)動軸β的速度規(guī)劃后，再將驅(qū)動軸β的速度按照軌跡ab的實(shí)際空間關(guān)系進(jìn)行運(yùn)動分解，這種運(yùn)動分解可以通過電子齒輪實(shí)現(xiàn)。
[0041]在設(shè)備處理器對軌跡進(jìn)行解析時(shí)可以獲得對于直線ab的起止點(diǎn)坐標(biāo)和其在各個(gè)實(shí)際驅(qū)動軸(即X軸，Y軸)上的分量，這個(gè)分量通常用X軸，Y軸實(shí)際驅(qū)動軸的輸出脈沖數(shù)表示，該脈沖數(shù)等于在該軸分量上的矢量長度/該軸的脈沖當(dāng)量。
[0042]對于圖5所示軌跡，由于軌跡中包括兩條線段，通過上位機(jī)對圖形進(jìn)行的解析可以判斷出ab、bc兩條線段的起止點(diǎn)坐標(biāo)，當(dāng)軌跡處理到b點(diǎn)時(shí)，虛擬軸β同其他驅(qū)動軸的電子齒輪比就會發(fā)生變化，以保證be線段的正常輸出。[0043]其中，在本申請實(shí)施例中，虛擬軸和實(shí)際驅(qū)動軸脈沖控制方法具體為:設(shè)定虛擬軸的脈沖數(shù)為A，實(shí)際驅(qū)動軸的脈沖數(shù)為B，累計(jì)參數(shù)C ;當(dāng)虛擬軸脈沖有效時(shí)，C=C+B,如果C大于A，實(shí)際驅(qū)動軸輸出，且C=C-A，直至虛線軸輸出完畢。
[0044]由于電子齒輪比往往是整數(shù)倍的關(guān)系，因此在處理上采用如下方法:對于電子齒輪比的處理過程，結(jié)合圖6對實(shí)施例進(jìn)行說明。如圖6所示，假設(shè):Pul為虛擬軸，Pull為實(shí)際驅(qū)動軸，在當(dāng)前的矢量線段中虛擬軸的脈沖數(shù)為14，而實(shí)際驅(qū)動軸的脈沖數(shù)為8。虛擬軸與實(shí)際驅(qū)動軸的電子齒輪比為:14: 8，構(gòu)造兩個(gè)寄存器A與B，A=14、B=8，累計(jì)寄存器C，當(dāng)Pul脈沖有效 C=C+B，如果累計(jì)的C大于A，那么Pull輸出，且C=C_A，如此重復(fù)累計(jì)使得Pull與Pul同步以達(dá)到精確齒輪比控制，且無累計(jì)誤差。請參考表1。
[0045]表1
【權(quán)利要求】
1.一種軌跡的運(yùn)動控制方法，其特征在于，所述方法包括:對軌跡圖形進(jìn)行處理，獲得第一參數(shù)，其中，所述第一參數(shù)為各簡單線條的參數(shù)；采用一虛擬軸對所述軌跡圖形進(jìn)行速度規(guī)劃，獲得第二參數(shù)，其中，所述第二參數(shù)為所述虛擬軸的速度；設(shè)定所述虛擬軸的脈沖當(dāng)量為第一預(yù)設(shè)脈沖當(dāng)量；基于所述虛擬軸和所述實(shí)際軸之間的位置關(guān)系獲得所述虛擬軸和所述實(shí)際驅(qū)動軸之間的電子齒輪比，其中，第三參數(shù)為所述電子齒輪比；基于所述第一參數(shù)和所述第三參數(shù)，所述實(shí)際驅(qū)動軸完成軌跡輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對軌跡圖形進(jìn)行處理，獲得第一參數(shù)，具體為:設(shè)備處理器對軌跡圖形進(jìn)行解析，獲得各簡單線條的起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)、矢量長度和各簡單線條在設(shè)備設(shè)定坐標(biāo)體系中各個(gè)坐標(biāo)軸上的分量。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述各簡單線條在設(shè)備設(shè)定坐標(biāo)體系中各個(gè)坐標(biāo)軸上的分量具體為:對于直線為所述直線在設(shè)備設(shè)定坐標(biāo)體系中各個(gè)坐標(biāo)軸上的分量；對于圓弧和其他曲線為擬合構(gòu)成該曲線的各微線段在設(shè)備設(shè)定坐標(biāo)體系中各個(gè)坐標(biāo)軸上的分量，其中，所述分量表示輸出該簡單線條各個(gè)坐標(biāo)軸的實(shí)際驅(qū)動軸需要輸出的脈沖數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用一虛擬軸對所述軌跡圖形進(jìn)行速度規(guī)劃時(shí)考慮的約束條件包括所述實(shí)際驅(qū)動軸的約束條件。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)脈沖當(dāng)量小于或等于所述實(shí)際驅(qū)動軸脈沖當(dāng)量的最小值， 所 述第一預(yù)設(shè)脈沖當(dāng)量大小的取值范圍為:實(shí)際驅(qū)動軸的脈沖當(dāng)量中最小值的10%-100%。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述虛擬軸和所述實(shí)際驅(qū)動軸之間的電子齒輪比等于所述實(shí)際驅(qū)動軸待輸出的脈沖數(shù)/所述虛擬軸待輸出的脈沖數(shù)，其中，所述虛擬軸待輸出的脈沖數(shù)等于簡單線條的矢量長度/設(shè)定的虛擬軸脈沖當(dāng)量。
7.如權(quán)利要求1-6任一權(quán)項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述軌跡輸出過程為:當(dāng)軌跡從第一簡單線條過渡到第二簡單線條時(shí)，在所述第一簡單線條的終點(diǎn)或所述第二簡單線條的起點(diǎn)將第一電子齒輪比切換為第二電子齒輪比，其中，所述實(shí)際驅(qū)動軸速度等=所述虛擬軸速度乘以所述實(shí)際驅(qū)動軸同所述虛擬軸的電子齒輪比。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述設(shè)備處理器通過對脈沖數(shù)的控制實(shí)現(xiàn)對速度的輸出，在所述實(shí)際驅(qū)動軸速度輸出時(shí)，所述實(shí)際驅(qū)動軸輸出脈沖數(shù)等于所述虛擬軸輸出脈沖數(shù)乘以所述實(shí)際驅(qū)動軸同所述虛擬軸的電子齒輪比。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述實(shí)際驅(qū)動軸的脈沖控制方法具體包括:步驟1:獲得所述虛擬軸脈沖數(shù)，并計(jì)算所述實(shí)際驅(qū)動軸脈沖數(shù)，所述實(shí)際驅(qū)動軸輸出脈沖數(shù)等于所述虛擬軸輸出脈沖數(shù)乘以所述實(shí)際驅(qū)動軸同所述虛擬軸的電子齒輪比；步驟2:在設(shè)備處理器中設(shè)置第一寄存器，存儲虛擬軸脈沖數(shù)A ;設(shè)置第二寄存器，存儲虛擬軸脈沖數(shù)B ;設(shè)置第三寄存器，存儲數(shù)據(jù)C為0 ;步驟3:當(dāng)所述虛擬軸脈沖有效時(shí)，C=C+B，所述有效為下降沿或上升沿；步驟4:比較C與A的大小，如果C>A，所述實(shí)際驅(qū)動軸輸出，且C=C-A ;如果C≤A，所述實(shí)際軸不輸出，所述虛擬軸繼續(xù)輸出；步驟5:重復(fù)步驟3和步驟4直至所述`虛線軸輸出完畢。
【文檔編號】G05B19/19GK103699053SQ201310739779
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】蘇詩捷 申請人:成都樂創(chuàng)自動化技術(shù)股份有限公司