[发明专利]基于现场总线的CNC双轴协调式同步控制方法

权利要求书

1.一种基于现场总线的CNC双轴协调式同步控制方法，其特征在于包括以下步骤：

采用现场总线式控制系统结构，将CNC中两个需要同步控制的伺服轴在控制系统结构中处于相同地位；

CNC通过现场总线获得两个同步轴的反馈信息，以两个同步轴的同步位置偏差作为输入，在两个同步轴的相对位置上增加同步误差控制环节，结合CNC发给伺服驱动器的指令信息在CNC内部实现对两个伺服轴的同步误差控制。

2.按权利要求1所述的基于现场总线的CNC双轴协调式同步控制方法，其特征在于所述同步误差控制包括以下步骤：

同步误差计算步骤：将两个同步轴实际位置的偏差做相减比较，即得到同步误差；

同步控制步骤：以两个同步轴的同步误差作为输入，采用同步误差PID闭环控制，实现两个同步轴的转速控制；

信号分配步骤：依据两个轴的跟随误差的大小按比例进行分配。

3.按权利要求2所述的基于现场总线的CNC双轴协调式同步控制方法，其特征在于所述同步误差PID闭环控制包括以下步骤：

判断同步误差的变化趋势；

判断步误差的绝对值是否具有增大趋势；

当同步误差的绝对值具有增大趋势时，判断当前同步误差是否大于设定的阈值；

当当前同步误差大于设定的阈值时，对同步轴实施强同步误差PID闭环控制，接续信号分配步骤。

4.按权利要求3所述的基于现场总线的CNC双轴协调式同步控制方法，其特征在于：

当当前同步误差不大于设定的阈值时，对同步轴实施弱同步误差PID闭环控制，接续信号分配步骤。

5.按权利要求2所述的基于现场总线的CNC双轴协调式同步控制方法，其特征在于：

当同步误差的绝对值不具有增大趋势时，判断当前同步误差的变化趋势处于平衡状态还是极值状态；

当当前同步误差的变化趋势处于平衡状态时，对输出信号不做调整，接续信号分配步骤。

6.按权利要求5所述的基于现场总线的CNC双轴协调式同步控制方法，其特征在于：

当当前同步误差的变化趋势处于极值状态时，判断当前同步误差是否大于设定的阈值；

当当前同步误差大于设定的阈值时，对同步轴实施强同步误差PID闭环控制，接续信号分配步骤。

7.按权利要求6所述的基于现场总线的CNC双轴协调式同步控制方法，其特征在于：

当当前同步误差不大于设定的阈值时，对同步轴实施弱同步误差PID闭环控制，接续信号分配步骤。

8.按权利要求2所述的基于现场总线的CNC双轴协调式同步控制方法，其特征在于所述依据两个轴的跟随误差的大小按比例进行分配，分配策略为：

将K1×PIDerror分配给第一个同步轴的速度环，将K2×PIDerror分配给第二个同步轴的速度环；

其中K1和K2为设定的常数，且满足K1＝|rp|/(|rp|+|rp’|)，K2＝1-K2，PIDerror为同步控制步骤的输出值；|rp|为第一个同步轴的跟随误差，|rp’|为第二个同步轴的跟随误差。

9.按权利要求1所述的基于现场总线的CNC双轴协调式同步控制方法，其特征在于所述相同地位是指：两个伺服轴同时接收来自CNC发送的指令信息，并且将各自的反馈信息同时送回CNC，两个同步轴不分主从。