[发明专利]一种基于电子齿轮的双轴同步控制方法及其系统

说明书

技术领域

本发明属于在大型龙门式和桥式数控设备中，采用电子齿轮的方式驱动双边电机严格同步的技术，特别是一种基于电子齿轮的双轴同步控制系统及其方法。 

背景技术

随着数控技术的推广，大型数控设备被广泛的应用到各种机械加工领域，以满足一些体积大、精度高、生产周期要求短的工件加工需求，对于这些大型龙门式和桥式数控设备，经常会有双轴或多轴严格同步的需求，实现此同步，虽然可以采用单电机通过锥齿轮等机械机构驱动双边的方案，但是由于这些设备一般跨度较大，所设计的传动机构复杂，间隙较大，容易造成闭环控制系统的不稳定，而且运行噪声大，维护困难。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于电子齿轮的双轴同步控制方法及其系统，实现双边电机严格同步。 

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于电子齿轮的双轴同步控制方法及其系统，将两个反方向运转的驱动轴，一个设定为主动轴，另一个设定为从动轴，由一个伺服驱动器、一个伺服电机、一个位置反馈装置及控制器位置控制单元组成主动轴伺服运动控制回路，同时由另一个伺服驱动器、另一个伺服电动机、另一个位置反馈装置及控制器位置控制单元组成从动轴伺服运动控制回路，总控制器的位置控制单元同时向主动轴及从动轴的伺服控制回路发出位置伺服运动指令，两个位置反馈装置的反馈信号除了送回各自的伺服驱动器比较环，还送入总控制器内部的一个数字比较器进行差值比较，该差值送入从动轴伺服控制回路的输入端，与总控制器的位置控制单元发来的位置伺服指令进行比较，两个位置反馈装置的反馈信号差值就是主动轴与从动轴的同步误差，差值为零时，表明两个轴的位置完全同步。 

本发明与现有技术相比，其显著优点：（1）摒弃了传统直连的连接方式，可以方便实现双轴转动严格同步，简化了机械结构，实现了双边电机精确、平稳传动。（2）运行平稳、低噪音、高可靠性，为龙门机械手的性能发挥提供了有力保障。（3）简化了机械结构设计，提高了系统定位精度，减少了故障发生的概率，降低了系统成本。（4）电机的位置反馈系统可以记录各个时刻电机所在的实际位置信息，因此程序中可以加入软限位功能，提高了系统的安全性能。（5）系统柔性好，只需要修改程序，即可改变电机的速度、加速度值。 

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。 

附图说明

图1是基于电子齿轮的双轴同步控制系统的俯视图。 

图2是基于电子齿轮的双轴同步控制系统的局部侧视图。 

图3是基于电子齿轮的双轴同步控制系统的策略流程图。 

具体实施方式

结合图1和图3，本发明基于电子齿轮的双轴同步控制方法，将两个反方向运转的驱动轴，一个设定为主动轴，另一个设定为从动轴，由一个伺服驱动器、一个伺服电机、一个位置反馈装置及控制器位置控制单元组成主动轴伺服运动控制回路，同时由另一个伺服驱动器、另一个伺服电动机、另一个位置反馈装置及控制器位置控制单元组成从动轴伺服运动控制回路，总控制器的位置控制单元同时向主动轴及从动轴的伺服控制回路发出位置伺服运动指令，两个位置反馈装置的反馈信号除了送回各自的伺服驱动器比较环，还送入总控制器内部的一个数字比较器进行差值比较，该差值送入从动轴伺服控制回路的输入端，与总控制器的位置控制单元发来的位置伺服指令进行比较，两个位置反馈装置的反馈信号差值就是主动轴与从动轴的同步误差，差值为零时，表明两个轴的位置完全同步。 

结合图1和图2，实现上述方法的基于电子齿轮的双轴同步控制系统，包括机械支撑单元、走行单元、伺服驱动单元、控制器，其中机械支撑单元包括第一、二、三、四框架KJ101、KJ102、KJ103、KJ104和第一、二龙门架LM01、LM02，第一、三、二、四框架KJ101、KJ103、KJ102、KJ104首尾相连构成四面框架，第一、二框架KJ101、KJ102平行，第三、四框架KJ103、KJ104平行，第一、二龙门架LM01、LM02分别设置在第一、二框架KJ101、KJ102上；