[发明专利]一种位置全闭环的多轴同步测控方法

权利要求书

1.一种位置全闭环的多轴同步测控方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：构建多轴测控系统，包括数个伺服驱动器及伺服电机控制测控平台运动，多轴测控平台每个轴上安装光栅尺，Z轴上装有位移传感器，位移传感器接收到位置检测/同步装置的触发信号时采集零件当前位置的表面高度数据；

S2：测控平台运动，PC发出控制指令通过运动控制器解析处理后传输给多个伺服驱动器，控制伺服电机从而控制测控平台运动；

S3：位置检测/同步装置同时采集多路光栅尺的位置信息，计算得到当前多个工作轴中运动最快的轴作为同步基准信号；

S4：根据采样周期对同步基准信号进行N倍分频，用于设定数据采集的密度，N越大，数据密度越低；N满足公式：

T_i＝min{T_x,T_y,T_z,...，T_n}

其中，T_s为采样周期，T_i为同步基准信号周期，T_x，T_y，T_z，...，T_n分别为各光栅尺反馈的位置信号周期；

S5：位置检测/同步装置选择的最快轴的光栅尺脉冲信号经N倍分频后作为触发脉冲，触发位移传感器采集表面高度数据；从而保证光栅尺的位置数据与位移传感器的表面高度数据的同步采集；

所述位置检测/同步装置的电路包括光栅尺差分信号输入首先会通过RC滤波，然后会经由差分信号接收器将差分信号转换为单端信号，最后通过施密特触发器进行整形处理后传输到第一主控单元FPGA相应的接口引脚；而从第一主控单元FPGA接口引脚发出的位移传感器外部触发信号则会经过差分信号接收器的差动线路驱动器，从而将单端信号转化为差分信号之后输出；最后，数字量输入信号会通过光耦进行信号隔离以对第一主控单元FPGA进行隔离保护；而模拟量信号则是不需要通过第一主控单元FPGA，直接利用第二主控单元STM32内含的2通道12位分辨率的模拟/数字信号转换单元实现模拟量信号采集功能。

2.根据权利要求1所述的位置全闭环的多轴同步测控方法，其特征在于，S4步中的对同步基准信号进行N倍分频，假设当前运动最快轴为x轴，同步结果的综合误差如公式：

其中，T＝N*T_x。

3.根据权利要求1或2所述的位置全闭环的多轴同步测控方法，其特征在于，所述位置检测/同步装置的工作流程如下，在位置检测/同步装置内，所述第二主控单元STM32内部程序会通过主定时器中断来读取光栅尺位置数据，当总线数据帧通信周期到来时，将读到的光栅尺位置数据通过总线传输给运动控制器，判断是否满足位移传感器触发条件，当触发条件满足时，发送位移传感器触发脉冲，同时在同一总线数据帧中将脉冲计数值传输给运动控制器，保证运动控制器同一总线数据帧中包含了同一时刻的光栅尺位置数据与位移传感器脉冲计数值；最后PC机通过以太网从运动控制器中读取到光栅尺位置数据与位移传感器脉冲计数值，并通过脉冲计数值与读取到的位移传感器表面高度值个数进行匹配，最后保证光栅尺位置数据和位移传感器表面高度数据之间的同步性。