[发明专利]一种电子齿轮位置同步的方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明实施例提供了一种电子齿轮位置同步的方法、装置、设备及存储介质，实现电子齿轮的主从轴在模轴空间中位置同步，包括：当从轴速度为0时，根据主从轴同步单圈位置，利用主从轴当前位置和主轴速度结合从轴的运动学参数获得主轴起始位置和主轴同步位置；主轴在其模轴空间运动到主轴起始位置时，从轴在其模轴空间开始加速运动直至速度达到从轴同步速度；当从轴加速到从轴同步速度时，以从轴同步速度继续运动，直至主轴在其模轴空间运动到主轴同步位置时，主轴和从轴分别同步到达主从轴同步单圈位置。本发明实施例的技术方案无论主从轴当前位置在哪，也无论主轴运动速度多快，均可以实现电子齿轮在模轴空间中的啮合和位置同步。

技术领域

本发明涉及智能控制领域，尤其涉及一种电子齿轮位置同步的方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

近年来随着智能制造改革的深入，对高端智能制造的需求越来越迫切，尤其是运动控制的需求。然而现在市面上智能制造使用的控制器和运动控制算法库多是基于对主要设备厂家的成熟的平台和库进行二次开发应用，通用与兼容性差。

PLCOpen规范致力于实现运动控制的标准化，增加运动控制功能对不同软硬件平台的兼容性、复用性。现今倍福，Codesys等国外知名厂商都包含符合PLCOpen规范的运动控制功能块，但这些厂商控制主从轴位置同步时采用的方法是在在线轴空间进行同步，在主轴速度较快时，从轴可能无法实现在线轴空间与主轴保持同步。

电子齿轮是应用比较广泛的一种功能，还没有符合PLCOpen规范的电子齿轮主从轴在模轴空间中在设置位置平滑同步方法。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种电子齿轮位置同步的方法、装置、设备及存储介质，实现电子齿轮的主从轴在模轴空间中位置同步，包括：当从轴速度为0时，根据主从轴同步单圈位置，利用主从轴当前位置和主轴速度结合从轴的运动学参数获得主轴起始位置和主轴同步位置，主从轴当前位置为主从轴当前在模轴空间的位置；主轴在其模轴空间运动到主轴起始位置时，从轴在其模轴空间开始加速运动直至速度达到从轴同步速度，从轴加速运动的速度利用速度插值方法计算得到，从轴同步速度为主轴速度与从主轴齿轮比的乘积；当从轴加速到从轴同步速度时，以从轴同步速度继续运动，直至主轴在其模轴空间运动到主轴同步位置时，主轴和从轴分别在各自单圈内同步到达设定的主从轴同步单圈位置。

本发明实施例的技术方案仅需输入主从轴同步单圈位置即设定主从轴位置同步时主从轴分别在其单圈内的角度，无论主从轴当前位置在哪，也无论主轴速度多快，结合从轴的运动学参数均能获得在主轴的模轴空间必然存在的主轴起始位置和主轴同步位置，等主轴运动到主轴起始位置从轴开始加速，等主轴运动到主轴同步位置，实现符合PLCOpen规范的电子齿轮的主从轴啮合和位置同步，且实现位置同步的时间短；相对与线轴空间的位置同步，无需根据从轴的运动学参数考虑主从轴同步单圈位置，不需要计算主轴的下一个目标点和从轴的下一个目标点，也不需要计算主轴走多远和从轴走多远时达到同步。本发明在任何情况下能自适应计算主从轴的运动圈数，不存在无解情况；同时本发明实施例的技术方案用户面只有主从轴同步单圈位置、从轴运动学参数和同步状态，对用户输入参数的专业性要求低，也容易能封装成PLCOpen的电子齿轮位置同步功能模块的管脚，便于功能移植。而线轴空间的同步方法，用户需要自己考虑同步位置和速度，加速度，加加速度的最大约束，如果同步位置不合适，存在无解报错情况。

第一方面，本发明实施例提供了一种电子齿轮位置同步的方法，实现电子齿轮的主从轴在模轴空间中位置同步，包括：当从轴速度为0时，根据主从轴同步单圈位置，利用主从轴当前位置和主轴速度结合从轴的运动学参数获得主轴起始位置和主轴同步位置，主从轴当前位置为主从轴当前在模轴空间的位置；主轴在其模轴空间运动到主轴起始位置时，从轴在其模轴空间开始加速运动直至速度达到从轴同步速度，从轴加速运动的速度利用速度插值方法计算得到，从轴同步速度为主轴速度与从主轴齿轮比的乘积；当从轴加速到从轴同步速度时，以从轴同步速度继续运动，直至主轴在其模轴空间运动到主轴同步位置时，主轴和从轴分别在各自单圈内同步到达设定的主从轴同步单圈位置。