[发明专利]一种高精度变插补周期的多轴联动运动控制方法

说明书

技术领域

本发明属于运动控制技术领域，尤其是一种多轴联动的运动控制方法。

背景技术

在机械人技术领域中，多轴联动运动控制器是目前得到广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造等领域都能见到它的身影。尽管它们的形态各有不同，但它们都有一个共同的特点，精确地定位到某一点进行相应的工作。而国内对多轴联动运动控制器的相关需求也在逐渐变大。

发明内容

为了克服现有的多轴联动的运动控制方式的同步性较差、精确性较低的不足，本发明提出了一种变插补周期的多轴联动运动控制方法，主要解决脉冲发送及计算误差、定时器误差，同步性良好、精确性较高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种高精度变插补周期的多轴联动运动控制方法，所述方法包括以下步骤：

1）设定采用指数规律加减速算法建立加速度表α₀,α₂,...,α_L,及其对应的速度表V₀,V₂,...,V_L，利用指数规律加减速算法与电机参数相结合建立步长表l₀,l₂,...,l_L；当X轴为长轴时，当前线段L足够长，结合X轴的速度规划得到的起始速度v₀和结束速度v₁，计算得到X轴加速、减速、匀速阶段所需长度为N_xi0、N_xi2、N_xi1；Y轴为长轴时每一个阶段运动的长度计算方法与X轴相同；

2）首先确定固定插补时间T，计算X轴的第i个插补周期中的脉冲数n_xi：

n_xi=T*V_xe                           （1）

其中，V_xe是当前X轴的速度的值，将n_xi圆整后得到n'_xi，然后反过来计算X轴的第i个插补周期T_xi：

T_xi=n'_xi/V_xe                          （2）

然后将本次插补周期放入X轴插补周期队列中，脉冲数n'_xi放入X轴脉冲队列中；

再计算Y轴的第i个插补周期中的脉冲数n_yi：

n_yi=T_yi*V_ye                           （3）

其中，V_ye是当前Y轴的速度的值，将n_yi圆整后得到n'_yi，T_yi为X轴当前的插补周期T_xi与上一次Y轴圆整时舍去时间ΔT_yi-1的和，将圆整过程中舍去的小数部分对应的时间ΔT_yi保存，将其加在下一个插补周期计算Y轴的脉冲数的T_xi+1中作为下一次的插补周期，然后将本次插补周期放入Y轴插补周期队列中，脉冲数n'_yi放入Y轴脉冲队列中。

进一步，所述步骤2）中，公式（1）中V_xe的确定方法如下：

在步骤1）中加速阶段的步数是N_xi0，将从第一个插补周期计算得到的脉冲数n'_x0加上之后每一次插补计算得到的脉冲数保存在N_Lx中，直到N_Lx>N_xi0，进入匀速阶段，在加速过程中，V_xe的值将发生变化，当第i个插补周期计算结束，速度V_xe就应该被更新为：

V_xe=V_xe+α_m*n'_xi                         （4）