[发明专利]一种基于激光的金属表面硬化系统的速度跟随方法

说明书

本发明公开了一种基于激光的金属表面硬化系统的速度跟随方法，在跟随速度上提出采用三段式速度控制使得从电机能做到快速启动，中间过程平稳，缓慢停止，跟随效果好。在打开气缸启动跟随之前，将从电机的速度先加速至与主电机相同，有效解决了盖板与产品的位置超前或滞后问题。同时，本发明由于在从电机加速至设定的初始速度后，考虑到该速度与主电机的实际运动速度可能存在偏差，需要对比编码器的实时反馈数据，采取闭环控制，利用增量式PID算法对从电机的运动速度进行调整，使其与主电机的速度保持一致，能有效提高速度跟随的精度，解决三轴实际线速度在视觉上同步的缺陷，真正起到在数值上同步的效果，增加了系统的鲁棒性。

技术领域

本申请属于电机跟随控制技术领域，具体涉及一种基于激光的金属表面硬化系统的速度跟随方法。

背景技术

激光处理金属表面硬化的加工过程是指主电机携带产品做持续低速运动，对射式光电传感器检测到产品后隔一定的距离，从电机1所在的X轴打开气缸1，气缸控制一个盖板覆盖住产品表面凹槽，从电机1从回零点开始跟随主电机运动，完成激光对产品的加工。运动至手持器设定的距离后关闭气缸，减速直至X轴停止运动并快速返回回零点。对于下一个产品，则由从电机2和气缸2完成同样的运动过程。从电机1和2交替运动，以保证激光对生产线上的每一个产品进行加工。其中，主电机是伺服电机带圆盘负载，从电机是伺服电机带丝杠负载。在此过程中，主电机速度恒定，从电机1和从电机2需要不断的启停，因此，速度跟随是该部分的核心技术难点。因为激光具有极高的能量，所以从电机对主电机的速度跟随的同步性能是保证产品最终被有效加工的重要因素。在整个运动过程中，两个从电机需要完成加速、匀速、减速的运动过程，跟随速度要保证与主电机的运动速度一致，但由于主电机和从电机所带负载不同，电子齿轮比和减速机也不同，所以不可避免的存在着启动的同步问题，如何处理从加速到匀速运动的这一段路程也是该部分的一个关键问题。

现有速度跟随存在的主要问题有：1、在跟随过程中，跟随误差的累积导致后面的一段位置出现不完全同步，存在略微的位置超前或者滞后问题，影响产品的加工效果。2、主从电机速度设置时，跟随速度难以确定。在某一速度下，需要经过多次调试才使得主电机所在轴和从电机所在轴在视觉上保持一致，而实际是否完全同步还无法确定。

发明内容

本申请的目的在于提供一种基于激光的金属表面硬化系统的速度跟随方法，降低主从电机的跟随误差，保持主从电机同步运行。

为实现上述目的，本申请所采取的技术方案为：

一种基于激光的金属表面硬化系统的速度跟随方法，所述金属表面硬化系统包括光电式对射传感器、主电机、第一从电机和第二从电机，且主电机、第一从电机和第二从电机分别连接有对应的编码器，所述基于激光的金属表面硬化系统的速度跟随方法，包括：

步骤1、设置主从电机的电机驱动方式和电机控制方式；

步骤2、获取预设参数，所述预设参数包括主电机运动速度、从电机初始速度、从电机跟随距离、从电机的单圈脉冲数和单圈长度、从电机返回速度；

步骤3、控制主从电机回零，并在回零后控制主电机基于所述主电机运动速度开始运动，取第一从电机和第二从电机两者中的一者作为当前运动从电机；

步骤4、在光电式对射传感器检测到产品之后，判断当前检测到的产品是否为待加工的第一个产品，若是，则在光电式对射传感器检测到第四个产品时控制当前运动从电机在回零位置从静止开始加速至所述从电机初始速度；若不是，则控制当前运动从电机在回零位置直接从静止开始加速至所述从电机初始速度；

步骤5、接收与当前运动从电机连接的编码器反馈的从电机实际转速，以及与主电机连接的编码器反馈的主电机实际转速，根据从电机实际转速和主电机实际转速计算主从电机的实际线速度误差；