本發(fā)明涉及數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)械手精確快速回原的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)械手回原點(diǎn)的一種方法是伺服電機(jī)尋找原點(diǎn)，當(dāng)碰到原點(diǎn)開(kāi)關(guān)時(shí)，馬上減速停止，并以此點(diǎn)為原點(diǎn)。這種回原點(diǎn)的方法無(wú)論是選擇機(jī)械式的接近開(kāi)關(guān)，還是光感應(yīng)開(kāi)關(guān)，回原的精度都不高，受溫度、噪音、粉塵、電源波動(dòng)等等的影響，信號(hào)的反應(yīng)時(shí)間每次都會(huì)有差別，再加上從回原點(diǎn)的高速突然減速停止過(guò)程，就算排除機(jī)械原因，每次回的原點(diǎn)差別都在絲級(jí)以上。另一種回原點(diǎn)的方法是直接尋找編碼器的z相信號(hào)，當(dāng)有z相信號(hào)時(shí)，馬上減速停止。這種回原方法一般只應(yīng)用在旋轉(zhuǎn)軸，且回原速度不高，精度也不高。
應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床上比較精準(zhǔn)的回原方法是：1)電機(jī)先以第一段高速去找原點(diǎn)開(kāi)關(guān)；2)有原點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)時(shí)，電機(jī)馬上以第二段速度尋找電機(jī)的z相信號(hào)，第一個(gè)z相信號(hào)一定是在原點(diǎn)檔塊上；3)找到第一個(gè)z相信號(hào)后，此時(shí)有兩種方式：一種是檔塊前回原點(diǎn)，一種是檔塊后回原點(diǎn)(檔塊前回原點(diǎn)較安全，歐系多用，檔塊后回原點(diǎn)工作行程會(huì)較長(zhǎng)，日系多用)。以檔塊后回原為例，找到檔塊上第一個(gè)z相信號(hào)后，電機(jī)會(huì)繼續(xù)往同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)尋找脫離檔塊后的第一個(gè)z相信號(hào)。一般這就算真正原點(diǎn)，但因?yàn)橛袝r(shí)會(huì)出現(xiàn)此點(diǎn)正好在原點(diǎn)檔塊動(dòng)作的中間狀態(tài)，易發(fā)生誤動(dòng)作，且再加上其它工藝需求，可再設(shè)定一偏移量；此時(shí)，這點(diǎn)才是真正的機(jī)械原點(diǎn)。這種回原方法較精準(zhǔn)，且重復(fù)回原精度較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了進(jìn)一步提高機(jī)械手回原方法的精準(zhǔn)度、重復(fù)定位精度以及找回速度，本申請(qǐng)通過(guò)提供一種機(jī)械手精確快速回原的方法。
本申請(qǐng)采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種機(jī)械手精確快速回原的方法，包括如下步驟：
s1：設(shè)原點(diǎn)開(kāi)關(guān)的真實(shí)原點(diǎn)位置為p00，原點(diǎn)開(kāi)關(guān)長(zhǎng)度為2p0，觸塊長(zhǎng)度為pk，觸塊勻速?gòu)恼蚧蛘哓?fù)向通過(guò)原點(diǎn)開(kāi)關(guān)，在檢測(cè)到原點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)時(shí)，觸塊繼續(xù)運(yùn)行一段距離dp1，到達(dá)反饋位置p1，此時(shí)cpu收到原點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)開(kāi)始處理，p1＝p00-p0+dp1；
s2：觸塊繼續(xù)勻速前行，待觸塊邊沿離開(kāi)原點(diǎn)開(kāi)關(guān)后，繼續(xù)運(yùn)行一段距離dp2，到達(dá)反饋位置p2，此時(shí)cpu收到已檢測(cè)不到原點(diǎn)開(kāi)關(guān)的信號(hào)開(kāi)始處理，p2＝p00+p0+dp2+pk；
s3：觸塊反向以相同速度勻速通過(guò)原點(diǎn)開(kāi)關(guān)，在檢測(cè)到原點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)時(shí)，觸塊繼續(xù)運(yùn)行一段距離dp3，到達(dá)反饋位置p3，此時(shí)cpu收到原點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)開(kāi)始處理，p3＝p00+p0-dp3；
s4：觸塊繼續(xù)勻速前行，待觸塊邊沿離開(kāi)原點(diǎn)開(kāi)關(guān)后，繼續(xù)運(yùn)行一段距離dp4，到達(dá)反饋位置p4，此時(shí)cpu收到已檢測(cè)不到原點(diǎn)開(kāi)關(guān)的信號(hào)開(kāi)始處理，p4＝p00-p0-dp4-pk；
s5：記錄觸塊最后停止時(shí)的反饋位置p5以及z偏差z5；
s6：以p1、p2、p3、p4的平均值p0作為原點(diǎn)參考值，
s7：根據(jù)整圈z脈沖數(shù)c，反饋位置p5以及z偏差z5，計(jì)算p0處的z偏差z0；
s8：計(jì)算反饋位置p5到真實(shí)原點(diǎn)p00的位移，機(jī)械手根據(jù)此位移返回原點(diǎn)。
對(duì)于一臺(tái)機(jī)器，其開(kāi)始的方向確定后，每次開(kāi)機(jī)重找原點(diǎn)的過(guò)程都需要以相同的方向開(kāi)始找原點(diǎn)，以便于步驟s6中原點(diǎn)參考值p0的計(jì)算。
進(jìn)一步地，步驟s7中z偏差z0的計(jì)算方法具體為：
計(jì)算反饋位置p5到p0處運(yùn)動(dòng)的整圈數(shù)
進(jìn)一步地，步驟s8中計(jì)算反饋位置p5到真實(shí)原點(diǎn)p00的位移為p0-p5+dz0，式中，偏差dz0的具體計(jì)算方法為：將z0與第一次開(kāi)機(jī)找原點(diǎn)時(shí)記錄的位置p00做差得到dz，如果dz小于等于半圈，則偏差dz0＝dz，如果dz大于半圈，則偏差dz0＝dz-c。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案，具有的技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)是：進(jìn)一步提高機(jī)械手回原方法的精準(zhǔn)度、重復(fù)定位精度以及找回速度，與背景技術(shù)中的第三種方法相比，本發(fā)明由于不需要爬行，可以更快的找到原點(diǎn)；特別的，該方發(fā)更加適用于減速比大的機(jī)型上面。由于減速比很大，原點(diǎn)開(kāi)關(guān)本身有一定的寬度，導(dǎo)致走完一個(gè)原點(diǎn)開(kāi)關(guān)，電機(jī)實(shí)際已經(jīng)運(yùn)動(dòng)了好幾圈，出現(xiàn)了多個(gè)z信號(hào)。如果由于電機(jī)的安裝，導(dǎo)致z信號(hào)恰好與原點(diǎn)開(kāi)關(guān)邊沿貼近，可能存在的情況就是，某一次開(kāi)機(jī)找原點(diǎn)時(shí)，過(guò)了這個(gè)邊沿z信號(hào)，才收到原點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)，而另一次則沒(méi)過(guò)這個(gè)邊沿z信號(hào)，就收到了原點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)，導(dǎo)致找到的原點(diǎn)與前一次的相差一圈。為此，需要重新安裝電機(jī)以避免z信號(hào)與原點(diǎn)邊沿過(guò)于接近。而本發(fā)明與該z信號(hào)沒(méi)有關(guān)系，因此不需要進(jìn)行電機(jī)的重新安裝。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的方法示意圖。
具體實(shí)施方式
為了進(jìn)一步提高機(jī)械手回原方法的精準(zhǔn)度、重復(fù)定位精度以及找回速度，本申請(qǐng)通過(guò)提供一種機(jī)械手精確快速回原的方法。
為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖以及具體的實(shí)施方式，對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
實(shí)施例
一種機(jī)械手精確快速回原的方法，如圖1所示，包括如下步驟：
s1：設(shè)原點(diǎn)開(kāi)關(guān)的真實(shí)原點(diǎn)位置為p00，原點(diǎn)開(kāi)關(guān)長(zhǎng)度為2p0，觸塊長(zhǎng)度為pk，觸塊勻速?gòu)恼蚧蛘哓?fù)向通過(guò)原點(diǎn)開(kāi)關(guān)，在檢測(cè)到原點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)時(shí)，觸塊繼續(xù)運(yùn)行一段距離dp1，到達(dá)反饋位置p1，此時(shí)cpu收到原點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)開(kāi)始處理，p1＝p00-p0+dp1；
對(duì)于一臺(tái)機(jī)器，其開(kāi)始的方向確定后，每次開(kāi)機(jī)重找原點(diǎn)的過(guò)程都需要以相同的方向開(kāi)始找原點(diǎn)，以便于步驟s6中原點(diǎn)參考值p0的計(jì)算。
s2：觸塊繼續(xù)勻速前行，待觸塊邊沿離開(kāi)原點(diǎn)開(kāi)關(guān)后，繼續(xù)運(yùn)行一段距離dp2，到達(dá)反饋位置p2，此時(shí)cpu收到已檢測(cè)不到原點(diǎn)開(kāi)關(guān)的信號(hào)開(kāi)始處理，p2＝p00+p0+dp2+pk；
s3：觸塊反向以相同速度勻速通過(guò)原點(diǎn)開(kāi)關(guān)，在檢測(cè)到原點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)時(shí)，觸塊繼續(xù)運(yùn)行一段距離dp3，到達(dá)反饋位置p3，此時(shí)cpu收到原點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)開(kāi)始處理，p3＝p00+p0-dp3；
s4：觸塊繼續(xù)勻速前行，待觸塊邊沿離開(kāi)原點(diǎn)開(kāi)關(guān)后，繼續(xù)運(yùn)行一段距離dp4，到達(dá)反饋位置p4，此時(shí)cpu收到已檢測(cè)不到原點(diǎn)開(kāi)關(guān)的信號(hào)開(kāi)始處理，p4＝p00-p0-dp4-pk；
s5：記錄觸塊最后停止時(shí)的反饋位置p5以及z偏差z5；
本實(shí)施例中采用abz光電編碼器，電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈會(huì)觸發(fā)一個(gè)z脈沖，觸發(fā)的同時(shí)系統(tǒng)會(huì)記錄一個(gè)當(dāng)前的反饋脈沖值；z偏差表示的是當(dāng)前位置的反饋脈沖值與前一次記錄的z脈沖觸發(fā)時(shí)的反饋脈沖值的偏差。
s6：以p1、p2、p3、p4的平均值p0作為原點(diǎn)參考值，
s7：根據(jù)整圈z脈沖數(shù)c，反饋位置p5以及z偏差z5，計(jì)算p0處的z偏差z0；
即：計(jì)算反饋位置p5到p0處運(yùn)動(dòng)的整圈數(shù)
s8：計(jì)算反饋位置p5到真實(shí)原點(diǎn)p00的位移，機(jī)械手根據(jù)此位移返回原點(diǎn)。
反饋位置p5到真實(shí)原點(diǎn)p00的位移為p0-p5+dz0，式中，偏差dz0的具體計(jì)算方法為：將z0與第一次開(kāi)機(jī)找原點(diǎn)時(shí)記錄的位置p00做差得到dz，如果dz小于等于半圈，則偏差dz0＝dz，如果dz大于半圈，則偏差dz0＝dz-c。
舉例說(shuō)明：真實(shí)原點(diǎn)p00與原點(diǎn)參考值p00的差值為：
dpx由同一原點(diǎn)開(kāi)關(guān)在前后兩端接近、離開(kāi)檢測(cè)的響應(yīng)時(shí)間trx，及系統(tǒng)檢測(cè)延時(shí)tsx，及找原點(diǎn)時(shí)的速度vo決定，對(duì)于差一點(diǎn)的近接開(kāi)關(guān)，其響應(yīng)頻率可達(dá)100hz，好一點(diǎn)的可達(dá)2000hz，假設(shè)采用100hz的近接開(kāi)關(guān)，則響應(yīng)時(shí)間極端情況為10ms，系統(tǒng)延時(shí)極端情況可以取值5ms，假定每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為10000，額定轉(zhuǎn)速為3000rpm，找原點(diǎn)速度為100％，則極端條件下的差值為：
即極端情況下，找到的中心點(diǎn)(即原點(diǎn)參考值)與實(shí)際中心點(diǎn)(即真實(shí)原點(diǎn))相差375個(gè)脈沖。
由于第一次找原點(diǎn)的時(shí)候，也存在類似的偏差，所以第一次記錄下來(lái)的中心點(diǎn)位置，與本次記錄的偏差位置，極端情況下可以相差375-(-375)＝750個(gè)脈沖。
第一次記錄的原點(diǎn)單圈位置為zs0，本次找到中心位置的單圈位置為zsx：
1、如果兩者相差在±750之內(nèi)，則直接取δ＝zs0-zsc作為當(dāng)前中心點(diǎn)與實(shí)際中心點(diǎn)的偏差，補(bǔ)走這個(gè)位置即可到達(dá)原點(diǎn)。
2、如果δ-c>-750(其必定小于c)，則以δ-c作為偏差，如果δ-c<750(其必定大于-c)，也以δ-c作為偏差。
3、如果不是上述情況，則可以判斷是聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)生了滑動(dòng)，需要進(jìn)行重新找原點(diǎn)動(dòng)作，則報(bào)警，之后按照第一次找原點(diǎn)的操作進(jìn)行即可。
本申請(qǐng)的上述實(shí)施例中，通過(guò)提供一種機(jī)械手精確快速回原的方法，觸塊勻速?gòu)恼蚧蛘哓?fù)向通過(guò)原點(diǎn)開(kāi)關(guān)，在檢測(cè)到原點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)時(shí)，觸塊繼續(xù)運(yùn)行一段距離dp1，到達(dá)反饋位置p1；觸塊繼續(xù)勻速前行，待觸塊邊沿離開(kāi)原點(diǎn)開(kāi)關(guān)后，繼續(xù)運(yùn)行一段距離dp2，到達(dá)反饋位置p2；觸塊反向以相同速度勻速通過(guò)原點(diǎn)開(kāi)關(guān)，得到相應(yīng)的反饋位置p3、p4；記錄觸塊最后停止時(shí)的反饋位置p5及z偏差z5；以p1、p2、p3、p4的平均值p0作為原點(diǎn)參考值；根據(jù)整圈z脈沖數(shù)c，反饋位置p5及z偏差z5，計(jì)算p0處的z偏差z0；計(jì)算反饋位置p5到真實(shí)原點(diǎn)p00的位移，機(jī)械手根據(jù)此位移返回原點(diǎn)。本發(fā)明進(jìn)一步提高了機(jī)械手回原的精準(zhǔn)度、重復(fù)定位精度及找回速度。
應(yīng)當(dāng)指出的是，上述說(shuō)明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改性、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。