基于现场总线的双CNC轴同步协调控制方法研究

　　双轴运动要绘制的指令曲线如图8所示(心形曲线在X轴方向上的轨迹)。运动轴的参数配置设置如3.1节提到。图9给出了主从方式与双轴协调方式下两同步轴x轴和x’轴的跟随误差曲线的比较。

图8实验加工的曲线图

图9跟随误差比较 

　　注：实验中将运动过程中的EMC2 halscope中保存的同步误差采集回来后在Matlab重新绘制指令曲线、跟随误差曲线以及同步误差曲线。采样周期为1ms。由图9可得，不论是主从同步控制还是双轴协调控制。两个同步轴的跟随误差基本相同即同步误差较小。但是双轴协调下的跟随误差要小于主从式双轴同步控制下的跟随误差。

　　图10为双轴协调式与主从式同步控制的同步误差比较曲线图。从误差曲线比较图可以发现采用双轴协调式的同步误差控制效果明显好于主从式的控制效果。尤其是在3s-4s以及6s-7s这两个时间段，电机加减速运动控制较为明显，跟随误差和同步误差都比较大，双轴协调式控制由于两个同步轴的响应速度快，同步误差得到了较好的控制，控制精度比主从式控制有了明显的提高。表2以量化的形式给出了两种方式在同步控制效果上的比较。

图10双轴协调式与主从式同步误差比较

　　从表2可知，基于总线的双轴同步协调控制方法较主从式控制有效地减小了同步误差，使同步控制效果得到了较好的提高。同时该方法也减小了两个轴的跟随误差。

5 结论

　　本文分析了传统的基于数控系统实现的双轴主从同步控制方法存在的问题，在此基础上结合运动控制总线的发展趋势提出了基于现场总线的双轴同步协调控制方法。这种方法克服了双轴主从同步控制方法的缺点，并充分发挥了自身控制效果的优势。最后通过具体的实验过程和数据对比分析。证明该方法具有更好的控制精度。这种基于现场总线的双轴同步控制方法，应用了主流的数字现场总线通讯技术，符合运动控制的技术发展方向。