專利名稱：一種用于激光切割設備上的運動機構的控制方法
技術領域：
本發明涉及一種用于激光切割設備上的運動機構的控制方法。
背景技術：
現有的用于激光切割設備上的運動機構的控制方法， 一般都是通過向PID (PID是比例proportion、積分integral、微分differential的英文縮寫。是控制理 論中的專用名詞，下同)控制器輸入一個PID參數控制激光切割設備上的運動 機構的運動，PID控制器原理如圖1所示。PID控制器的作用是平穩地消除運動 產生的偏差。在理想狀態下，通過設置一個PID參數(包括比例增益、微分增 益、積分增益、速度前饋增益、加速度前饋增益)即可將運動機構的跟隨誤差、 定位精度、定位時間和穩態誤差調整到理想狀態。但實際情況并非如此，運動機 '構的跟隨誤差、定位精度、定位時間和穩態誤差不僅與PID參數有關，與系統 的性能也有關系，如系統噪聲、運動機構剛性、零件的加工精度、運動部件的 摩擦系數、裝配誤差、設計誤差等，這些因素很難通過建立數學模型來準確掌握。 這些因素有時會導致運動機構產生較大的偏差，有時運動機構會產生振動或嘯 叫。要改進這些缺陷卻，只能降低系統指標。
發明內容
本發明提供一種用于激光切割設備上的運動機構的控制方法，以解決現有用 于激光切割設備上的運動機構的控制方法會因改進系統噪聲、運動機構剛性、零 .件的加工精度、運動部件的摩擦系數、裝配誤差、設計誤差等因素導致運動機構 產生較大的偏差和振動或嘯叫而必須降低系統指標的技術問題。
為了解決以上技術問題，本發明采取的技術方案是
一種用于激光切割設備上的運動機構的控制方法，通過向PID控制器輸入的PID參數控制激光切割設備上的運動機構的運動，其特征是包括以下步驟-
(一) 將PID參數設置為靜止PID參數；
(二) 判斷有無運動指令，如果有則將PID參數為運動PID參數，控制運動 機構的運動，否則，繼續判斷有無運動指令；
(三) 判斷運動機構運動是否完成，如果完成，則將PID參數設置回靜止PID 參數；否則，繼續判斷運動機構運動是否完成。
所述運動PID參數選自于運動PID參數數據庫，所述運動PID參數數據庫儲 存了根據運動機構所處的平面位置區域的不同所給出的所有區域的區域運動 PID參數；所述歩驟(二)中在判斷為有指令運動后，還繼續判斷運動機構的所 處位置，根據運動機構的所處位置選定其區域運動PID參數。
所述運動PID參數數據庫儲存的區域運動PID參數均為經驗數據。 所述向運動控制器輸入的PID參數均通過計算機軟件自動完成。 所述的靜止PID參數和區域運動PID參數可予以動態更改。 所述的靜止PID參數和運動PID參數數據庫里的區域運動PID參數可通過以 更改、添加和刪除的方式修改、增加或減少區域運動PID參數，并可修改各區 域運動PID參數所對應的區域。
在采用了上述技術方案后，由于將PID參數根據運動機構是否運動分為靜 止PID參數和運動PID參數，改變了現有技術不根據運動機構是否運動而使用 不同PID參數即使用固定PID參數，運動PID參數可以根據系統噪聲、運動機 構剛性、零件的加工精度、運動部件的摩擦系數、裝配誤差、設計誤差等因素進 行取值，解決了現有用于激光切割設備上的運動機構的控制方法會因改進系統噪 聲、運動機構剛性、零件的加工精度、運動部件的摩擦系數、裝配誤差、設計誤 差等因素導致運動機構產生較大的偏差和振動或嘯叫而必須降低系統指標的技 術問題。其次，由于運動PID參數選自于運動PID參數數據庫，運動PID參數 數據庫儲存了根據運動機構所處的平面位置區域的不同所給出的所有區域的區 域運動PID參數；即根據運動機構所處的平面位置區域可以選定不同的適合于 對應區域的區域運動P1D參數，使PID參數能更加精確的控制運動機構，大大 降低運動機構產生較大的偏差和減少振動或嘯叫。另外，向運動控制器輸入的 PID參數均通過計算機軟件自動完成，因此，自動化程度高，不需要人工介入。
4最后，由于，靜止PID參數和運動PID參數數據庫里的區域運動PID參數可通 過以更改、添加和刪除的方式修改、增加或減少區域運動PID參數> 并可修改 各區域運動PID參數所對應的區域，還可以動態修改，因此，即可根據不同的 系統設置不同的PID參數，還可以對同一系統的PID參數根據需要進行修正。 使用更加方便，適用范圍更廣。
圖1是用于激光切割設備上的的運動機構的控制方法的原理示意圖。 圖2是本發明方法的流程圖。
圖3是本發明中對運動機構所處位置進行區域劃分的示意圖。 圖4是本發明中運動機構所處位置所處不同區域的對應的區域運動PID參 數組成的運動PID參數數據庫。
具體實施例方式
如圖2所示， 一種用于激光切割設備上的運動機構的控制方法，通過向PID 控制器輸入的PID參數控制激光切割設備上的運動機構的運動，包括以下步驟.-
(一) 將PID參數設置為靜止PID參數；
(二) 判斷有無運動指令，如果有則將PID參數為運動PID參數，控制運動 機構的運動，運動PID參數選自于運動PID參數數據庫，并進而根據 運動機構的所處位置選定其區域運動PID參數，運動PID參數數據庫 儲存了根據運動機構所處的平面位置區域的不同所給出的所有區域 的區域運動PID參數；否則，繼續判斷有無運動指令；運動機構所處 的平面位置區域的劃分如圖3所示，圖中將XY運動平面分成了 n*n 個區域塊。區域塊的大小和多少可根據實際情況來決定。將劃分后的
區域塊定義成區域塊l，區域塊2，.....*,區域塊n。運動PID參數
數據庫如圖4所示，在每個區域塊調整X、 Y運動機構PID參數，得 到n組PID參數。
(三) 判斷運動機構運動是否完成,如果完成，則將PID參數設置回靜止PID 參數；否則，繼續判斷運動機構運動是否完成。運動PID參數數據庫儲存的區域運動PID參數均為經驗數據。向運動控制器 輸入的PID參數均通過計算機軟件自動完成。靜止PID參數和區域運動PID參 數可予以動態更改。靜止PID參數和運動PID參數數據庫里的區域運動PID參 數可通過以更改、添加和刪除的方式修改、增加或減少區域運動PID參數，并 可修改各區域運動PID參數所對應的區域。
本發明通過采用動態地改變伺服控制器的PID參數，進行運動機構的伺服 控制，可以有效地減小運動機構在各種狀態下的運動跟隨誤差，同時可以抑制運 動機構的振動，減少了對運動機構的性能要求，保證系統要求，從而降低了系統 的成本。眾所周知，PID控制器是 種線性控制器，往往要求被控對象的數學模 型也是線性的，或者能夠簡化成基本是線性的。而當被控對象的數學模型為非線 性時，則很難得到理想的控制效果。對于運動機構而言，由于存在上面提到的各 種不確定因素，在實際應用中，很難將PID控制器調整到理想狀態。本發明通 過動態的改變PID控制器的參數，來適應運動機構不同狀態，可以將運動機構 調整到一個理想狀態，從而滿足系統設計要求。
權利要求
1、一種用于激光切割設備上的運動機構的控制方法，通過向PID控制器輸入的PID參數控制激光切割設備上的運動機構的運動，其特征是包括以下步驟(一)將PID參數設置為靜止PID參數；(二)判斷有無運動指令，如果有則將PID參數為運動PID參數，控制運動機構的運動，否則，繼續判斷有無運動指令；(三)判斷運動機構運動是否完成，如果完成，則將PID參數設置回靜止PID參數；否則，繼續判斷運動機構運動是否完成。
2、 如權利要求1所述的用于激光切割設備上的運動機構的控制方法，其特征 是所述運動PID參數選自于運動PID參數數據庫，所述運動PID參數數據庫 儲存了根據運動機構所處的平面位置區域的不同所給出的所有區域的區域運動 PID參數；所述歩驟(二)中在判斷為有指令運動后，還繼續判斷運動機構的所 處位置，根據運動機構的所處位置選定其區域運動PID參數。
3、 如權利要求2所述的用于激光切割設備上的運動機構的控制方法，其特征 是所述運動PID參數數據庫儲存的區域運動PID參數均為經驗數據。
4、 如權利要求1或2或3所述的用于激光切割設備上的運動機構的控制方法， 其特征是所述向運動控制器輸入的PID參數均通過計算機軟件自動完成。
5、 如權利要求2或3所述的用于激光切割設備上的運動機構的控制方法，其 特征是所述的靜止PID參數和區域運動PID參數可予以動態更改。
6、 如權利要求4所述的用于激光切割設備上的的運動機構的控制方法，其特 征是所述的靜止PID參數和運動PID參數數據庫里的區域運動PID參數可通 過以更改、添加和刪除的方式修改、增加或減少區域運動PID參數，并可修改 各區域運動PID參數所對應的區域。
全文摘要
本發明涉及一種用于激光切割設備上的運動機構的控制方法，包括以下步驟(一)將PID參數設置為靜止PID參數；(二)判斷有無運動指令，如果有則將PID參數為運動PID參數，控制運動機構的運動，否則，繼續判斷有無運動指令；(三)判斷運動機構運動是否完成，如果完成，則將PID參數設置回靜止PID參數；否則，繼續判斷運動機構運動是否完成。由于將PID參數根據運動機構是否運動分為靜止PID參數和運動PID參數，改變了現有技術使用固定PID參數而導致運動機構產生較大的偏差和振動或嘯叫而必須降低系統指標的技術問題。
文檔編號G05B11/42GK101630143SQ200810068399
公開日2010年1月20日 申請日期2008年7月14日 優先權日2008年7月14日
發明者付學斌, 程金政, 宇 雷 申請人:深圳市華德激光技術有限公司