Development of motion control software function library for electromechanical equipment

WU Jichun; XU Ke; CHEN Lingyu; FAN Dapeng

doi:10.37188/OPE.20233101.0057

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Development of motion control software function library for electromechanical equipment

Independently Cotrollable Key Technology of manufacture equipment programmable control system | 更新时间：2023-02-07

- Development of motion control software function library for electromechanical equipment
- Optics and Precision Engineering Vol. 31, Issue 1, Pages: 57-68(2023)
- 作者机构：
  
  1.湘潭大学机械工程学院，湖南湘潭 411105
  2.国防科技大学智能科学学院，湖南长沙 410073
- 作者简介：
  
  E-mail：chenly2587@163.com
- 基金信息：
- DOI：10.37188/OPE.20233101.0057
  CLC： TP273
- Received：02 September 2022，
  
  Revised：30 September 2022，
  
  Published：10 January 2023
- 稿件说明：
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吴继春,许可,陈凌宇等.机电装备运动控制软件功能库开发[J].光学精密工程,2023,31(01):57-68.

WU Jichun,XU Ke,CHEN Lingyu,et al.Development of motion control software function library for electromechanical equipment[J].Optics and Precision Engineering,2023,31(01):57-68.
吴继春,许可,陈凌宇等.机电装备运动控制软件功能库开发[J].光学精密工程,2023,31(01):57-68. DOI： 10.37188/OPE.20233101.0057.

WU Jichun,XU Ke,CHEN Lingyu,et al.Development of motion control software function library for electromechanical equipment[J].Optics and Precision Engineering,2023,31(01):57-68. DOI： 10.37188/OPE.20233101.0057.

摘要

运动控制功能库是集成在可编程集成环境中的标准功能块集合，对于快速开发可重构PAC系统具有重要意义。为解决功能块的快速开发和控制系统的标准化开发问题，对功能块开发方法和关键技术进行研究，提出了一种基于PLCopen规范的运动控制功能库架构及其快速开发方法。对经典机电设备的伺服控制原理进行研究和分析，在国产编程开发工具上开发了一系列运动控制功能库。然后，基于“软件定义机器”思想，利用图形化的编程方式构建机电装备的运动控制系统，并在高精度旋转双棱镜等平台上进行验证。实验结果表明，所开发的功能块及系统能够完成目标运动，且自主可控系统的插补精度达到0.3 mm。因此，本文所提出的功能块的开发方法和功能库架构能够满足大部分机电设备的控制需要。

Abstract

A motion control function library comprises a set of standard functional blocks integrated in a programmable integrated environment， which is vital to the rapid development of reconfigurable PAC systems. To solve the problems associated with the rapid development of functional blocks and the standardized development of control systems， the development methods and key technologies of functional blocks are investigated in this study； In addition， a motion control function library architecture based on the PLC open specification and its rapid development method are proposed. First， the servo control principle of classical electromechanical equipment is investigated and analyzed， and a series of motion control function libraries are developed via domestic programming and development tools. Subsequently， based on the idea of software-defined machines， a motion control system of mechanical and electrical equipment is constructed via graphical programming and then verified on a high-precision rotating double prism. Experimental results show that the developed functional block can complete the target motion and that the highest interpolation accuracy achievable by the autonomous controllable system is 0.3 mm. Therefore， the proposed development method for functional blocks and function library architectures can satisfy the control requirements of most electromechanical devices.

关键词

Keywords

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