一種基于機器視覺的伺服電機控制系統技術方案

本發明專利技術公開了一種基于機器視覺的伺服電機控制系統，涉及伺服系統技術領域，獲取單元，獲取伺服電機的相關基本信息；操作單元，搭建伺服電機控制模型，通過接口電路連接伺服電機和控制器，將

【技術實現步驟摘要】
一種基于機器視覺的伺服電機控制系統


[0001]本專利技術涉及伺服系統
，具體為一種基于機器視覺的伺服電機控制系統
。

技術介紹

[0002]伺服系統又稱隨動系統，是用來精確地跟隨或復現某個過程的反饋控制系統；伺服系統使物體的位置
、
方位
、
狀態等輸出被控量能夠跟隨輸入目標
(
或給定值
)
的任意變化的自動控制系統；它的主要任務是按控制命令的要求
、
對功率進行放大
、
變換與調控等處理，使驅動裝置輸出的力矩
、
速度和位置控制非常靈活方便；在很多情況下，伺服系統專指被控制量
(
系統的輸出量
)
是機械位移或位移速度
、
加速度的反饋控制系統，其作用是使輸出的機械位移
(
或轉角
)
準確地跟蹤輸入的位移
(
或轉角
)
，其結構組成和其他形式的反饋控制系統沒有原則上的區別
。
[0003]目前對于伺服電機的控制通常涉及較多類型的控制系統，存在例如：申請公布號為
CN 101738978A
的中國專利技術專利公開了多軸伺服電機控制系統，用于完成對多軸在相互不影響的前提下進行同步控制；申請公布號為
CN111342709A
的中國專利技術專利公開了多伺服電機控制系統，用于通過對總線結構進行的設計完成對布線和數據傳輸的控制
。
[0004]在以上專利技術申請以及現有技術中，雖然存在有關伺服電機自身或參數對控制提供修正參數，其中對于機芯轉動時振動幅度而言，其雖然能夠通過調整轉速來進行調整，但為了保證控制的精度，對于伺服電機本身的工作效率則無法提供保證或是得不到有效的解決，對于伺服電機的運轉參數并未給出有效的分析，參數中提及的振動幅度對整個伺服電機的影響是至關重要的，若是幅度超過預定值則導致電機無法繼續使用，將振動幅度與其他參數進行統一分析并不合理，同時也勢必會影響所得系數的精準性
。

技術實現思路

[0005](
一
)
解決的技術問題
[0006]針對現有技術的不足，本專利技術提供了一種基于機器視覺的伺服電機控制系統，通過搭建伺服電機控制模型，針對伺服電機內芯運轉位置偏差的情景，借助機器視覺識別模塊完成對內芯位置的監測，并將偏差量與電機機芯運轉狀態評估值
Mse
中的數據集進行分離，加設機芯運轉參數
Nr
，從而有效提高整個系統控制的精度，也保證伺服電機處于穩定的工作狀態，解決了
技術介紹
中提出的問題
。
[0007](
二
)
技術方案
[0008]為實現以上目的，本專利技術通過以下技術方案予以實現：
[0009]一種基于機器視覺的伺服電機控制系統，包括：
[0010]獲取單元，獲取伺服電機的相關基本信息；
[0011]操作單元，搭建伺服電機控制模型，通過接口電路連接伺服電機和控制器，將
CANopen
協議棧
、
機器視覺識別模塊搭載于控制器內，在
CANopen
協議棧初始化后，機器視覺識別模塊完成對伺服電機內轉動機芯位置的掃描處理；上述說明的機器視覺識別模塊位于
對應的伺服電機內，從俯視的視角上完成對伺服電機內機芯截面的掃描，基于機器視覺識別模塊原先錄入的標準框，在機器視覺識別模塊內配設的探頭監測下，能夠實時完成對實物機芯外邊緣與標準框之間間距的監控，并在等間隔式的時間點下，完成對曲線數據表的形成；而后依據的掃描處理結果即為曲線數據表，若是曲線數據表波動值處于
0.1mm
及以內，則表示不存在位置偏差，該伺服電機運行正常；若是曲線數據表波動值處于
0.1mm
以上，則表示存在位置偏差，該伺服電機需要停機維護，該部分也即為步驟二中所需表述的內容；
[0012]判斷單元，控制器內置的第一判斷模塊完成對掃描處理結果和正常位置作出對比；
[0013]若是存在位置偏差，則通過機器視覺識別模塊計算并得出偏差量，并反饋至搭建伺服電機控制模型；若不存在位置偏差，則切換至控制系統建立的運行模塊，執行對運行模式的操作，建立伺服電機運行參數的數據集，并關聯獲取電機機芯運轉狀態評估值
Mse
，通過運行模塊內置的第二判斷模塊完成對電機機芯運轉狀態評估值
Mse
的判斷；若電機機芯運轉狀態評估值
Mse
未超過預定閥值，則切換不同模式完成對伺服電機的調整；若電機機芯運轉狀態評估值
Mse
超過預定閥值，則表示伺服電機工作正常；
[0014]記錄單元，持續運行對電機機芯運轉狀態評估值
Mse
所需數據集的監控模塊，記錄數據集中的各個參數，并標記超過標準范圍的參數，最后對伺服電機運行狀態進行記錄和備份
。
[0015]進一步的，在所述獲取單元中，伺服電機的相關基本信息至少包括接口電路型號
、
選用的控制器型號以及伺服電機本身的型號
。
[0016]進一步的，在所述操作單元中，選擇適配類型的接口電路連接對應的伺服電機和控制器，接通電源后，
CANopen
協議棧進入初始化，控制器初始化并激活控制系統中的各個模塊，此時的機器視覺識別模塊完成掃描處理，得到運行狀態下機芯相較于靜止狀態下機芯邊沿的偏差量，并形成曲線數據表反饋至搭建伺服電機控制模型；
[0017]需要注意的是：
CANopen
協議棧是一種基于
CAN
總線的通信協議，它定義了一系列的規則和協議，用于實現不同設備之間的通信；
CANopen
協議棧是
CANopen
協議的軟件實現，負責將
CAN
物理層上的數據轉化為符合
CANopen
協議規定格式的信息，并在這些信息中完成設備之間的通信；其中，
CANopen
協議棧的作用包括以下幾個方面：一是數據幀格式轉換
:CANopen
協議棧將物理層的
CAN
信號轉化為正確的
CANopen
格式，至少包括：設備
ID、
數據內容；二是狀態機實現：
CANopen
協議棧包括一組狀態機，用于管理
CANopen
協議規定的所有狀態和狀態轉換，保證了通信的正確性和可靠性；三是應用層協議的處理：
CANopen
協議棧支持
CANopen
協議中的所有應用層協議，包括
SDO(
服務數據對象
)
和
PDO(
過程數據對象
)
，用于處理設備之間的數據交換；四是網絡管理：
...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.
一種基于機器視覺的伺服電機控制系統，其特征在于：包括，獲取單元，獲取伺服電機的相關基本信息；操作單元，搭建伺服電機控制模型，通過接口電路連接伺服電機和控制器，將
CANopen
協議棧
、
機器視覺識別模塊搭載于控制器內，在
CANopen
協議棧初始化后，機器視覺識別模塊完成對伺服電機內轉動機芯位置的掃描處理；判斷單元，控制器內置的第一判斷模塊完成對掃描處理結果和正常位置作出對比；若是存在位置偏差，則通過機器視覺識別模塊計算并得出偏差量，并反饋至搭建伺服電機控制模型；若不存在位置偏差，則切換至控制系統建立的運行模塊，執行對運行模式的操作，建立伺服電機運行參數的數據集，并關聯獲取電機機芯運轉狀態評估值
Mse
，通過運行模塊內置的第二判斷模塊完成對電機機芯運轉狀態評估值
Mse
的判斷；若電機機芯運轉狀態評估值
Mse
未超過預定閥值，則切換不同模式完成對伺服電機的調整；若電機機芯運轉狀態評估值
Mse
超過預定閥值，則表示伺服電機工作正常；記錄單元，持續運行對電機機芯運轉狀態評估值
Mse
所需數據集的監控模塊，記錄數據集中的各個參數，并標記超過標準范圍的參數，最后對伺服電機運行狀態進行記錄和備份
。2.
根據權利要求1所述的一種基于機器視覺的伺服電機控制系統，其特征在于：在所述獲取單元中，伺服電機的相關基本信息至少包括接口電路型號
、
選用的控制器型號以及伺服電機本身的型號
。3.
根據權利要求2所述的一種基于機器視覺的伺服電機控制系統，其特征在于：在所述操作單元中，選擇適配類型的接口電路連接對應的伺服電機和控制器，接通電源后，
CANopen
協議棧進入初始化，控制器初始化并激活控制系統中的各個模塊，此時的機器視覺識別模塊完成掃描處理，得到運行狀態下機芯相較于靜止狀態下機芯邊沿的偏差量，并形成曲線數據表反饋至搭建伺服電機控制模型
。4.
根據權利要求3所述的一種基于機器視覺的伺服電機控制系統，其特征在于：在所述判斷單元中，第一判斷模塊依據的掃描處理結果即為曲線數據表，若是曲線數據表波動值處于
0.1mm
及以內，則表示不存在位置偏差，該伺服電機運行正常；若是曲線數據表波動值處于
0.1mm
以上，則表示存在位置偏差，該伺服電機需要停機維護
。5.
根據權利要求4所述的一種基于機器視覺的伺服電機控制系統，其特征在于：在所述運行模塊中，建立伺服電機運行參數的數據集包括機芯運轉速度
V、
伺服電機運行溫度
T
以及機芯運轉參數
Nr
；其中，在伺服電機處于運轉狀態下，通過轉速傳感器對機芯平均速度進行記錄，獲取該單位時間內機芯運轉速度
V

【專利技術屬性】
技術研發人員：孔麗，馮志，高亞強，
申請(專利權)人：蘇州金鑰匙自動化設備有限公司，
類型：發明
國別省市：