【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能控制，尤其涉及一种考虑平行度和垂直度误差的龙门平台运动学建模方法。
技术介绍
1、随着国内高端制造业的发展，鉴于龙门双驱具有大行程、高速等优点，因此绝大多数高端制造装备的xy两轴平面运动平台均采用龙门双驱的结构，即横梁的两端分别由电机驱动。冗余驱动的双电机间不可避免地存在着耦合，如何实现双电机的运动高度协同是保证运动平台末端定位精度的核心问题。
2、如图1所示，两条导轨平行度存在误差，横梁与导轨的垂直度精度不足，当电机y1和电机y2进行纯位置同步的运动时，则导致横梁及其连接件受迫变形严重。不仅无法保证平台末端位置的高精度，而且增加了横梁振动、能耗增加、甚至结构件损坏等问题。
3、现有技术中有提高龙门平台定位精度的方法，如cn115390512b公开的柔性龙门双驱系统及其机电联合解耦运动控制方法，通过柔性支撑装置实现电机y1和电机y2与横梁的连接，使龙门双驱系统的结构复杂且控制方法复杂。又如cn116803604a公开的一种龙门平台校准方法及龙门平台，以测量定标点坐标的方式计算偏移交和偏移量，以偏移量计算龙门平台运动补偿量。该专利技术并没有考虑两条导轨平行度存在误差，以及横梁与导轨的垂直度精度不足的问题，使误差测量精度低且难以达到更精准的驱动控制。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提出一种考虑平行度和垂直度误差的龙门平台运动学建模方法，适用于实际龙门平台的运动学规划路径，定位精度高；
2、本专利技术的另一目的在于提出一种龙门
3、本专利技术的另一目的在于提出一种龙门平台装置，结构简单且定位精度高，还能避免运动过程中横梁及其连接件受迫变形。
4、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
5、一种考虑平行度和垂直度误差的龙门平台运动学建模方法，应用于龙门平台装置，所述龙门平台装置包括横梁、第一导轨和第二导轨，所述横梁的一端与所述第一导轨滑动配合，所述横梁的另一端与所述第二导轨滑动配合；所述第一导轨设置有第一纵向电机，所述第二导轨设置有第二纵向电机，所述第一纵向电机和所述第二纵向电机分别与所述横梁的两端连接；所述横梁设置有横向电机，所述横向电机用于驱动龙门平台沿所述横梁移动；
6、所述方法包括以下步骤：
7、(1)建立二维坐标系
8、以所述第一导轨为基准导轨，以所述第一纵向电机的初始位置为原点，在所述第一导轨和所述第二导轨所在平面建立二维坐标系o0，在该坐标系下，所述第一纵向电机运动后的坐标为y1′(0，y1)，所述第二纵向电机运动后的坐标为y2′(x2，y2)，所述龙门平台运动后位置坐标为(x，y)；
9、所述横梁的长度为l，所述第一导轨和所述第二导轨之间的平行度误差为α，所述横梁与所述第一电机初始位置处所述第一导轨的垂直度误差为β0；
10、(2)构建运动学正解模型
11、已知所述第一纵向电机、所述第二纵向电机和所述横向电机已运动的位移为ye1、ye2、xe，xz0为所述横向电机的初始偏移量，求解龙门平台的位移xr，yr：
12、
13、(3)构建运动学逆解模型
14、已知所述龙门平台的位移xr，yr，求解所述第一纵向电机、所述第二纵向电机和所述横向电机所需要运动的位移ye1、ye2、xe：
15、其中，β为运动后的垂直度误差。
16、进一步的，所述步骤(2)中，构建运动学正解模型的步骤如下：
17、已知所述第一纵向电机、所述第二纵向电机和所述横向电机已运动的位移为ye1、ye2、xe，xz0为所述横向电机的初始偏移量；
18、各点的坐标值：
19、x0＝xz0，y0＝xz0β0，y1＝ye1
20、x2＝l cosβ0+ye2α，y2＝lβ0+ye2cosα 公式(1-1)；
21、运动后的垂直度误差β为：
22、
23、运动后末端位置x为：
24、x＝xe1cosβ0+xz0 公式(1-3)；
25、则运动学正解值xr，yr为：
26、
27、进一步的，所述步骤(3)中，构建运动学逆解模型的步骤如下：
28、已知所述龙门平台的位移xr，yr，x，y，x2的值为：
29、x＝xz0+xr，y＝xz0β0+yr
30、x2＝lcosβ0+yrα 公式(1-5)；
31、根据机几何关系获得方程组：
32、
33、解得坐标(y1，y2)的值为：
34、
35、运动后的垂直度误差β为：
36、
37、所述第一纵向电机、所述第二纵向电机和所述横向电机所需要运动的位移ye1、ye2、xe：
38、
39、进一步的，所述公式(1-5)中，x2的值属于估计值，令ye2≈yr。
40、一种龙门平台控制方法，利用上述的考虑平行度和垂直度误差的龙门平台运动学建模方法；
41、所述龙门平台控制方法包括以下步骤：
42、获取龙门平台运动后的期望位移xr，yr；
43、通过所述运动学逆解模型，得出所述横向电机、所述第一纵向电机和所述第二纵向电机所需要运动的位移xe，ye1，ye2；
44、控制所述第一纵向电机、所述第二纵向电机和所述横向电机移动；
45、获取所述横向电机、所述第一纵向电机和所述第二纵向电机的实际位移xt1，yt1，yt2；
46、通过所述运动学正解模型，得出所述龙门平台运动后的实际位置(x，y)；
47、补偿所述龙门平台运动后的期望位置(xr，yr)与实际位置(x，y)的偏差。
48、进一步的，通过位移传感器获取所述横向电机、所述第一纵向电机和所述第二纵向电机的实际位移xt1，yt1，yt2。
49、进一步的，以测量方式获得所述平行度误差α和垂直度误差为β0。
50、一种龙门平台装置，应用上述的龙门平台控制方法，所述龙门平台装置包括横梁、第一导轨和第二导轨，所述横梁的一端与所述第一导轨滑动配合，所述横梁的另一端与所述第二导轨滑动配合；所述第一导轨设置有第一纵向电机，所述第二导轨设置有第二纵向电机，所述第一纵向电机和所述第二纵向电机分别与所述横梁的两端连接；所述横梁设置有横向电机，所述横向电机用于驱动龙门平台沿所述横梁移动；
51、所述龙门平台装置还包括控制器和位移传感器，所述位移传感器用于感应所述横向电机和所述第一纵向电机和所述第二纵向电机的位移，并将位移数据发送至控制器；
52、所述控制器储存有所述运动学正解模型和所述运动学逆解模型，所述控制器用于根据龙门平台运动后的期望位移和所述运动学逆解模型得出所述横向电机、所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑平行度和垂直度误差的龙门平台运动学建模方法，其特征在于，应用于龙门平台装置，所述龙门平台装置包括横梁、第一导轨和第二导轨，所述横梁的一端与所述第一导轨滑动配合，所述横梁的另一端与所述第二导轨滑动配合；所述第一导轨设置有第一纵向电机，所述第二导轨设置有第二纵向电机，所述第一纵向电机和所述第二纵向电机分别与所述横梁的两端连接；所述横梁设置有横向电机，所述横向电机用于驱动龙门平台沿所述横梁移动；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，构建运动学正解模型的步骤如下：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，构建运动学逆解模型的步骤如下：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述公式(1-5)中，x2的值属于估计值，令ye2≈yr。
5.一种龙门平台控制方法，其特征在于，利用权利要求1-4任一项所述的考虑平行度和垂直度误差的龙门平台运动学建模方法；
6.根据权利要求5所述的龙门平台控制方法，其特征在于，通过位移传感器获取所述横向电机、所述第一纵向电机和所述第二纵向电机的实
7.根据权利要求5所述的龙门平台控制方法，其特征在于，以测量方式获得所述平行度误差α和垂直度误差为β0。
8.一种龙门平台装置，其特征在于，应用权利要求5所述的龙门平台控制方法，所述龙门平台装置包括横梁、第一导轨和第二导轨，所述横梁的一端与所述第一导轨滑动配合，所述横梁的另一端与所述第二导轨滑动配合；所述第一导轨设置有第一纵向电机，所述第二导轨设置有第二纵向电机，所述第一纵向电机和所述第二纵向电机分别与所述横梁的两端连接；所述横梁设置有横向电机，所述横向电机用于驱动龙门平台沿所述横梁移动；
...【技术特征摘要】
1.一种考虑平行度和垂直度误差的龙门平台运动学建模方法，其特征在于，应用于龙门平台装置，所述龙门平台装置包括横梁、第一导轨和第二导轨，所述横梁的一端与所述第一导轨滑动配合，所述横梁的另一端与所述第二导轨滑动配合；所述第一导轨设置有第一纵向电机，所述第二导轨设置有第二纵向电机，所述第一纵向电机和所述第二纵向电机分别与所述横梁的两端连接；所述横梁设置有横向电机，所述横向电机用于驱动龙门平台沿所述横梁移动；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，构建运动学正解模型的步骤如下：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，构建运动学逆解模型的步骤如下：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述公式(1-5)中，x2的值属于估计值，令ye2≈yr。
5.一种龙门平台控制方法，其特征...
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