多拼接面形变及平面度精细调整系统、方法、设备及应用

技术领域

本发明属于机电一体化与自动化控制技术领域，尤其涉及一种多拼接面形变及平面度精细调整系统、方法、设备及应用。

背景技术

目前，在工厂的零件加工或存储操作中，通常对加工面的平面度有较高的要求。一旦由于外界因素如负载、温度造成加工面的变形，零件的质量会大大下降，就会对工厂造成一定的经济损失和不良的社会影响。针对上述问题，研究多拼接面形变及平面度精细调整系统是必要的。

目前，采用运动控制器的控制系统具有响应速度快、应用灵活、适应性强等优点，但由于市场上的产品主要是针对通用的使用环境开发，对于本文的多拼接面形变及平面度精细调整目的不能满足，所以需要设计专用的运动控制系统来对其进行精确控制，以便针对多拼接面形变及平面度调整的特点，定制出符合要求的产品。目前控制系统设计中常用的方法是基于ARM+FPGA架构实现的，两者都是独立元件，且需要片外总线通信的方式，但这种实现方式会占用ARM和FPGA的之间通讯总线的资源，抗干扰能力差，影响通讯速度，且通讯传递结构较为复杂。对于多拼接面形变及平面度精细调整系统，由于其运动支链多、信号处理实时性要求高、运算量大，减少资源消耗、加快通讯速度是必须要保证的。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：目前市场上的运动控制产品存在灵活性和扩展性差、可移植性差、自主可控性差等缺点，且控制系统设计中常规独立元件ARM+FPGA方式实现方式会占用资源，抗干扰能力差，影响速度。在工厂的流水线等加工操作中，常会由于外界因素造成加工面的形变及平面度的改变，增加零件不合格的数量，造成工厂经济损失，耗费人力物力。

解决以上问题及缺陷的难度为：首先，在解决运动控制产品存在的扩展性差的问题时，需要同时考虑到硬件和软件的要求，并且在整个系统平台搭建的过程中也要做到最大化的灵活性和可扩展性；其次，一般而言，一个特定的运动控制产品需要有专门上位机软件与之配套使用，当上位机软件从一个运行环境移植到另一个环境时，进行多平台融合时存在一定的困难；目前，以ARM+FPGA作为核心处理器的运动控制系统已经成为运动控制技术发展的主流方向，技术较为成熟，而要开发的Zynq-7000 SoC多核异构处理器，市场上所应用的产品并不太多，相对而言，没有太多的经验借以参考；同时，系统不仅要实现对多组拼接面的同步调整，保证平面度要求，还要通过并联冗余机构的位姿解析，调整拼接面变形，对于系统控制方法及程序的设计都有更高的要求。

解决以上问题及缺陷的意义为：国内研究的大多数运动控制系统开发成本低、控制精度不高，适用于对精度要求不高的企业。与其他运动控制技术进行对比之后，采用Zynq-7000 SoC作为核心处理器，可以简化系统设计，片内总线AXI将ARM Cortex-A9硬核处理器与Xilinx 7系列FPGA高速互联，具有高性能、高带宽、低延迟的优点，提高了系统的响应速度；FPGA的并行处理能力，不仅降低了硬件成本，也使得系统的设计更加灵活，可靠性、扩展性和可移植性都大大增强；同时方便根据企业的特殊工艺要求和技术要求进行性能的个性化定制，形成独特的产品，使系统的设计可以根据不同的设计要求而进行特殊定制；另外，利用多拼接面形变的平面度精细调整系统可以迅速而又准确地对多拼接面形变及平面度进行调整，可以大大减少工厂经济损失，并帮助企业建立良好的社会形象，从而带动社会和经济的发展。未来，运动控制技术将会朝着开放式、数字化、智能化、网络化、高速率、高精度、高可靠性的趋势发展。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种多拼接面形变及平面度精细调整系统、方法、设备及应用。

本发明是这样实现的，一种多拼接面形变及平面度精细调整方法，所述多拼接面形变及平面度精细调整方法包括：

激光雷达测试拼接面的各个靶标点的坐标值，并通过RS422接口传给专用运动控制卡的ARM微处理器，ARM微处理器计算拼接面平面度，若平面度发生变化，先确定发生变形的拼接面，并解算出各支链需要调整的位移量，通过片内高速总线AXI传送给FPGA中的伺服驱动与位移检测IP；

FPGA的伺服驱动与位移检测IP将需要调整的位移量转换为对应交流伺服电机的方向及脉冲数发送给伺服驱动装置，伺服驱动装置驱动电控升降台上的伺服电机正反运转，控制拼接面平台的上下运动，利用安装在电控升降台上的增量式直线光栅传感器实时检测电控升降台的位移信息反馈给ARM端；

ARM端接收信息后，将解算出的各支链需要调整的位移量与增量式直线光栅传感器检测到的电控升降台的位移量进行比较，若两者差值不在允许的误差范围内，再次发送控制指令，控制电机运转，直至误差达到设计的精度要求，形成内闭环反馈系统；

拼接面平台在其可允许的运动范围内，每次调整完成后，通过激光雷达测量拼接面的各个靶标点坐标值，传给ARM端，ARM端计算平面度，若未在精度范围内，重复上述过程，直至多组拼接面平台的位姿达到调整系统的精度要求，形成外闭环反馈系统；

在电机运动过程中，若某电控升降台运动到达限位，或者完成上述调整运动，则向专用运动控制卡发送信号，触发中断，使交流伺服电机停止运转，控制系统停止运行；

某些拼接面因温度、负载等引起变形，则由RAM端根据形变状态，拟合出最佳的运动方案，在拼接面可允许的运动范围内，完成各拼接面的形变调整；同时，也可精确调整系统总的平面度，RAM端可控制多组拼接面运动，使系统达到理想的位姿状态；

多拼接面形变及平面度精细调整方法对多个拼接面都为同步调整，同一时间能完成对多个拼接面的控制，在短时间内即可完成对拼接面的形变及平面度的调整，调整效率高。

进一步，所述多拼接面形变及平面度精细调整方法采用双闭环测量反馈的方法，增量式直线光栅传感器实时测量电控升降台的位移量，将数据反馈至专用运动控制卡中进行调节，保证单条支链的运动精度≤0.5μm；激光雷达对调整平面的整体平面度进行测量反馈，在总面积为75m

进一步，所述多拼接面形变及平面度精细调整方法采用并联冗余机构的位姿解析算法，以拼接面平台的几何中心为原点建立动态坐标系O-XYZ，以平台原点在地面上的对应点为原点建立静态坐标系O′-X′Y′Z′；拼接面四个靶标点B

根据并联机构结构可知，B

A

拼接面四个靶标点B

G＝[g

那么拼接面4条运动支链的运动长度为：

完成机构的逆解，已知各靶标点的目标姿态，求各运动支链的运动距离。

本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：

激光雷达测试拼接面的各个靶标点的坐标值，并通过RS422接口传给专用运动控制卡的ARM微处理器，ARM微处理器计算拼接面平面度，若平面度发生变化，先确定发生变形的拼接面，并解算出各支链需要调整的位移量，通过片内高速总线AXI传送给FPGA中的伺服驱动与位移检测IP；

FPGA的伺服驱动与位移检测IP将需要调整的位移量转换为对应交流伺服电机的方向及脉冲数发送给伺服驱动装置，伺服驱动装置驱动电控升降台上的伺服电机正反运转，控制拼接面平台的上下运动，利用安装在电控升降台上的增量式直线光栅传感器实时检测电控升降台的位移信息反馈给ARM端；

ARM端接收信息后，将解算出的各支链需要调整的位移量与增量式直线光栅传感器检测到的电控升降台位移量进行比较，若两者差值不在允许的误差范围内，再次发送控制指令，控制电机运转，直至误差达到设计的精度要求，形成内闭环反馈系统；

拼接面平台在其可允许的运动范围内，每次调整完成后，通过激光雷达测量拼接面的各个靶标点坐标值，传给ARM端，ARM端计算平面度，若未在精度范围内，重复上述过程，直至多组拼接面平台的位姿达到调整系统的精度要求，形成外闭环反馈系统；

在电机运动过程中，若某电控升降台运动到达限位，或者完成上述调整运动，则向专用运动控制卡发送信号，触发中断，使交流伺服电机停止运转，控制系统停止运行。

本发明的另一目的在于提供一种实施所述多拼接面形变及平面度精细调整方法的多拼接面形变及平面度精细调整系统，所述多拼接面形变及平面度精细调整系统包括：拼接面平台、专用运动控制卡、拼接面伺服驱动及光栅检测扩展卡、双闭环测量反馈装置、伺服驱动装置、电控升降台以及人机交互模块；

每组平台机构包括拼接面、四条运动支链和相对应的四个靶标点；每条运动支链采用电控升降台作为驱动部件，电控升降台采用伺服驱动装置作为驱动元件，通过丝杠和楔块结构将电机的旋转转换为负载平台竖直方向的运动；

专用运动控制卡，包括运动控制板卡及其嵌入式程序，采用多核异构处理器Zynq-7000处理平台，作为该系统核心部分，为调整系统提供信号处理和控制的硬件平台，并结合其嵌入式程序实现对各条运动支链精准调整，并完成对控制系统的反馈调节；

拼接面伺服驱动及光栅检测扩展卡，将电机信号调理电路、限位信号调理电路、光栅信号调理电路等硬件模块集成一体，并采用PCIE接口与专用运动控制卡连接，便于拼接面的扩展；

双闭环测量反馈装置，包括增量式直线光栅传感器和激光雷达，增量式直线光栅传感器安装在电控升降台上，激光雷达通过RS-422接口与专用运动控制卡通信；

伺服驱动装置，包括伺服驱动器和交流伺服电机，其与拼接面伺服驱动及光栅检测扩展卡相连，伺服驱动器驱动交流伺服电机转动，控制电控升降台及拼接面平台运动；人机交互模块，采用触摸显示屏，与专用运动控制卡通过RS-232接口通信。

进一步，所述专用运动控制卡与拼接面平台之间，通过拼接面扩展模块连接，拼接面扩展模块包括拼接面伺服驱动及光栅检测扩展卡、伺服驱动装置、电控升降台以及增量式直线光栅传感器，拼接面伺服驱动及光栅检测扩展卡与专用运动控制卡是基于PCIE总线结构，电控升降台是固定在拼接面平台的下方。

进一步，所述专用运动控制卡结构包括Zynq-7z020核心模块、RS-422接口、JTAG接口、RS-232接口、PCIE接口、电源模块及其它外设接口；Zynq-7z020核心模块采用Xilinx的Zynq-7000 SoC多核异构处理器，该芯片为全可编程片上系统，将ARM Cortex-A9硬核处理器与Xilinx 7系列FPGA整合，通过片内总线AXI高速互联。

进一步，FPGA逻辑电路，负责完成交流伺服电机的驱动、光栅信号的采集处理、AXI-Lite总线协议以及PCIE接口扩展功能；

ARM微处理器，交流伺服电机的控制、光栅信号的反馈处理、并联冗余机构的位姿解析算法以及串口通信。

进一步，所述拼接面伺服驱动及光栅检测扩展卡，包括光栅信号调理电路、电机信号调理电路、限位信号调理电路、PCIE接口、电源模块、隔离电路及差分电路；通过PCIE接口与专用运动控制卡相连，通过电机信号调理电路控制驱动装置，经过光栅信号调理电路反馈光栅检测值，限位信号调理电路捕捉限位信息，传给专用运动控制卡；将伺服驱动及光栅检测的硬件信号调理都集成于该扩展卡。

本发明的另一目的在于提供一种机电一体化与自动化控制系统，所述机电一体化与自动化控制系统用于实现所述的多拼接面形变及平面度精细调整方法。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：

(1)本发明采用与传统基于ARM+FPGA架构实现的控制系统不同的设计方法，采用Xilinx的Zynq-7000 SoC多核异构处理器，该芯片为全可编程片上系统，ARM硬核处理器与Xilinx 7系列FPGA通过片内总线AXI高速互联，以提供相对较高的系统性能并减少资源消耗；

(2)本发明在专用运动控制卡中集成了并联冗余机构的位姿解析算法，能实现各种场合对拼接面的变形及平面度的精确调整，达到系统理想的平面度要求；

(3)本发明专用运动控制卡与拼接面伺服驱动及光栅检测扩展卡之间基于PCIE总线结构，不仅通讯速度快，还便于拼接面的扩展，根据需求增加或减少拼接面，使系统更具灵活性、可扩展性、通用性；

(4)本发明设计了双闭环测量反馈装置，增量式直线光栅保证了单条运动支链的精度，误差范围可控制在0.5μm；激光雷达优化系统的整体平面度，在总面积为75m

本发明的拼接面伺服驱动及光栅检测扩展卡，将电机信号调理电路、限位信号调理电路、光栅信号调理电路等硬件模块集成一体，并留有PCIE接口，便于拼接面的扩展；伺服驱动装置，包括伺服驱动器和交流伺服电机，其与拼接面伺服驱动及光栅检测扩展卡相连，伺服驱动器接收到对拼接面平台的控制信息，驱动交流伺服电机转动，使调整平台机构运动到目标位姿；拼接面平台会因温度、负载等引起变形，通过对变形状态分析，拟合出最佳的运动方案，使四条支链运动量为最小，从而完成拼接面的变形调整；拼接面平台在其可允许的运动范围内，进行各自变形调整的同时，还要保证最终的多组拼接面位姿达到系统要求的平面度范围。

本发明专用运动控制卡采用Xilinx的Zynq-7000 SoC多核异构处理器，该芯片为全可编程片上系统，将ARM Cortex-A9硬核处理器与Xilinx 7系列FPGA进行完美整合，二者通过片内总线AXI高速互联，以提供相对较高的系统性能、灵活性；拼接面伺服驱动及光栅检测扩展卡与专用运动控制卡是基于PCIE总线结构，具有可扩展性，可根据需要，增加或减少控制的拼接面；双闭环测量反馈装置采用双闭环反馈的方法，使调整系统的精度得到双重保证；增量式直线光栅传感器实时测量电控升降台的位移量，将数据反馈至专用运动控制卡中进行调节，保证单条支链的运动精度；激光雷达测量调整平面的各靶标点坐标值，反馈给专用运动控制卡，由ARM微处理器计算出整体平面度，以优化调整系统的控制精度；伺服驱动装置采用交流伺服电机作为驱动元件，功率大、灵敏度高，在拼接面因外界因素产生较大变形的情况下，也可平稳可靠地控制拼接面运动。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的多拼接面形变及平面度精细调整方法流程图。

图2是本发明实施例提供的多拼接面形变及平面度精细调整系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的专用运动控制卡结构示意图。

图4是本发明实施例提供的拼接面伺服驱动及光栅检测扩展卡结构示意图。

图5是本发明实施例提供的单条支链运动轨迹图。

图6是本发明实施例提供的拼接面平台仿真结果图。

图7是本发明实施例提供的拼接面调整前与调整后的虚拟样机YZ方向视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种多拼接面形变及平面度精细调整系统、方法、设备及应用，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明提供的多拼接面形变及平面度精细调整方法包括以下步骤：

S101：激光雷达测试拼接面的各个靶标点的坐标值，并通过RS422接口传给专用运动控制卡的ARM微处理器，ARM微处理器计算拼接面平面度，若平面度发生变化，先确定发生变形的拼接面，并解算出各支链需要调整的位移量，通过片内高速总线AXI传送给FPGA中的伺服驱动与位移检测IP；

S102：FPGA的伺服驱动与位移检测IP将需要调整的位移量转换为对应交流伺服电机的方向及脉冲数发送给伺服驱动装置，伺服驱动装置驱动电控升降台上的伺服电机正反运转，控制拼接面平台的上下运动，利用安装在电控升降台上的增量式直线光栅传感器实时检测电控升降台的位移信息反馈给ARM端；

S103：ARM端接收信息后，将解算出的各支链需要调整的位移量与增量式直线光栅传感器检测到的电控升降台位移量进行比较，若两者差值不在允许的误差范围内，再次发送控制指令，控制电机运转，直至误差达到设计的精度要求，形成内闭环反馈系统；

S104：拼接面平台在其可允许的运动范围内，每次调整完成后，通过激光雷达测量拼接面的各个靶标点坐标值，传给ARM端，ARM端计算平面度，若未在精度范围内，重复上述过程，直至多组拼接面平台的位姿达到调整系统的精度要求，形成外闭环反馈系统；

S105：在电机运动过程中，若某电控升降台运动到达限位，或者完成上述调整运动，则向专用运动控制卡发送信号，触发中断，使交流伺服电机停止运转，控制系统停止运行。

本发明提供的多拼接面形变及平面度精细调整方法业内的普通技术人员还可以采用其他的步骤实施，图1的本发明提供的多拼接面形变及平面度精细调整方法仅仅是一个具体实施例而已。

本发明多拼接面形变及平面度精细调整系统主要实现对拼接面的变形及整体平面度的精确调整。当拼接面由于外界因素发生变形或者平面度改变，操作该精细调整系统，控制拼接面的四条运动支链，该运动支链即由伺服电机驱动的电控升降台，且在支链运动过程中，通过安装在电控升降台上的直线光栅传感器实时反馈拼接面实际运动的上下位移，达到闭环控制的目的。当多组拼接面每完成一次平面度调整，使用激光雷达测量各靶标点坐标值，在ARM中计算出平面度，若不在误差范围内，继续控制支链运动，直至满足设计要求，采用双闭环模式，使控制系统更精准。

如图2所示，本发明提供的多拼接面形变及平面度精细调整系统包括：拼接面平台、专用运动控制卡、拼接面伺服驱动及光栅检测扩展卡、双闭环测量反馈装置、伺服驱动装置、电控升降台以及人机交互模块。

每组平台机构包括拼接面、四条运动支链和相对应的四个靶标点；每条运动支链采用电控升降台作为驱动部件，电控升降台采用伺服驱动装置作为驱动元件，通过丝杠和楔块结构将电机的旋转转换为负载平台竖直方向的运动。

专用运动控制卡，包括运动控制板卡及其嵌入式程序，采用多核异构处理器Zynq-7000处理平台，作为该系统核心部分，主要为调整系统提供信号处理和控制的硬件平台，并结合其嵌入式程序实现对各条运动支链精准调整，并完成对控制系统的反馈调节。

拼接面伺服驱动及光栅检测扩展卡，将电机信号调理电路、限位信号调理电路、光栅信号调理电路等硬件模块集成一体，并采用PCIE接口与专用运动控制卡连接，便于拼接面的扩展。

双闭环测量反馈装置，包括增量式直线光栅传感器和激光雷达，增量式直线光栅传感器安装在电控升降台上，激光雷达通过RS-422接口与专用运动控制卡通信。

伺服驱动装置，包括伺服驱动器和交流伺服电机，其与拼接面伺服驱动及光栅检测扩展卡相连，伺服驱动器驱动交流伺服电机转动，控制电控升降台及拼接面平台运动；

人机交互模块，采用触摸显示屏，与专用运动控制卡通过RS-232接口通信。

进一步，专用运动控制卡与拼接面平台之间，通过拼接面扩展模块连接，拼接面扩展模块包括拼接面伺服驱动及光栅检测扩展卡、伺服驱动装置、电控升降台以及增量式直线光栅传感器，拼接面伺服驱动及光栅检测扩展卡与专用运动控制卡是基于PCIE总线结构，电控升降台是固定在拼接面平台的下方，该设计使系统具有可扩展性，可根据需要，增加或减少控制的拼接面。

该系统采用双闭环测量反馈的方法，使调整系统的精度得到双重保证；增量式直线光栅传感器实时测量电控升降台的位移量，将数据反馈至专用运动控制卡中进行调节，保证单条支链的运动精度≤0.5μm；激光雷达对调整平面的整体平面度进行测量反馈，在总面积为75m

本发明的多拼接面形变及平面度精细调整系统的调整方法包括：

(1)激光雷达测试拼接面的各个靶标点的坐标值，并通过RS422接口传给专用运动控制卡的ARM微处理器，ARM微处理器计算拼接面平面度，若平面度发生变化，先确定发生变形的拼接面，并解算出各支链需要调整的位移量，通过片内高速总线AXI传送给FPGA中的伺服驱动与位移检测IP；

(2)FPGA的伺服驱动与位移检测IP将需要调整的位移量转换为对应交流伺服电机的方向及脉冲数发送给伺服驱动装置，伺服驱动装置驱动电控升降台上的伺服电机正反运转，控制拼接面平台的上下运动，利用安装在电控升降台上的增量式直线光栅传感器实时检测电控升降台的位移信息反馈给ARM端；

(3)ARM端接收信息后，将解算出的各支链需要调整的位移量与增量式直线光栅传感器检测到的电控升降台位移量进行比较，若两者差值不在允许的误差范围内，再次发送控制指令，控制电机运转，直至误差达到设计的精度要求，形成内闭环反馈系统；

(4)拼接面平台在其可允许的运动范围内，每次调整完成后，用激光雷达测量拼接面的各个靶标点坐标值，传给ARM端，ARM端计算平面度，若未在精度范围内，重复上述过程，直至多组拼接面平台的位姿达到调整系统的精度要求，形成外闭环反馈系统；

(5)在电机运动过程中，若某电控升降台运动到达限位，或者完成某次运动，则向专用运动控制卡发送信号，触发中断，使交流伺服电机停止运转，控制系统停止运行；

(6)某些拼接面因温度、负载等引起变形，则由RAM端根据形变状态，拟合出最佳的运动方案，在拼接面可允许的运动范围内，完成各拼接面的形变调整；同时，也可精确调整系统总的平面度，RAM端可控制多组拼接面运动，使系统达到理想的位姿状态；

(7)多拼接面形变及平面度精细调整方法对多个拼接面都为同步调整，同一时间能完成对多个拼接面的控制，在短时间内即可完成对拼接面的形变及平面度的调整，调整效率高。

如图3所示，为专用运动控制卡结构示意图，包括Zynq-7z020核心模块、RS-422接口、JTAG接口、RS-232接口、PCIE接口、电源模块及其它外设接口；Zynq-7z020核心模块采用Xilinx的Zynq-7000 SoC多核异构处理器，该芯片为全可编程片上系统，将ARM Cortex-A9硬核处理器与Xilinx 7系列FPGA进行完美整合，二者通过片内总线AXI高速互联，以提供相对较高的系统性能、灵活性。

FPGA逻辑电路，负责完成交流伺服电机的驱动、光栅信号的采集处理、AXI-Lite总线协议以及PCIE接口扩展等功能。

ARM微处理器，主要负责交流伺服电机的控制、光栅信号的反馈处理、并联冗余机构的位姿解析算法以及串口通信等。

本实施例中，所述专用运动控制卡集成了并联冗余机构的位姿解析算法，以拼接面平台的几何中心为原点建立动态坐标系O-XYZ，以平台原点在地面上的对应点为原点建立静态坐标系O′-X′Y′Z′；拼接面四个靶标点B

根据并联机构结构可知，B

A

拼接面四个靶标点B

G＝[g

那么拼接面4条运动支链的运动长度为：

完成机构的逆解，已知各靶标点的目标姿态，求各运动支链的运动距离。

如图4所示，为拼接面伺服驱动及光栅检测扩展卡结构示意图，包括光栅信号调理电路、电机信号调理电路、限位信号调理电路、PCIE接口、电源模块、隔离电路及差分电路；通过PCIE接口与专用运动控制卡相连，通过电机信号调理电路控制驱动装置，经过光栅信号调理电路反馈光栅检测值，限位信号调理电路捕捉限位信息，传给专用运动控制卡；将伺服驱动及光栅检测的硬件信号调理都集成于该扩展卡，使系统更具有灵活性，同时提高效率，易于操作。

下面结合测试对本发明的技术效果作详细的描述。

本实际测试单条支链运动量的实验数据如表1所示：

表1：

单条支链运动控制测试结果表明，所设计的多拼接面形变及平面度精细调整系统实现了基于直线光栅传感器的闭环反馈控制，保证单条支链的运动精度≤0.5μm。采用高精度直线光栅传感器反馈调节，极大地提高了由交流伺服电机驱动的调整机构支链的运动精度，为拼接面的形变及平面度的精细控制奠定了基础。

系统平面度测试数据如表2所示，表中的测试数据以拼接面的1-2号靶标点为原点，以1-2号靶标点指向1-1号靶标点的直线为y轴正方向，以1号拼接面的法向量作为z轴正方向，x轴通过右手定则确定。

表2：

激光雷达对调整平面的各个靶标点进行测量反馈，在ARM端计算整体平面度，测试结果表明，在总面积为75m

如图5所示，为本发明实施例提供的单条支链运动轨迹图，依次绘制出了单条支链的运动距离-时间、速度-时间和加速度-时间的曲线图。如图中所示，单条支链的运动轨迹为梯形速度曲线，运动状态可分为三个阶段，第一阶段，速度按照设定的加速度值从零匀加速到最大速度；第二阶段，加速度为零值，速度保持已达到的最大速度值运行；第三阶段，按设定的加速度减速到零，此时达到要求的目标位置。对于交流伺服电机而言，加减速的过程不仅有利于电机的平稳运行，也是克服共振和堵转，获取较大力矩，提高控制精度的一种有效方式。

如图6所示，为拼接面平台仿真结果图，为了得到直观的可视化结构模型，实现控制系统的设计，由于机构的控制中各个构件的模型较为复杂，而在控制时一般不会考虑，所以在设计时使用了拼接面平台机构的基本数据进行设计。首先应建立上下平台的模型，通过解析算法求出各支链向量，最后在MATLAB中绘制系统的上下平台以及支链得到的平台模型。

如图7所示，为拼接面调整前与调整后的虚拟样机YZ方向视图，基于MATLAB软件自行设计并实现了多拼接面形变及平面度精细调整系统虚拟仿真平台，完成了调整机构的运动规划及三维模型的构建和运动控制仿真。从仿真结果可看出，调整系统对拼接面有较好的变形及平面度控制功能，实现对多组拼接面的精细调整。

应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。