Коррекция ошибок позиционирования в системе линейного перемещения
Развитие сервотехнологий означает, что клиенты ожидают, что их машины с сервоуправлением будут работать с все более и более высокой производительностью. Одним из показателей производительности является точность позиционирования машины. Более высокая точность станка может гарантировать, что изготовленные детали и изделия будут иметь более высокое качество. Поэтому в отделе разработки подшипников считают, что точное позиционирование является ключевым требованием при выборе или разработке сервосистемы.
Факторы, влияющие на точность
Во время работы на точность системы могут влиять многочисленные условия или факторы, что приводит к неприемлемым характеристикам.
Энкодер: в процессе производства такого оборудования дефекты механических, электронных или оптических характеристик, внесенные в энкодер, могут привести к ошибке позиционирования. Условия окружающей среды и электронные помехи также могут влиять на качество сигнала энкодера.
Нагрузка: изгиб компонентов механической системы может привести к ошибке позиционирования.
Ортогональность: применима для реализации точного позиционирования с помощью рабочего места XY. Штрихи оси X и оси Y должны располагаться под прямым углом друг к другу (ортогонально). Если два ряда штрихов не являются ортогональными, штрих по оси Y приведет к ошибке позиционирования в направлении X и наоборот.
Люфт: люфт зависит от зазора между зацепляющимися зубьями в трансмиссии. Нормальный люфт позволяет шестерням сцепляться, не слипаясь, обеспечивая пространство для смазки. Например, когда гайка ходового винта часто вращается в противоположном направлении, может возникнуть чрезмерный люфт, что приведет к ошибке позиционирования.
Гистерезис: ошибка гистерезиса относится к разнице между фактическим положением и положением команды, вызванной непостоянной реакцией системы на увеличение и уменьшение входных сигналов.
Метод исправления ошибок
Чтобы применить наиболее эффективный метод исправления ошибки позиционирования, сначала определите, повторяется ли ошибка. Когда отклонение целевого положения измеримо и воспроизводимо, в сервоприводе можно использовать некоторые функции или алгоритмы для достижения и поддержания необходимой точности. Когда ошибка позиционирования является случайной и нерегулярной, наилучшая коррекция может быть достигнута с помощью внешнего оборудования. Далее возьмем в качестве примера сервопривод cdhd2.
Повторяемость ошибок
Повторяемость относится к способности системы движения возвращаться в определенное положение снова и снова. Точность относится к значению диапазона измерения, когда система возвращается в определенное положение. Точность относится к близости системы к измерению или реальному положению.
Как правило, повторяемость ошибки позиционирования можно определить путем перемещения и измерения определенного положения. В этом процессе могут использоваться внешние прецизионные устройства обратной связи, такие как лазерные интерферометры.
Предположим, контроллер движения дает команду линейной фазе переместиться в определенную позицию. Как только движение будет завершено, оборудование измерит фактическое положение сцены. Повторяйте цикл измерения командного движения до тех пор, пока не сможете определить, возникают ли ошибки позиционирования, и если да, то всегда ли они одинаковы. Ошибка позиционирования может варьироваться в зависимости от процесса перемещения. Следовательно, необходимо проверить повторяемость ряда точек в системе линейного движения.
Когда это ошибки повторяемости, их появление предсказуемо, и микропрограмма сервопривода может обеспечить необходимую коррекцию при достижении и поддержании точности без дополнительных или внешних устройств обратной связи.
Гармоническая компенсация
Если необходимо рассмотреть вопрос о том, следует ли компенсировать гармоники в контуре сервоуправления, возмущение в цикле двигателя должно иметь фиксированный режим. Это показывает, что в системе присутствует гармоническая ошибка. Например, зубчатый крутящий момент двигателя обусловлен механической конструкцией двигателя. Зубчатый крутящий момент обычно возникает в линейных двигателях с железным сердечником, поэтому его можно исправить с помощью компенсации гармоник.
Серводрайвер cdhd2 содержит алгоритм компенсации гармоник для исправления нарушений крутящего момента и обратной связи, которые могут быть вызваны механическими дефектами двигателя и/или дефектами обратной связи. Алгоритм коррекции гармоник может обрабатывать помехи в повторяющемся режиме шага двигателя в линейном двигателе или механической скорости вращающегося двигателя.
Перед применением алгоритма также важно правильно идентифицировать источник помех и использовать правильный тип компенсации гармоник. Если в системе применяется обратная связь резольвера и в каждом цикле обнаруживаются два режима помех, скорее всего, потребуется компенсация гармоник на основе обратной связи.
Исправление ошибок сопоставления
Некоторые повторяющиеся ошибки позиционирования не могут быть исправлены путем анализа выражений. Система движения может потерять точность, и компенсировать нужно будет только несколько точек вдоль хода. Для таких ошибок можно использовать внешнее измерительное устройство для создания таблицы сопоставления ошибок, которая затем может использоваться водителем для компенсации ошибок в определенных точках.
Например, положение груза на линейной оси можно измерить лазерным интерферометром. Для простоты примем, что расстояние перемещения вала равно одному метру. Программное обеспечение привода отправляет команду на перемещение двигателя с интервалом 100 мм, чтобы двигатель перемещался в пределах 10 позиций. Когда двигатель перемещает нагрузку, интерферометр измеряет расстояние, пройденное нагрузкой, и каждая точка сравнивает значение расстояния с положением энкодера двигателя. Разница между двумя значениями и есть ошибка позиционирования.
После создания карты ошибок она сохраняется в энергонезависимой памяти привода, и в приводе можно активировать компенсацию ошибок.e.
Вставьте алгоритм между точками. В этом примере, чтобы переместить столик в положение 275 мм от исходной точки, контроллер берет две ближайшие точки данных из справочной таблицы (200 и 300 мм) и вычисляет значение коррекции на 275 мм. мм.
Преимущество метода исправления ошибок позиционирования, который может выполнять серводрайвер cdhd2, заключается в том, что драйвер может получить значение коррекции в реальном времени в соответствии с фактическим положением и применить коррекцию в реальном времени. После корректировки ошибка может быть проигнорирована, и дополнительное устройство обратной связи по положению не требуется.
Двойной контур управления
Чтобы компенсировать случайные и неповторимые ошибки, системе линейного движения необходим метод обнаружения и предупреждения водителя об ошибках во время работы. Эффективным и относительно недорогим методом преодоления неповторяющихся ошибок является установка второго энкодера на нагрузку в системе движения. Этот второй энкодер может обеспечить точную обратную связь в режиме реального времени для компенсации отклонения системы движения.
Прошивка сервопривода cdhd2 имеет двойной контур управления с обратной связью. В приложениях с двойным контуром обратная связь двигателя используется для контура управления скоростью и выпрямителя, а вторичная обратная связь используется для контура положения.
Драйвер Cdhd2 поддерживает различные вторичные устройства обратной связи, такие как инкрементный энкодер и последовательный энкодер, а также аналоговые устройства обратной связи по положению.
Конфигурация с двойным контуром требует настройки пропорции вторичной обратной связи к обратной связи двигателя и конкретного метода настройки.
This dual feedback control loop has been implemented in a series of GE Medical PET / CT scanners for clinical imaging, in which the patient's pedestal bracket shaft is mechanically driven by a ball screw.
Чтобы противодействовать эффекту люфта в системе сканера Ge, к валу можно подключить два энкодера. Энкодер обратной связи по положению установлен на двигателе, а вторичный энкодер обратной связи контролирует нагрузку. Решение с двойным контуром управления повышает стабильность работы и точность позиционирования системы визуализации. Он также имеет функцию безопасности обнаружения отрыва груза или столкновения.
На выставке подшипников стало известно, что каждое применение оборудования для линейного перемещения имеет уникальные проблемы и решения. Универсальность дисков cdhd2 позволяет клиентам реализовать некоторые методы исправления ошибок.– таких как двухконтурное управление, компенсация гармоник или отображение ошибок для достижения высочайшей точности и производительности машины.
