Ispravljanje pogrešaka pozicioniranja u sustavu linearnog gibanja
Napredak servo tehnologije znači da kupci očekuju da će njihovi servo upravljački strojevi raditi sa sve većim performansama. Jedan indeks performansi je točnost pozicioniranja stroja. Bolja točnost stroja može osigurati da proizvedeni dijelovi i proizvodi imaju višu kvalitetu. Stoga, razvoj ležajeva vjeruje da je točno pozicioniranje ključni zahtjev pri odabiru ili razvoju servo sustava.
Čimbenici koji utječu na točnost
Tijekom rada, na točnost sustava može utjecati više uvjeta ili čimbenika, što rezultira neprihvatljivim performansama.
Enkoder: tijekom procesa proizvodnje takve opreme, mehaničke, elektroničke ili optičke greške u radu unesene u koder mogu dovesti do pogreške u pozicioniranju. Uvjeti okoline i elektronički šum također mogu utjecati na kvalitetu signala kodera.
Opterećenje: savijanje komponenti u mehaničkom sustavu može uzrokovati pogrešku u pozicioniranju.
Ortogonalnost: primjenjiva je za točno pozicioniranje kroz XY radni stol. Potezi osi X i Y osi moraju biti međusobno pod pravim kutom (ortogonalni). Ako dva reda poteza nisu ortogonalna, hod osi Y će proizvesti pogrešku pozicioniranja u smjeru X i obrnuto.
Zazor: zazor je funkcija zazora između zubaca u mjenjaču. Normalan zazor omogućuje spajanje zupčanika bez zaglavljivanja kako bi se osigurao prostor za podmazivanje. Na primjer, kada se matica vodećeg vijka često okreće u suprotnom smjeru, može doći do prekomjernog zazora, što rezultira pogreškom u pozicioniranju.
Histereza: pogreška histereze odnosi se na razliku između stvarnog položaja i naredbenog položaja uzrokovanu nedosljednim odgovorom sustava na povećane i smanjene ulazne signale.
Metoda ispravljanja grešaka
Da biste primijenili najučinkovitiju metodu za ispravljanje pogreške pozicioniranja, najprije utvrdite može li se pogreška ponoviti. Kada je odstupanje ciljnog položaja mjerljivo i ponovljivo, neke funkcije ili algoritmi se mogu koristiti u servo pogonu kako bi se postigla i održala potrebna točnost. Kada je pogreška pozicioniranja nasumična i nepravilna, najbolja korekcija može se postići vanjskom opremom. Zatim uzmite cdhd2 servo drajver kao primjer.
Ponovljivost pogreške
Ponovljivost se odnosi na sposobnost sustava kretanja da se uvijek iznova vraća u određeni položaj. Točnost se odnosi na vrijednost raspona mjerenja kada se sustav vrati u određeni položaj. Točnost se odnosi na blizinu sustava mjernom ili stvarnom položaju.
Općenito, ponovljivost pogreške pozicioniranja može se odrediti pomicanjem i mjerenjem definiranog položaja. Ovaj proces može koristiti vanjske precizne povratne uređaje, kao što su laserski interferometri.
Pretpostavimo da kontroler pokreta daje upute linearnoj fazi da se pomakne na određeni položaj. Nakon što je pokret završen, oprema će mjeriti stvarni položaj pozornice. Ponavljajte ciklus mjerenja gibanja naredbe dok ne možete utvrditi dolazi li do grešaka u pozicioniranju i, ako je tako, jesu li uvijek jednake. Pogreška pozicioniranja može varirati ovisno o procesu putovanja. Stoga je potrebno ispitati ponovljivost niza točaka u sustavu linearnog gibanja.
Kada se radi o pogreškama ponovljivosti, njihova pojava je predvidljiva, a firmware servo drajvera može pružiti potrebnu korekciju uz postizanje i održavanje točnosti bez pomoćnih ili vanjskih uređaja za povratnu informaciju.
Harmonična kompenzacija
Ako je potrebno razmotriti treba li u servo upravljačkoj petlji kompenzirati harmonike, smetnja u motociklu treba imati fiksni način rada. To pokazuje da postoji harmonijska greška u sustavu. Na primjer, zakretni moment motora uzrokovan je mehaničkom strukturom motora. Zakretni moment zupčanika obično se javlja u linearnom motoru sa željeznom jezgrom, tako da se može ispraviti harmoničnom kompenzacijom.
Cdhd2 servo drajver sadrži algoritam harmonijske kompenzacije za ispravljanje poremećaja zakretnog momenta i povratne sprege, koji mogu biti uzrokovani mehaničkim defektima u motoru i/ili defektima u povratnoj sprezi. Algoritam harmonijske korekcije može se nositi s poremećajem s ponovljivim načinom rada u nagibu motora u linearnom motoru ili mehaničkom brzinom u rotirajućem motoru.
Prije primjene algoritma također je važno ispravno identificirati izvor smetnji i koristiti ispravnu vrstu kompenzacije harmonika. Ako sustav usvoji povratnu spregu rezolvera i u svakom ciklusu se detektiraju dva načina smetnji, vjerojatno će mu trebati harmonijska kompenzacija temeljena na povratnim informacijama.
Ispravak mapiranja pogreške
Neke ponovljive pogreške pozicioniranja ne mogu se ispraviti analizom izraza. Sustav kretanja može izgubiti točnost i potrebno je kompenzirati samo nekoliko točaka duž hoda. Za takve pogreške može se koristiti vanjski mjerni uređaj za generiranje tablice mapiranja pogrešaka, koju vozač zatim može koristiti za kompenzaciju grešaka u određenim točkama.
Na primjer, položaj opterećenja na linearnoj osi može se izmjeriti laserskim interferometrom. Radi jednostavnosti, pretpostavljamo da je udaljenost osovine jedan metar. Softver pogona šalje naredbu za pomicanje motora u intervalu od 100 mm kako bi se motor pomaknuo unutar 10 položaja. Kada motor pomiče teret, interferometar će mjeriti udaljenost koju je prešao teret, a svaka točka će usporediti vrijednost udaljenosti s pozicijom enkodera motora. Razlika između dvije vrijednosti je greška pozicioniranja.
Jednom kada se generira karta pogreške, karta će biti pohranjena u nepromjenjivu memoriju pogona, a kompenzacija pogreške može se aktivirati u pogonue.
Umetnite algoritam između točaka. U ovom primjeru, kako bi pomaknuo pozornicu na poziciju 275 mm od ishodišta, kontroler uzima dvije najbliže podatkovne točke iz-tablice za pretraživanje (200 i 300 mm) i izračunava vrijednost korekcije na 275 mm.
Prednost metode ispravljanja pogreške pozicioniranja koju može izvesti cdhd2 servo drajver je u tome što vozač može dohvatiti vrijednost korekcije u stvarnom vremenu prema stvarnom položaju i primijeniti korekciju u stvarnom vremenu. Nakon što se ispravak provede, greška se može zanemariti i nije potreban dodatni uređaj za povratnu informaciju o položaju.
Dvostruko upravljanje petljom
Kako bi kompenzirao slučajne i neponovljive pogreške, sustav linearnog gibanja treba metodu za otkrivanje i upozoravanje vozača na greške tijekom rada. Učinkovita i relativno jeftina metoda za prevladavanje grešaka koje se ne ponavljaju je ugradnja drugog enkodera na teret u sustavu kretanja. Ovaj drugi enkoder može pružiti točnu povratnu informaciju u stvarnom vremenu kako bi kompenzirao odstupanje sustava kretanja.
Firmware u cdhd2 servo drajveru ima dvostruku kontrolnu petlju povratne sprege. U primjenama s dvije petlje, povratna sprega motora koristi se za petlju za kontrolu brzine i ispravljač, dok se sekundarna povratna sprega koristi za petlju položaja.
Cdhd2 upravljački program podržava različite sekundarne povratne uređaje, kao što su inkrementalni koder i serijski enkoder, kao i analogni uređaji za povratnu informaciju o položaju.
Konfiguracija s dvostrukom petljom treba prilagoditi udio sekundarne povratne informacije u odnosu na povratnu spregu motora i specifičnu metodu podešavanja.
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.
Kako bi se spriječio učinak zazora u sustavu Ge skenera, na osovinu se mogu spojiti dva enkodera. Na motoru je ugrađen enkoder s povratnom spregom položaja, dok sekundarni povratni enkoder prati opterećenje. Rješenje za kontrolu s dvostrukom petljom poboljšava stabilnost rada i točnost pozicioniranja slikovnog sustava. Također ima sigurnosnu funkciju otkrivanja odvajanja tereta ili sudara.
Bearing izložba je naučila da svaka primjena opreme za linearno kretanje ima jedinstvene izazove i rješenja. Svestranost cdhd2 pogona omogućuje korisnicima implementaciju nekih metoda ispravljanja pogrešaka– kao što je upravljanje s dvostrukom petljom, kompenzacija harmonika ili mapiranje pogrešaka za postizanje najveće točnosti i performansi stroja.
