Oprava chyby polohovania v lineárnom pohybovom systéme

Pokrok servo technológie znamená, že zákazníci očakávajú, že ich servo riadiace stroje budú fungovať s vyšším a vyšším výkonom. Jedným z výkonnostných indexov je presnosť polohovania stroja. Lepšia presnosť stroja môže zabezpečiť vyššiu kvalitu vyrobených dielov a výrobkov. Preto sa vývoj ložísk domnieva, že presné umiestnenie je kľúčovou požiadavkou pri výbere alebo vývoji servo systému.

Faktory ovplyvňujúce presnosť

Počas prevádzky môže byť presnosť systému ovplyvnená viacerými podmienkami alebo faktormi, čo vedie k neprijateľnému výkonu.

Kódovač: počas výrobného procesu takéhoto zariadenia môžu mechanické, elektronické alebo optické výkonnostné chyby zavedené do kódovača viesť k chybe umiestnenia. Podmienky prostredia a elektronický hluk môžu tiež ovplyvniť kvalitu signálu kódovača.

Zaťaženie: ohýbanie komponentov v mechanickom systéme môže spôsobiť chybu pri umiestňovaní.

Ortogonalita: je vhodné realizovať presné polohovanie prostredníctvom pracovného stola XY. Ťahy osi X a osi Y musia byť v pravom uhle k sebe (ortogonálne). Ak dva riadky ťahov nie sú ortogonálne, zdvih osi Y spôsobí chybu umiestnenia v smere X a naopak.

Spätná väzba: spätná väzba je funkciou voľného priestoru medzi sieťovacími zubami v prenose. Normálna spätná väzba umožňuje ozubeným kolesám sieťovať bez toho, aby sa spojili, aby poskytli mazací priestor. Napríklad, keď sa olovená skrutková matica často otáča v opačnom smere, môže dôjsť k nadmernej spätnej väzbe, čo má za následok chybu umiestnenia.

Hysteréza: hysterézna chyba sa vzťahuje na rozdiel medzi skutočnou polohou a pozíciou príkazu spôsobenou nekonzistentnou reakciou systému na zvýšené a znížené vstupné signály.

Metóda opravy chýb

Ak chcete použiť najefektívnejšiu metódu na opravu chyby polohovania, najprv zistite, či je chyba opakovateľná. Keď je odchýlka cieľovej polohy merateľná a opakovateľná, niektoré funkcie alebo algoritmy môžu byť použité v servo pohone na dosiahnutie a udržanie potrebnej presnosti. Ak je chyba polohovania náhodná a nepravidelná, najlepšiu korekciu možno dosiahnuť externým zariadením. Ďalej si vezmite cdhd2 servo ovládač ako príklad.

Opakovateľnosť chýb

Opakovateľnosť sa vzťahuje na schopnosť pohybového systému vrátiť sa znova a znova do konkrétnej polohy. Presnosť sa vzťahuje na hodnotu meracieho rozsahu, keď sa systém vráti do konkrétnej polohy. Presnosť sa vzťahuje na blízkosť systému k meraniu alebo skutočnej polohe.

Všeobecne platí, že opakovateľnosť chyby polohovania môže byť určená pohybom a meraním definovanej polohy. Tento proces môže používať externé zariadenia na presnú spätnú väzbu, ako sú laserové interferometre.

Predpokladajme, že regulátor pohybu inštruuje lineárnu fázu, aby sa presunula do konkrétnej polohy. Po dokončení pohybu zariadenie zmeria skutočnú polohu pódia. Opakujte cyklus merania pohybu príkazu, kým nebudete môcť určiť, či sa vyskytnú chyby polohovania, a ak áno, či sú vždy rovnaké. Chyba polohovania sa môže líšiť v závislosti od procesu cestovania. Preto je potrebné otestovať opakovateľnosť série bodov v lineárnom pohybovom systéme.

Keď ide o chyby opakovateľnosti, ich výskyt je predvídateľný a firmvér servo ovládača môže poskytnúť potrebnú opravu pri dosahovaní a udržiavaní presnosti bez pomocných alebo externých zariadení spätnej väzby.

Harmonická kompenzácia

Ak je potrebné zvážiť, či by sa slučka regulácie servo mala kompenzovať za harmonické, rušenie motocykla by malo mať pevný režim. To ukazuje, že v systéme sa vyskytla harmonická chyba. Napríklad krútiaci moment motora je spôsobený mechanickou konštrukciou motora. Cogging krútiaci moment sa zvyčajne vyskytuje v lineárnom motore železného jadra, takže ho možno korigovať harmonickou kompenzáciou.

Servo ovládač cdhd2 obsahuje harmonický kompenzačný algoritmus na korekciu porúch krútiaceho momentu a spätnej väzby, ktoré môžu byť spôsobené mechanickými chybami v motore a / alebo chybami spätnej väzby. Harmonický korekčný algoritmus dokáže zvládnuť rušenie opakovateľným režimom v rozstupe motora v lineárnom motore alebo mechanickou rýchlosťou v rotujúcom motore.

Pred použitím algoritmu je tiež dôležité správne identifikovať zdroj rušenia a použiť správny typ harmonickej kompenzácie. Ak systém prijme spätnú väzbu riešiteľa a v každom cykle sa zistia dva režimy rušenia, pravdepodobne bude potrebovať harmonickú kompenzáciu založenú na spätnej väzbe.

Oprava mapovania chýb

Niektoré opakovateľné chyby polohovania nie je možné opraviť analýzou výrazov. Pohybový systém môže stratiť presnosť a je potrebné kompenzovať len niekoľko bodov pozdĺž zdvihu. Pri takýchto chybách sa môže použiť externé meracie zariadenie na generovanie tabuľky mapovania chýb, ktorú potom môže vodič použiť na kompenzáciu chýb v konkrétnych bodoch.

Napríklad polohu zaťaženia na lineárnej osi možno merať laserovým interferometrom. Pre jednoduchosť predpokladáme, že cestovná vzdialenosť hriadeľa je jeden meter. Softvér pohonu odošle príkaz na pohyb motora v intervale 100 mm, aby sa motor pohyboval v 10 polohách. Keď motor pohybuje nákladom, interferometer zmeria vzdialenosť prejdenú nákladom a každý bod porovná hodnotu vzdialenosti s polohou kódovača motora. Rozdiel medzi týmito dvoma hodnotami je chyba polohovania.

Po vygenerovaní chybovej mapy sa mapa uloží do nevolatilnej pamäte jednotky a kompenzácia chýb sa môže aktivovať v drive.

Vložte algoritmus medzi body. V tomto príklade, aby sa pódium presunulo do polohy 275 mm od začiatku, ovládač odoberie dva najbližšie dátové body z vyhľadávacej tabuľky (200 a 300 mm) a vypočíta korekčnú hodnotu na 275 mm.

Výhodou metódy korekcie chyby polohovania, ktorú môže vykonať ovládač servo cdhd2, je to, že ovládač môže získať opravnú hodnotu v reálnom čase podľa skutočnej polohy a použiť korekciu v reálnom čase. Po implementácii opravy je možné chybu ignorovať a nie je potrebné žiadne ďalšie zariadenie na spätnú väzbu polohy.

Ovládanie dvojitej slučky

Na kompenzáciu náhodných a neopakovateľných chýb potrebuje lineárny pohybový systém metódu na detekciu a varovanie vodiča pred chybami počas prevádzky. Efektívnou a relatívne lacnou metódou na prekonanie neopakujúcich sa chýb je inštalácia druhého kódovača na zaťaženie v pohybovom systéme. Tento druhý kódovač môže poskytnúť presnú spätnú väzbu v reálnom čase na kompenzáciu odchýlky pohybového systému.

Firmvér v ovládači servo cdhd2 má dvojitú riadiacu slučku spätnej väzby. V aplikáciách s dvoma slučkami sa spätná väzba motora používa na slučku regulácie rýchlosti a usmerňovač, zatiaľ čo sekundárna spätná väzba sa používa pre slučku polohy.

Ovládač Cdhd2 podporuje rôzne zariadenia na sekundárnu spätnú väzbu, ako je prírastkový kódovač a sériový kódovač, ako aj zariadenia na spätnú väzbu analógovej polohy.

Konfigurácia duálnej slučky musí upraviť podiel sekundárnej spätnej väzby na spätnú väzbu motora a špecifickú metódu nastavenia.

Táto dvojitá riadiaca slučka spätnej väzby bola implementovaná do série GE Medical PET / CT skenerov pre klinické zobrazovanie, v ktorých je hriadeľ konzoly podstavca pacienta mechanicky poháňaný guľovou skrutkou.

Aby sa zabránilo účinku spätnej väzby v skenerovom systéme Ge, môžu byť k hriadeľu pripojené dva kódovače. Kódovač spätnej väzby polohy je nainštalovaný na motore, zatiaľ čo sekundárny kódovač spätnej väzby monitoruje zaťaženie. Riešenie riadenia dvojitej slučky zlepšuje prevádzkovú stabilitu a presnosť polohovania zobrazovacieho systému. Má tiež bezpečnostnú funkciu detekcie odpojenia nákladu alebo kolízie.

Výstava ložiska zistila, že každá aplikácia lineárneho pohybového zariadenia má jedinečné výzvy a riešenia. Všestrannosť jednotiek cdhd2 umožňuje zákazníkom implementovať niektoré metódy opravy chýb–ako je ovládanie dvojitou slučkou, harmonická kompenzácia alebo mapovanie chýb na dosiahnutie najvyššej presnosti a výkonu stroja.