Popravek pozicijskih napak v sistemu linearnega gibanja
Napredek servo tehnologije pomeni, da kupci pričakujejo, da bodo njihovi servo krmilni stroji delovali z vedno večjo zmogljivostjo. En indeks uspešnosti je natančnost pozicioniranja stroja. Boljša natančnost stroja lahko zagotovi, da imajo izdelani deli in izdelki višjo kakovost. Zato pri razvoju ležajev verjamejo, da je natančno pozicioniranje ključna zahteva pri izbiri ali razvoju servo sistema.
Dejavniki, ki vplivajo na natančnost
Med delovanjem lahko na natančnost sistema vpliva več pogojev ali dejavnikov, kar ima za posledico nesprejemljivo delovanje.
Dajalnik: med proizvodnim postopkom takšne opreme lahko mehanske, elektronske ali optične napake v delovanju, ki so vnesene v kodirnik, povzročijo napako pri pozicioniranju. Okoljski pogoji in elektronski šum lahko vplivajo tudi na kakovost signala dajalnika.
Obremenitev: upogibanje komponent v mehanskem sistemu lahko povzroči napako pri pozicioniranju.
Ortogonalnost: uporabna je za natančno pozicioniranje prek XY delovne mize. Poteze osi X in osi Y morajo biti med seboj pravokotno (ortogonalno). Če dve vrsti gibov nista pravokotni, bo hod osi Y povzročil napako pri pozicioniranju v smeri X in obratno.
Odmik: zračnost je funkcija razmika med ušesnimi zobmi v menjalniku. Običajna zračnost omogoča, da se zobniki združijo, ne da bi se zataknili skupaj, da zagotovijo prostor za mazanje. Na primer, ko se matica vodilnega vijaka pogosto vrti v nasprotni smeri, lahko pride do prevelikega zračnosti, kar povzroči napako pri pozicioniranju.
Histereza: napaka histereze se nanaša na razliko med dejanskim in ukaznim položajem, ki je posledica nedoslednega odziva sistema na povečane in zmanjšane vhodne signale.
Metoda popravljanja napak
Če želite uporabiti najučinkovitejšo metodo za odpravo napake pri pozicioniranju, najprej ugotovite, ali je napaka ponovljiva. Kadar je odstopanje ciljnega položaja merljivo in ponovljivo, se lahko v servo pogonu uporabijo nekatere funkcije ali algoritmi za doseganje in ohranjanje potrebne natančnosti. Kadar je napaka pri pozicioniranju naključna in nepravilna, je najboljši popravek mogoče doseči z zunanjo opremo. Nato vzemite za primer gonilnik servo cdhd2.
Ponovljivost napak
Ponovljivost se nanaša na sposobnost sistema gibanja, da se vedno znova vrača v določen položaj. Natančnost se nanaša na vrednost merilnega območja, ko se sistem vrne v določen položaj. Natančnost se nanaša na bližino sistema do meritve ali dejanskega položaja.
Na splošno je ponovljivost pozicijske napake mogoče določiti s premikanjem in merjenjem definiranega položaja. Ta postopek lahko uporablja zunanje naprave za natančne povratne informacije, kot so laserski interferometri.
Recimo, da krmilnik gibanja ukaže linearni fazi, da se premakne na določen položaj. Ko je gibanje končano, bo oprema izmerila dejanski položaj odra. Ponavljajte ukazni cikel merjenja gibanja, dokler ne ugotovite, ali se pojavljajo napake pri pozicioniranju in če so, ali so vedno enake. Napaka pri pozicioniranju se lahko razlikuje glede na potovalni proces. Zato je treba preizkusiti ponovljivost niza točk v sistemu linearnega gibanja.
Kadar gre za napake ponovljivosti, je njihov pojav predvidljiv in strojna programska oprema servo gonilnika lahko zagotovi potrebne popravke, hkrati pa doseže in ohranja natančnost brez pomožnih ali zunanjih povratnih naprav.
Harmonična kompenzacija
Če je treba razmisliti, ali je treba servo krmilno zanko kompenzirati za harmonike, bi morala imeti motnja v motornem ciklu fiksni način. To kaže, da je v sistemu harmonična napaka. Zobni navor motorja je na primer posledica mehanske strukture motorja. Zobni navor se običajno pojavi v linearnem motorju z železnim jedrom, zato ga je mogoče popraviti s harmonično kompenzacijo.
Servo gonilnik cdhd2 vsebuje algoritem harmonične kompenzacije za popravljanje motenj navora in povratnih informacij, ki jih lahko povzročijo mehanske napake v motorju in/ali napake v povratnih informacijah. Algoritem harmonične korekcije se lahko ukvarja z motnjo s ponovljivim načinom v naklonu motorja v linearnem motorju ali z mehansko hitrostjo v vrtečem se motorju.
Pred uporabo algoritma je prav tako pomembno, da pravilno identificirate vir motenj in uporabite pravilno vrsto harmonske kompenzacije. Če sistem sprejme povratne informacije razreševalnika in se v vsakem ciklu zaznata dva načina motenj, bo verjetno potreboval harmonično kompenzacijo na podlagi povratnih informacij.
Popravek preslikave napak
Nekaterih ponovljivih napak pri pozicioniranju ni mogoče popraviti z analizo izrazov. Sistem gibanja lahko izgubi natančnost in le nekaj točk vzdolž giba je treba kompenzirati. Za takšne napake se lahko uporabi zunanja merilna naprava za generiranje tabele za preslikavo napak, ki jo lahko nato uporabi voznik za kompenzacijo napak na določenih točkah.
Na primer, položaj obremenitve na linearni osi se lahko izmeri z laserskim interferometrom. Zaradi poenostavitve predpostavljamo, da je potovalna razdalja jaška en meter. Programska oprema pogona pošlje ukaz za premikanje motorja v intervalu 100 mm, da se motor premakne znotraj 10 položajev. Ko motor premakne obremenitev, bo interferometer izmeril razdaljo, ki jo prepotuje breme, in vsaka točka bo primerjala vrednost razdalje s položajem dajalnika motorja. Razlika med obema vrednostma je napaka pri pozicioniranju.
Ko je zemljevid napak ustvarjen, bo zemljevid shranjen v nehlapni pomnilnik pogona, kompenzacija napak pa se lahko aktivira v pogonu.e.
Med točkami vstavite algoritem. V tem primeru, da bi premaknil stopnjo na položaj 275 mm od izhodišča, krmilnik vzame dve najbližji podatkovni točki iz pregledne-tabele (200 in 300 mm) in izračuna vrednost popravka pri 275 mm
Prednost metode popravljanja napak pri pozicioniranju, ki jo lahko izvede servo gonilnik cdhd2, je, da lahko gonilnik pridobi vrednost popravka v realnem času glede na dejanski položaj in uporabi popravek v realnem času. Ko je popravek izveden, lahko napako prezrete in dodatna naprava za povratne informacije o položaju ni potrebna.
Nadzor z dvojno zanko
Da bi kompenziral naključne in neponovljive napake, sistem linearnega gibanja potrebuje metodo za odkrivanje in opozarjanje voznika na napake med delovanjem. Učinkovita in razmeroma poceni metoda za premagovanje neponavljajočih se napak je namestitev drugega dajalnika na breme v sistemu gibanja. Ta drugi dajalnik lahko zagotovi natančne povratne informacije v realnem času za kompenzacijo odstopanja sistema gibanja.
Vdelana programska oprema v gonilniku servo cdhd2 ima dvojno krmilno zanko s povratnimi informacijami. V aplikacijah z dvojno zanko se povratna informacija motorja uporablja za zanko za nadzor hitrosti in usmernik, medtem ko se sekundarna povratna informacija uporablja za zanko položaja.
Gonilnik Cdhd2 podpira različne sekundarne povratne naprave, kot sta inkrementalni dajalnik in serijski dajalnik, pa tudi analogne naprave za povratne informacije o položaju.
Konfiguracija z dvojno zanko mora prilagoditi delež sekundarne povratne informacije glede na povratne informacije motorja in posebno metodo nastavitve.
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.
Da bi preprečili učinek zračnosti v sistemu skenerja Ge, je mogoče na gred priključiti dva dajalnika. Dajalnik povratne informacije o položaju je nameščen na motorju, medtem ko sekundarni dajalnik povratne informacije spremlja obremenitev. Rešitev za nadzor z dvojno zanko izboljša stabilnost delovanja in natančnost pozicioniranja slikovnega sistema. Ima tudi varnostno funkcijo zaznavanja ločitve ali trka.
Razstava ležajev je spoznala, da ima vsaka uporaba opreme za linearno gibanje edinstvene izzive in rešitve. Vsestranskost pogonov cdhd2 strankam omogoča izvajanje nekaterih metod za odpravljanje napak– kot so krmiljenje z dvojno zanko, harmonska kompenzacija ali preslikava napak za doseganje najvišje natančnosti in zmogljivosti stroja.
