Posisjoneringsfeilkorreksjon i lineært bevegelsessystem
Fremgangen innen servoteknologi gjør at kundene forventer at deres servokontrollmaskiner skal kjøre med høyere og høyere ytelse. En ytelsesindeks er posisjoneringsnøyaktigheten til maskinen. Bedre maskinnøyaktighet kan sikre at de produserte delene og produktene har høyere kvalitet. Derfor mener lagerutvikling at nøyaktig posisjonering er nøkkelkravet når man velger eller utvikler servosystem.
Faktorer som påvirker nøyaktigheten
Under drift kan systemets nøyaktighet påvirkes av flere forhold eller faktorer, noe som resulterer i uakseptabel ytelse.
Enkoder: under produksjonsprosessen av slikt utstyr kan de mekaniske, elektroniske eller optiske ytelsesfeilene som er introdusert i koderen føre til posisjoneringsfeil. Miljøforhold og elektronisk støy kan også påvirke kvaliteten på kodersignalet.
Belastning: bøying av komponenter i mekanisk system kan forårsake posisjoneringsfeil.
Ortogonalitet: den er anvendelig for å realisere nøyaktig posisjonering gjennom XY arbeidsbenk. Strekningene til X-aksen og Y-aksen må være i rette vinkler på hverandre (ortogonale). Hvis de to radene med streker ikke er ortogonale, vil Y-aksestreken produsere posisjoneringsfeil i X-retningen, og omvendt.
Tilbakeslag: tilbakeslaget er en funksjon av klaringen mellom tennene i overføringen. Normal tilbakeslag lar tannhjulene gripe inn uten å sette seg sammen for å gi smøreplass. For eksempel, når ledeskruemutteren ofte roterer i motsatt retning, kan det oppstå for mye tilbakeslag, noe som resulterer i posisjoneringsfeil.
Hysterese: hysteresefeil refererer til forskjellen mellom den faktiske posisjonen og kommandoposisjonen forårsaket av den inkonsekvente responsen til systemet på de økte og reduserte inngangssignalene.
Feilrettingsmetode
For å bruke den mest effektive metoden for å korrigere posisjoneringsfeilen, må du først finne ut om feilen kan gjentas. Når avviket til målposisjonen er målbart og repeterbart, kan noen funksjoner eller algoritmer brukes i servodriften for å oppnå og opprettholde nødvendig nøyaktighet. Når posisjoneringsfeilen er tilfeldig og uregelmessig, kan den beste korrigeringen oppnås med eksternt utstyr. Ta deretter cdhd2 servodriver som et eksempel.
Repeterbarhet av feil
Repeterbarhet refererer til bevegelsessystemets evne til å gå tilbake til en bestemt posisjon igjen og igjen. Nøyaktighet refererer til måleområdeverdien når systemet går tilbake til en bestemt posisjon. Nøyaktighet refererer til systemets nærhet til en måling eller reell posisjon.
Generelt kan repeterbarheten av posisjoneringsfeil bestemmes ved å flytte og måle den definerte posisjonen. Denne prosessen kan bruke eksterne presisjonstilbakemeldingsenheter, for eksempel laserinterferometre.
Anta at bevegelseskontrolleren instruerer en lineær fase om å bevege seg til en bestemt posisjon. Når bevegelsen er fullført, vil utstyret måle scenens faktiske posisjon. Gjenta kommandobevegelsesmålingssyklusen til du kan finne ut om posisjoneringsfeil oppstår og i så fall om de alltid er like. Plasseringsfeilen kan variere med reiseprosessen. Derfor er det nødvendig å teste repeterbarheten til en serie punkter i det lineære bevegelsessystemet.
Når de er repeterbarhetsfeil, er forekomsten deres forutsigbar, og servodriverfastvaren kan gi den nødvendige korreksjonen samtidig som den oppnår og opprettholder nøyaktighet uten ekstra eller eksterne tilbakemeldingsenheter.
Harmonisk kompensasjon
Hvis det er nødvendig å vurdere om servokontrollsløyfen skal kompenseres for harmoniske, bør forstyrrelsen i motorsykkelen ha en fast modus. Dette viser at det er harmonisk feil i systemet. For eksempel er kuggingsmomentet til motoren forårsaket av den mekaniske strukturen til motoren. Tanndreiemoment oppstår vanligvis i en lineær motor med jernkjerne, så det kan korrigeres ved harmonisk kompensasjon.
cdhd2 servodriveren inneholder en harmonisk kompensasjonsalgoritme for å korrigere dreiemoment- og tilbakemeldingsforstyrrelser, som kan være forårsaket av mekaniske defekter i motoren og/eller defekter i tilbakemelding. Den harmoniske korreksjonsalgoritmen kan håndtere forstyrrelsen med repeterbar modus i en motorstigning i lineær motor eller en mekanisk hastighet i roterende motor.
Før du bruker algoritmen, er det også viktig å identifisere interferenskilden korrekt og bruke riktig harmonisk kompensasjonstype. Hvis et system tar i bruk resolver-feedback og to interferensmoduser oppdages i hver syklus, vil det sannsynligvis trenge tilbakemeldingsbasert harmonisk kompensasjon.
Feilkartretting
Noen repeterbare posisjoneringsfeil kan ikke korrigeres ved å analysere uttrykk. Bevegelsessystemet kan miste nøyaktighet og bare noen få punkter langs slaget må kompenseres. For slike feil kan en ekstern måleenhet brukes til å generere en feilkartleggingstabell, som deretter kan brukes av sjåføren til å kompensere for feil på bestemte punkter.
For eksempel kan lastposisjonen på den lineære aksen måles med et laserinterferometer. For enkelhets skyld antar vi at sjaktens reiseavstand er en meter. Drivprogramvaren sender en kommando om å flytte motoren med et intervall på 100 mm for å få motoren til å bevege seg innenfor 10 posisjoner. Når motoren flytter lasten, vil interferometeret måle avstanden lasten har tilbakelagt, og hvert punkt vil sammenligne avstandsverdien med motorens koderposisjon. Forskjellen mellom de to verdiene er posisjoneringsfeilen.
Når et feilkart er generert, vil kartet lagres i det ikke-flyktige minnet til stasjonen, og feilkompensasjon kan aktiveres i stasjonene.
Sett inn en algoritme mellom punktene. I dette eksemplet, for å flytte scenen til en posisjon 275 mm fra origo, tar kontrolleren de to nærmeste datapunktene fra oppslagstabellen- (200 og 300 mm) og beregner korreksjonsverdien ved 275 mm.
Fordelen med posisjoneringsfeilkorreksjonsmetoden som kan utføres av cdhd2 servodriveren er at sjåføren kan hente korrigeringsverdien i sanntid i henhold til den faktiske posisjonen og bruke korrigeringen i sanntid. Når korrigeringen er implementert, kan feilen ignoreres og ingen ekstra posisjonstilbakemeldingsenhet er nødvendig.
Kontroll med dobbel sløyfe
For å kompensere tilfeldige og ikke-repeterbare feil, trenger lineært bevegelsessystem en metode for å oppdage og advare føreren om feil under drift. En effektiv og relativt rimelig metode for å overvinne ikke-repetitive feil er å installere en andre koder på en last i bevegelsessystemet. Denne andre koderen kan gi nøyaktig tilbakemelding i sanntid for å kompensere avviket til bevegelsessystemet.
Fastvaren i cdhd2 servodriveren har en dobbel tilbakemeldingskontrollsløyfe. I applikasjoner med to sløyfer brukes motortilbakemelding for hastighetskontrollsløyfe og likeretter, mens sekundærtilbakemelding brukes til posisjonssløyfe.
Cdhd2-driveren støtter forskjellige sekundære tilbakemeldingsenheter, for eksempel inkrementell koder og seriell koder, samt analoge posisjonstilbakemeldingsenheter.
Dual loop-konfigurasjonen må justere andelen sekundær tilbakemelding til motortilbakemelding og spesifikk innstillingsmetode.
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.
For å motvirke effekten av tilbakeslag i Ge-skannersystemet kan to enkodere kobles til akselen. Posisjonstilbakemeldingsgiveren er installert på motoren, mens den sekundære tilbakemeldingsgiveren overvåker lasten. Dual loop-kontrollløsningen forbedrer driftsstabiliteten og posisjoneringsnøyaktigheten til bildesystemet. Den har også sikkerhetsfunksjonen for å oppdage lastavløsning eller kollisjon.
Bearing-utstillingen lærte at hver anvendelse av lineært bevegelsesutstyr har unike utfordringer og løsninger. Allsidigheten til cdhd2-stasjoner lar kunder implementere noen feilrettingsmetoder– slik som dobbel sløyfekontroll, harmonisk kompensasjon eller feilkartlegging for å oppnå høyeste nøyaktighet og maskinytelse.
