Διόρθωση σφάλματος θέσης σε σύστημα γραμμικής κίνησης
Η πρόοδος της τεχνολογίας σερβομηχανισμού σημαίνει ότι οι πελάτες αναμένουν ότι οι μηχανές ελέγχου σερβομηχανημάτων τους θα λειτουργούν με ολοένα και υψηλότερη απόδοση. Ένας δείκτης απόδοσης είναι η ακρίβεια τοποθέτησης του μηχανήματος. Η καλύτερη ακρίβεια του μηχανήματος μπορεί να διασφαλίσει ότι τα κατασκευασμένα εξαρτήματα και τα προϊόντα έχουν υψηλότερη ποιότητα. Επομένως, η ανάπτυξη ρουλεμάν πιστεύει ότι η ακριβής τοποθέτηση είναι η βασική απαίτηση κατά την επιλογή ή την ανάπτυξη συστήματος σερβομηχανισμού.
Παράγοντες που επηρεάζουν την ακρίβεια
Κατά τη λειτουργία, η ακρίβεια του συστήματος μπορεί να επηρεαστεί από πολλαπλές συνθήκες ή παράγοντες, με αποτέλεσμα την απαράδεκτη απόδοση.
Κωδικοποιητής: κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κατασκευής τέτοιου εξοπλισμού, τα μηχανικά, ηλεκτρονικά ή οπτικά ελαττώματα απόδοσης που εισάγονται στον κωδικοποιητή ενδέχεται να οδηγήσουν σε σφάλμα τοποθέτησης. Οι περιβαλλοντικές συνθήκες και ο ηλεκτρονικός θόρυβος μπορεί επίσης να επηρεάσουν την ποιότητα του σήματος του κωδικοποιητή.
Φορτίο: η κάμψη των εξαρτημάτων στο μηχανικό σύστημα μπορεί να προκαλέσει σφάλμα τοποθέτησης.
Ορθογωνικότητα: εφαρμόζεται για την πραγματοποίηση ακριβούς τοποθέτησης μέσω του πάγκου εργασίας XY. Οι διαδρομές του άξονα Χ και του άξονα Υ πρέπει να είναι κάθετες μεταξύ τους (ορθογώνιες). Εάν οι δύο σειρές διαδρομών δεν είναι ορθογώνιες, η διαδρομή του άξονα Υ θα προκαλέσει σφάλμα τοποθέτησης προς την κατεύθυνση Χ και αντίστροφα.
Αντίστροφη κίνηση: η αντίστροφη κίνηση είναι συνάρτηση της απόστασης μεταξύ των δοντιών πλέξης στο κιβώτιο ταχυτήτων. Η κανονική οπισθοδρόμηση επιτρέπει στα γρανάζια να πλένονται χωρίς να κολλάνε μεταξύ τους για να παρέχουν χώρο λίπανσης. Για παράδειγμα, όταν το παξιμάδι του μολύβδου περιστρέφεται συχνά προς την αντίθετη κατεύθυνση, μπορεί να εμφανιστεί υπερβολική αντίστροφη κίνηση, με αποτέλεσμα σφάλμα τοποθέτησης.
Υστέρηση: το σφάλμα υστέρησης αναφέρεται στη διαφορά μεταξύ της πραγματικής θέσης και της θέσης εντολής που προκαλείται από την ασυνεπή απόκριση του συστήματος στα αυξημένα και μειωμένα σήματα εισόδου.
Μέθοδος διόρθωσης σφαλμάτων
Για να εφαρμόσετε την πιο αποτελεσματική μέθοδο για τη διόρθωση του σφάλματος τοποθέτησης, προσδιορίστε πρώτα εάν το σφάλμα μπορεί να επαναληφθεί. Όταν η απόκλιση της θέσης στόχου είναι μετρήσιμη και επαναλαμβανόμενη, ορισμένες συναρτήσεις ή αλγόριθμοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν στον σερβομηχανισμό για να επιτευχθεί και να διατηρηθεί η απαραίτητη ακρίβεια. Όταν το σφάλμα τοποθέτησης είναι τυχαίο και ακανόνιστο, η καλύτερη διόρθωση μπορεί να επιτευχθεί από εξωτερικό εξοπλισμό. Στη συνέχεια, πάρτε ως παράδειγμα το πρόγραμμα οδήγησης σερβο cdhd2.
Επαναληψιμότητα σφάλματος
Η επαναληψιμότητα αναφέρεται στην ικανότητα του συστήματος κίνησης να επιστρέφει σε μια συγκεκριμένη θέση ξανά και ξανά. Η ακρίβεια αναφέρεται στην τιμή του εύρους μέτρησης όταν το σύστημα επιστρέφει σε μια συγκεκριμένη θέση. Η ακρίβεια αναφέρεται στην εγγύτητα του συστήματος σε μια μέτρηση ή πραγματική θέση.
Γενικά, η επαναληψιμότητα του σφάλματος τοποθέτησης μπορεί να προσδιοριστεί μετακινώντας και μετρώντας την καθορισμένη θέση. Αυτή η διαδικασία μπορεί να χρησιμοποιήσει εξωτερικές συσκευές ανάδρασης ακριβείας, όπως παρεμβολόμετρα λέιζερ.
Ας υποθέσουμε ότι ο ελεγκτής κίνησης δίνει εντολή σε μια γραμμική φάση να μετακινηθεί σε μια συγκεκριμένη θέση. Μόλις ολοκληρωθεί η κίνηση, ο εξοπλισμός θα μετρήσει την πραγματική θέση της σκηνής. Επαναλάβετε τον κύκλο μέτρησης κίνησης της εντολής μέχρι να μπορέσετε να προσδιορίσετε εάν συμβαίνουν σφάλματα τοποθέτησης και, εάν ναι, εάν είναι πάντα ίσα. Το σφάλμα τοποθέτησης μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με τη διαδικασία ταξιδιού. Επομένως, είναι απαραίτητο να ελεγχθεί η επαναληψιμότητα μιας σειράς σημείων στο σύστημα γραμμικής κίνησης.
Όταν πρόκειται για σφάλματα επαναληψιμότητας, η εμφάνισή τους είναι προβλέψιμη και το υλικολογισμικό του προγράμματος οδήγησης σερβομηχανισμού μπορεί να παρέχει την απαραίτητη διόρθωση, επιτυγχάνοντας και διατηρώντας την ακρίβεια χωρίς βοηθητικές ή εξωτερικές συσκευές ανάδρασης.
Αρμονική αντιστάθμιση
Εάν είναι απαραίτητο να εξεταστεί εάν ο βρόχος ελέγχου σερβομηχανισμού πρέπει να αντισταθμιστεί για αρμονικές, η διαταραχή στη μοτοσυκλέτα θα πρέπει να έχει σταθερή λειτουργία. Αυτό δείχνει ότι υπάρχει αρμονικό σφάλμα στο σύστημα. Για παράδειγμα, η ροπή στρέψης του κινητήρα προκαλείται από τη μηχανική δομή του κινητήρα. Η ροπή στρέψης εμφανίζεται συνήθως σε γραμμικό κινητήρα σιδήρου πυρήνα, επομένως μπορεί να διορθωθεί με αρμονική αντιστάθμιση.
Το πρόγραμμα οδήγησης σερβο cdhd2 περιέχει έναν αλγόριθμο αρμονικής αντιστάθμισης για τη διόρθωση των διαταραχών ροπής και ανάδρασης, οι οποίες μπορεί να προκληθούν από μηχανικά ελαττώματα στον κινητήρα ή/και ελαττώματα στην ανάδραση. Ο αλγόριθμος αρμονικής διόρθωσης μπορεί να αντιμετωπίσει τη διαταραχή με επαναλαμβανόμενη λειτουργία σε βήμα κινητήρα σε γραμμικό κινητήρα ή μηχανική ταχύτητα σε περιστρεφόμενο κινητήρα.
Πριν από την εφαρμογή του αλγόριθμου, είναι επίσης σημαντικό να προσδιορίσετε σωστά την πηγή παρεμβολής και να χρησιμοποιήσετε τον σωστό τύπο αρμονικής αντιστάθμισης. Εάν ένα σύστημα υιοθετεί ανάδραση αναλυτή και ανιχνεύονται δύο τρόποι παρεμβολής σε κάθε κύκλο, είναι πιθανό να χρειαστεί αρμονική αντιστάθμιση με βάση την ανάδραση.
Σφάλμα διόρθωσης χαρτογράφησης
Ορισμένα επαναλαμβανόμενα σφάλματα τοποθέτησης δεν μπορούν να διορθωθούν με την ανάλυση παραστάσεων. Το σύστημα κίνησης μπορεί να χάσει την ακρίβεια και μόνο μερικά σημεία κατά μήκος της διαδρομής πρέπει να αντισταθμιστούν. Για τέτοια σφάλματα, μια εξωτερική συσκευή μέτρησης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία ενός πίνακα αντιστοίχισης σφαλμάτων, ο οποίος μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί από το πρόγραμμα οδήγησης για να αντισταθμίσει τα σφάλματα σε συγκεκριμένα σημεία.
Για παράδειγμα, η θέση φορτίου στον γραμμικό άξονα μπορεί να μετρηθεί με συμβολόμετρο λέιζερ. Για λόγους απλότητας, υποθέτουμε ότι η απόσταση διαδρομής του άξονα είναι ένα μέτρο. Το λογισμικό κίνησης στέλνει μια εντολή για να μετακινήσετε τον κινητήρα σε ένα διάστημα 100 mm για να κάνει τον κινητήρα να κινηθεί εντός 10 θέσεων. Όταν ο κινητήρας μετακινεί το φορτίο, το συμβολόμετρο θα μετρήσει την απόσταση που διανύει το φορτίο και κάθε σημείο θα συγκρίνει την τιμή της απόστασης με τη θέση του κωδικοποιητή κινητήρα. Η διαφορά μεταξύ των δύο τιμών είναι το σφάλμα τοποθέτησης.
Μόλις δημιουργηθεί ένας χάρτης σφάλματος, ο χάρτης θα αποθηκευτεί στη μη πτητική μνήμη της μονάδας δίσκου και η αντιστάθμιση σφαλμάτων μπορεί να ενεργοποιηθεί στη μονάδα δίσκουe.
Εισαγάγετε έναν αλγόριθμο μεταξύ των σημείων. Σε αυτό το παράδειγμα, για να μετακινηθεί η σκηνή σε μια θέση 275 mm από την αρχή, ο ελεγκτής παίρνει τα δύο πλησιέστερα σημεία δεδομένων από τον πίνακα αναζήτησης-(200 και 300 mm) και υπολογίζει την τιμή διόρθωσης στα 275 mm.
Το πλεονέκτημα της μεθόδου διόρθωσης σφαλμάτων θέσης που μπορεί να εκτελεστεί από το πρόγραμμα οδήγησης σερβομηχανισμού cdhd2 είναι ότι ο οδηγός μπορεί να ανακτήσει την τιμή διόρθωσης σε πραγματικό χρόνο σύμφωνα με την πραγματική θέση και να εφαρμόσει τη διόρθωση σε πραγματικό χρόνο. Μόλις εφαρμοστεί η διόρθωση, το σφάλμα μπορεί να αγνοηθεί και δεν απαιτείται πρόσθετη συσκευή ανάδρασης θέσης.
Έλεγχος διπλού βρόχου
Προκειμένου να αντισταθμιστούν τυχαία και ανεπανάληπτα σφάλματα, το σύστημα γραμμικής κίνησης χρειάζεται μια μέθοδο για τον εντοπισμό και την προειδοποίηση του οδηγού για σφάλματα κατά τη λειτουργία. Μια αποτελεσματική και σχετικά φθηνή μέθοδος για την αντιμετώπιση μη επαναλαμβανόμενων σφαλμάτων είναι η εγκατάσταση ενός δεύτερου κωδικοποιητή σε ένα φορτίο στο σύστημα κίνησης. Αυτός ο δεύτερος κωδικοποιητής μπορεί να παρέχει ακριβή ανατροφοδότηση σε πραγματικό χρόνο για να αντισταθμίσει την απόκλιση του συστήματος κίνησης.
Το υλικολογισμικό στο πρόγραμμα οδήγησης σερβομηχανισμού cdhd2 έχει έναν βρόχο ελέγχου διπλής ανάδρασης. Σε εφαρμογές διπλού βρόχου, η ανάδραση κινητήρα χρησιμοποιείται για βρόχο ελέγχου ταχύτητας και ανορθωτή, ενώ η δευτερεύουσα ανάδραση χρησιμοποιείται για βρόχο θέσης.
Το πρόγραμμα οδήγησης Cdhd2 υποστηρίζει διάφορες δευτερεύουσες συσκευές ανάδρασης, όπως ο αυξητικός κωδικοποιητής και ο σειριακός κωδικοποιητής, καθώς και οι αναλογικές συσκευές ανάδρασης θέσης.
Η διαμόρφωση διπλού βρόχου πρέπει να προσαρμόσει την αναλογία της δευτερεύουσας ανάδρασης προς την ανάδραση κινητήρα και τη συγκεκριμένη μέθοδο ρύθμισης.
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.
Για να εξουδετερωθεί η επίδραση της οπισθοδρόμησης στο σύστημα σαρωτή Ge, μπορούν να συνδεθούν δύο κωδικοποιητές στον άξονα. Ο κωδικοποιητής ανάδρασης θέσης είναι εγκατεστημένος στον κινητήρα, ενώ ο δευτερεύων κωδικοποιητής ανάδρασης παρακολουθεί το φορτίο. Η λύση ελέγχου διπλού βρόχου βελτιώνει τη σταθερότητα λειτουργίας και την ακρίβεια τοποθέτησης του συστήματος απεικόνισης. Έχει επίσης τη λειτουργία ασφαλείας ανίχνευσης αποκόλλησης φορτίου ή σύγκρουσης.
Bearing έκθεση έμαθε ότι κάθε εφαρμογή εξοπλισμού γραμμικής κίνησης έχει μοναδικές προκλήσεις και λύσεις. Η ευελιξία των μονάδων δίσκου cdhd2 επιτρέπει στους πελάτες να εφαρμόζουν ορισμένες μεθόδους διόρθωσης σφαλμάτων– όπως έλεγχος διπλού βρόχου, αρμονική αντιστάθμιση ή αντιστοίχιση σφαλμάτων για την επίτευξη της υψηλότερης ακρίβειας και απόδοσης του μηχανήματος.
