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運(yùn)動(dòng)控制卡應(yīng)用常見位置偏差來(lái)源分析與解決

來(lái)源:www.sdhzaotai.com 作者:日弘智能 發(fā)表時(shí)間:2019-09-05 09:52:41 關(guān)鍵詞:運(yùn)動(dòng)控制卡

  

  研控MCC系列運(yùn)動(dòng)控制卡使用方便,功能可靠,一般來(lái)說(shuō)是不會(huì)在使用過(guò)程中產(chǎn)生位置偏差的。但是在長(zhǎng)期客戶服務(wù)的過(guò)程中我們也遇到了一些因使用不當(dāng)造成的位置偏差,如果沒有豐富的經(jīng)驗(yàn),往往會(huì)判斷為運(yùn)動(dòng)控制卡的問(wèn)題,而實(shí)際上真正的原因是在使用過(guò)程中有一些軟硬件問(wèn)題未加以注意造成的。不管使用運(yùn)動(dòng)控制卡或其他類別的運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品,如果對(duì)這些問(wèn)題不加注意,它往往會(huì)在不經(jīng)意間出現(xiàn),引起機(jī)械運(yùn)動(dòng)誤差,造成損失。而當(dāng)你在實(shí)驗(yàn)室中針對(duì)它進(jìn)行測(cè)試時(shí),又因?yàn)閰?shù)和使用環(huán)境的變化,問(wèn)題卻不能重現(xiàn),所以非常難以捕捉。下文主要針對(duì)這幾個(gè)最常見的疑難問(wèn)題進(jìn)行描述、分析、并提出一定的解決方法。

  第一節(jié) 首先應(yīng)該做什么

  在客戶提出使用控制卡出現(xiàn)了位置偏差的時(shí)候,首先應(yīng)該做的就是定位偏差來(lái)源,也就是定位“究竟是控制卡的問(wèn)題,還是電機(jī)和機(jī)械的問(wèn)題”?這是非常關(guān)鍵的定位思路。

  

  圖1.最關(guān)鍵的測(cè)試點(diǎn)

  原因在于,“軟件和控制卡的問(wèn)題”的尋找定位和“電機(jī)和機(jī)械的問(wèn)題”的尋找定位是完全不同的方式,如果首先不區(qū)分好是哪一個(gè)模塊的問(wèn)題就直接深入到細(xì)節(jié)上,往往會(huì)找錯(cuò)方向。

  最常見的定位工具是伺服驅(qū)動(dòng)器的“顯示指令位置”功能,如果問(wèn)題軸所用電機(jī)正好是伺服電機(jī),那就非常方便了。如果使用的是步進(jìn)電機(jī),則可能需要外接一個(gè)伺服電機(jī)進(jìn)行測(cè)試。其他如示波器、邏輯分析儀也可以進(jìn)行測(cè)試,但是不如伺服電機(jī)方便。

  第三節(jié) 換向時(shí)第一個(gè)脈沖的運(yùn)動(dòng)方向誤差

  在試機(jī)的過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)這樣的問(wèn)題:當(dāng)使用某一品牌的驅(qū)動(dòng)器,運(yùn)行就非常準(zhǔn)確;而換用另一品牌的驅(qū)動(dòng)器,走一些固定的動(dòng)作時(shí)就會(huì)越走越偏。而容易走偏的驅(qū)動(dòng)器換了另一家的控制器,就又好了。

  第四節(jié) 原點(diǎn)復(fù)位誤差

  有的客戶反饋,在進(jìn)行復(fù)位動(dòng)作的時(shí)候,就會(huì)產(chǎn)生位置偏差。

  一般來(lái)說(shuō),我們推薦客戶在設(shè)計(jì)工序時(shí),每完成一整套加工步驟后,進(jìn)行一次復(fù)位動(dòng)作,這樣可以消除積累誤差,包括機(jī)械打滑誤差、齒輪間隙誤差和驅(qū)動(dòng)器少量丟步造成的誤差。但復(fù)位動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)置、復(fù)位動(dòng)作順序設(shè)置、傳感器的選擇和安裝位置、以及伺服參數(shù)設(shè)置的恰當(dāng)與否都會(huì)影響復(fù)位精度。當(dāng)客戶發(fā)現(xiàn)復(fù)位會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行位置不準(zhǔn)時(shí),客戶通常會(huì)首要考慮排除傳感器靈敏度、動(dòng)作是否過(guò)猛等,因此問(wèn)題往往不大,本節(jié)主要描述當(dāng)伺服參數(shù)設(shè)置不當(dāng)這一較少能考慮到的情況會(huì)引起的復(fù)位偏差。當(dāng)使用伺服電機(jī)時(shí),如果參數(shù)調(diào)整不當(dāng),剛性太弱,會(huì)造成該軸原點(diǎn)復(fù)位時(shí)的誤差。

  總的來(lái)說(shuō),伺服是一個(gè)必須要考慮其滯后特性的執(zhí)行部件。當(dāng)設(shè)置伺服參數(shù)時(shí),剛性越小,運(yùn)行時(shí)的實(shí)際滯后就越大。直觀上看起來(lái)就是“軟軟的,懶懶的”,指令脈沖開始發(fā)送了,它才會(huì)慢慢動(dòng)起來(lái);指令脈沖已經(jīng)發(fā)完不發(fā)了,它還要往前走一陣才能停下來(lái)。這種特性跟它的閉環(huán)控制特性有一定的關(guān)系。

  第五節(jié) 其他情況

  情況一:驅(qū)動(dòng)電壓/電流不足

  當(dāng)客戶采用一路控制信號(hào)帶多路驅(qū)動(dòng)器時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電流不足的情況,繼而導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)器無(wú)法順利獲取信號(hào)。

  研控運(yùn)動(dòng)控制卡多采用AM26C31芯片來(lái)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電流,限流電阻20歐姆,最大電流150mA,因此不推薦采用一路運(yùn)動(dòng)控制信號(hào)帶多路驅(qū)動(dòng)器。如果必須采用這種接法,則最多帶兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)器,如果超過(guò)此數(shù)值可能會(huì)造成芯片過(guò)熱燒壞或者信號(hào)丟失等情況;同時(shí)要注意,不保證此種接法的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。

  情況二:限位信號(hào)干擾/誤碰

  客戶采用非研控生產(chǎn)的運(yùn)動(dòng)控制卡時(shí),可能會(huì)隨機(jī)地出現(xiàn)設(shè)定的運(yùn)動(dòng)距離還沒走到,就停下來(lái)的問(wèn)題。甚至?xí)?lái)撞機(jī)等嚴(yán)重的情況。這種偏差會(huì)非常大,隨機(jī)無(wú)規(guī)律地出現(xiàn),一次出現(xiàn)馬上就造成運(yùn)行的混亂。

  這種情況往往是某軸在運(yùn)行時(shí),該軸的“限位信號(hào)”受到了干擾,令板卡認(rèn)為應(yīng)該停止該軸的動(dòng)作。

  對(duì)于這種情況的判定要從軟件上進(jìn)行抓取,當(dāng)調(diào)用函數(shù)判斷一個(gè)軸是否停止的時(shí)候,如果返回值不是“脈沖發(fā)送完停止”,而是“未知異常停止”或者“遇到限位點(diǎn)停止”,就基本可以定位是限位點(diǎn)受到了干擾。然后可以將受到干擾的軸的限位信號(hào)從接線板上斷開,看看是否還有此情況產(chǎn)生

  針對(duì)此問(wèn)題,需要從硬件上查找干擾源、干擾傳遞的通路。常規(guī)的濾波,分開供電,屏蔽,重新布線等方法都可以試一下。不過(guò)最有效的,是換用研控的運(yùn)動(dòng)控制卡產(chǎn)品,具備強(qiáng)大的抗干擾特性(濾波參數(shù)可設(shè)置),能夠根除此類問(wèn)題。

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