伺服電機靠什么來反饋信號的,?伺服電機調(diào)試步驟介紹,!
對于伺服電機內(nèi)部的結(jié)構(gòu),相信沒有多少人會與研究它,,但是你如果做更高級的案子,,不可避免的會遇到信號反饋這個問題,伺服電機信號反饋怎么來實現(xiàn)的,?原來他是靠內(nèi)部的內(nèi)置編碼器來實現(xiàn)監(jiān)控功能,,我們下來就說一說編碼器的原理。
做機構(gòu)設(shè)計的都難免會碰到伺服電機的應(yīng)用,,可能我們在選伺服電機的過程中也沒有考慮太多的內(nèi)容,,頂多計算一個扭距和功率,就把伺服電機給選出來了,,有的專業(yè)一點的工程師定多,,再選一個慣量匹配,,結(jié)合伺服電機的生產(chǎn)廠家給的相關(guān)的參數(shù)。
對于伺服電機內(nèi)部的結(jié)構(gòu),相信沒有多少人會與研究它,,但是你如果做更高級的案子,,不可避免的會遇到信號反饋這個問題,伺服電機信號反饋怎么來實現(xiàn)的,?原來他是靠內(nèi)部的內(nèi)置編碼器來實現(xiàn)監(jiān)控功能,,我們下來就說一說編碼器的原理。
編碼器說起來是比較簡單的一個東西,,說它簡單是因為它主要構(gòu)成就是一個碼盤和一個光纖,,通俗一點就是:碼盤相當(dāng)于我們的鐘表的表盤,上面有許許多多的刻度,,刻度就像我們時鐘上面的每一個表的數(shù)值的對應(yīng)的定的指針,,我們的時針,分針,,秒針,,可以代表光纖,我們這里就拿秒針來對應(yīng)吧,。
編碼器就相當(dāng)于是我們馬達的主軸連接到這個表盤的秒針上面,,每一個速速的刻度上面兒裝一個光纖傳感器,買個傳感器感應(yīng)的秒針,,就說明電機轉(zhuǎn)到了哪個位置,,比如說12點的位置感應(yīng)到子針了,說明他轉(zhuǎn)了一圈兒,,如果9:00的位置感應(yīng)到兩次,,10:00感應(yīng)的一次,說明這個電機轉(zhuǎn)了一圈兒又3/4圈兒,。
用上面的方法是比較好理解的,,但是在實際生產(chǎn)中多有不便,因為我沒有做太多的傳感器,,成本太高,,每個傳感器上又有線,繞過來繞過去的太復(fù)雜,,再加上我們?nèi)绻汛a盤進行細分的話,,那又要多少傳感器?
為了解決以上的問題,,所以我們把這個鐘表的碼盤反其道而行之,,讓電機的主軸和碼盤連接,,讓碼盤轉(zhuǎn)動,讓秒針作為傳感器定止不動,,都要我們在碼盤上的刻度就可以不斷細分,,比方我們可以把一小時分成60分,60分再分成60秒,,這樣編碼器的分辨率就提高了,,精度自然也隨之提高。
這時候有的人要問了,,你編碼器細分的太細了,,刻度太多了,這個光纖能不能感應(yīng)得到,?這個我們可以利用減速機的原理,,讓大齒輪帶小齒輪,最終電機只要轉(zhuǎn)一度,,碼盤可以轉(zhuǎn)60圈兒,,事實上,編碼器的確是這么做的,。
這里要注意的是編碼器長得有點像小電機,,但是它是沒有動力的,是一個從動的零部件,,它上面那根電線不是通電的,,而是用來輸出信號的。
伺服電機調(diào)試步驟
本文介紹運動控制器以模擬量信號控制伺服電機的一般調(diào)試步驟,。
運動控制器控制伺服電機通常采用兩種指令方式:
1,、數(shù)字脈沖
這種方式與步進電機的控制方式類似,運動控制器給伺服驅(qū)動器發(fā)送“脈沖/方向”或“CW/CCW”類型的脈沖指令信號,;伺服驅(qū)動器工作在位置控制模式,,位置閉環(huán)由伺服驅(qū)動器完成。日系伺服和國產(chǎn)伺服產(chǎn)品大都采用這種模式,。其優(yōu)點是系統(tǒng)調(diào)試簡單,,不易產(chǎn)生干擾,,但缺點是伺服系統(tǒng)響應(yīng)稍慢,。
2、模擬信號
這種方式下,,運動控制系統(tǒng)給伺服驅(qū)動器發(fā)送+/-10V的模擬電壓指令,,同時接收來自電機編碼器或直線光柵等位置檢測元件的位置反饋信號;伺服驅(qū)動器工作在速度控制模式,,位置閉環(huán)由運動控制器完成,。歐美的伺服產(chǎn)品大多采用這種工作模式,。其優(yōu)點是伺服響應(yīng)快,但缺點是對現(xiàn)場干擾較敏感,,調(diào)試稍復(fù)雜,。
以下介紹運動控制器以模擬量信號控制伺服電機的一般調(diào)試步驟:
1、初始化參數(shù)
在接線之前,,先初始化參數(shù),。在控制卡上,選好控制方式,;將PID參數(shù)清零;讓控制卡上電時默認使能信號關(guān)閉,;將此狀態(tài)保存,確??刂瓶ㄔ俅紊想姇r即為此狀態(tài),。
在伺服電機上:設(shè)置控制方式;設(shè)置使能由外部控制,;編碼器信號輸出的齒輪比;設(shè)置控制信號與電機轉(zhuǎn)速的比例關(guān)系,。一般來說建議使伺服工作中的最大設(shè)計轉(zhuǎn)速對應(yīng)9V的控制電壓。
2,、接線
將控制卡斷電,,連接控制卡與伺服之間的信號線。以下的線是必須要接的:控制卡的模擬量輸出線,、使能信號線,、伺服輸出的編碼器信號線。復(fù)查接線沒有錯誤后伺服電機和控制卡(以及PC)上電,。此時電機應(yīng)該不動,,而具可以用外力輕松轉(zhuǎn)動,如果不是這樣,檢查使能信號的設(shè)置與接線,。用外力轉(zhuǎn)動電機檢查控制卡是否可以正確檢測到電機位置的變化,,否則檢查編碼器信號的接線和設(shè)置。
3,、試方向
對于一個閉環(huán)控制系統(tǒng),,如果反饋信號的方向不正確,后果肯定是災(zāi)難性的,。通過控制卡打開伺服的使能信號,。這是伺服應(yīng)該以一個較低的速度轉(zhuǎn)動,這就是傳說中的“零漂”,。一般控制卡上都會有抑制零漂的指令或參數(shù),。使用這個指令或參數(shù),看電機的轉(zhuǎn)速和方向是否可以通過這個指令(參數(shù))控制。如果不能控制,,檢查模擬量接線及控制方式的參數(shù)設(shè)置,。
確認給出正數(shù),電機正轉(zhuǎn),,編碼器計數(shù)增加,;給出負數(shù),電機反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),,編碼器計數(shù)減小,。如果電機帶有負載,行程有限,,不要采用這種方式,。測試不要給過大的電壓建議在1V以下。 如果方向不一致,,可以修改控制卡或電機上的參數(shù),,使其一致。
4,、抑制零漂
在閉環(huán)控制過程中,,零漂的存在會對控制效果有一定的影響,最好將其抑制住,。使用控制卡或伺服上抑制零飄的參數(shù),,仔細調(diào)整,使電機的轉(zhuǎn)速趨近于零,。由于零漂本身也有一定的隨機性,,所以,不必要求電機轉(zhuǎn)速絕對為零,。
5,、建立閉環(huán)控制
再次通過控制卡將伺服使能信號放開,在控制卡上輸入一個較小的比例增益,,至于多大算較小,,這只能憑感覺了,如果實在不放心,,就輸入控制卡能允許的最小值,。將控制卡和伺服的使能信號打開。這時,,電機應(yīng)該已經(jīng)能夠按照運動指令大致做出動作了,。
6、調(diào)整閉環(huán)參數(shù)
細調(diào)控制參數(shù),,確保電機按照控制卡的指令運動,,這是必須要做的工作,,而這部分工作,,更多的是經(jīng)驗,,這里只能從略了。