Koreksi kesalahan pemosisian dalam sistem gerak linier
Kemajuan teknologi servo berarti bahwa pelanggan mengharapkan mesin kontrol servo mereka berjalan dengan kinerja yang lebih tinggi dan lebih tinggi. Salah satu indeks kinerja adalah akurasi posisi mesin. Akurasi mesin yang lebih baik dapat memastikan bahwa suku cadang dan produk yang diproduksi memiliki kualitas yang lebih tinggi. Oleh karena itu, pengembangan bantalan percaya bahwa penentuan posisi yang akurat adalah persyaratan utama ketika memilih atau mengembangkan sistem servo.
Faktor-faktor yang mempengaruhi akurasi
Selama operasi, keakuratan sistem dapat dipengaruhi oleh beberapa kondisi atau faktor, yang mengakibatkan kinerja yang tidak dapat diterima.
Encoder: selama proses pembuatan peralatan tersebut, cacat kinerja mekanis, elektronik atau optik yang dimasukkan ke dalam encoder dapat menyebabkan kesalahan penentuan posisi. Kondisi lingkungan dan kebisingan elektronik juga dapat mempengaruhi kualitas sinyal encoder.
Beban: pembengkokan komponen dalam sistem mekanis dapat menyebabkan kesalahan pemosisian.
Orthogonality: ini berlaku untuk mewujudkan posisi yang akurat melalui meja kerja XY. Goresan sumbu X dan sumbu Y harus berada pada sudut kanan satu sama lain (ortogonal). Jika dua baris goresan tidak ortogonal, stroke sumbu Y akan menghasilkan kesalahan posisi dalam arah X, dan sebaliknya.
Backlash: backlash adalah fungsi dari clearance antara gigi meshing dalam transmisi. Reaksi normal memungkinkan roda gigi untuk mesh tanpa terjebak bersama-sama untuk memberikan ruang pelumasan. Misalnya, ketika mur sekrup timbal sering berputar ke arah yang berlawanan, reaksi berlebihan dapat terjadi, mengakibatkan kesalahan penentuan posisi.
Histeresis: Kesalahan histeresis mengacu pada perbedaan antara posisi aktual dan posisi perintah yang disebabkan oleh respons sistem yang tidak konsisten terhadap sinyal input yang meningkat dan menurun.
Metode koreksi kesalahan
Untuk menerapkan metode yang paling efektif untuk memperbaiki kesalahan pemosisian, pertama-tama tentukan apakah kesalahan dapat diulang. Ketika penyimpangan posisi target dapat diukur dan berulang, beberapa fungsi atau algoritma dapat digunakan dalam penggerak servo untuk mencapai dan mempertahankan akurasi yang diperlukan. Ketika kesalahan pemosisian acak dan tidak teratur, koreksi terbaik dapat dicapai dengan peralatan eksternal. Selanjutnya, ambil driver servo cdhd2 sebagai contoh.
Pengulangan kesalahan
Pengulangan mengacu pada kemampuan sistem gerak untuk kembali ke posisi tertentu lagi dan lagi. Akurasi mengacu pada nilai rentang pengukuran ketika sistem kembali ke posisi tertentu. Akurasi mengacu pada kedekatan sistem dengan pengukuran atau posisi nyata.
Secara umum, pengulangan kesalahan penentuan posisi dapat ditentukan dengan memindahkan dan mengukur posisi yang ditentukan. Proses ini dapat menggunakan perangkat umpan balik presisi eksternal, seperti interferometer laser.
Misalkan pengontrol gerakan menginstruksikan fase linier untuk pindah ke posisi tertentu. Setelah gerakan selesai, peralatan akan mengukur posisi sebenarnya dari panggung. Ulangi siklus pengukuran gerakan perintah sampai Anda dapat menentukan apakah kesalahan pemosisian terjadi dan, jika demikian, apakah mereka selalu sama. Kesalahan pemosisian dapat bervariasi dengan proses perjalanan. Oleh karena itu, perlu untuk menguji pengulangan serangkaian titik dalam sistem gerak linier.
Ketika mereka kesalahan pengulangan, kejadian mereka dapat diprediksi, dan firmware driver servo dapat memberikan koreksi yang diperlukan sambil mencapai dan mempertahankan akurasi tanpa perangkat umpan balik tambahan atau eksternal.
Kompensasi harmonik
Jika perlu untuk mempertimbangkan apakah loop kontrol servo harus dikompensasi untuk harmonik, gangguan dalam siklus motor harus memiliki mode tetap. Ini menunjukkan bahwa ada kesalahan harmonik dalam sistem. Misalnya, torsi cogging motor disebabkan oleh struktur mekanis motor. Torsi cogging biasanya terjadi pada motor linier inti besi, sehingga dapat diperbaiki dengan kompensasi harmonik.
Driver servo cdhd2 berisi algoritma kompensasi harmonik untuk memperbaiki gangguan torsi dan umpan balik, yang mungkin disebabkan oleh cacat mekanis pada motor dan / atau cacat umpan balik. Algoritma koreksi harmonik dapat menangani gangguan dengan mode berulang dalam pitch motor di motor linier atau kecepatan mekanis dalam motor berputar.
Sebelum menerapkan algoritma, penting juga untuk mengidentifikasi sumber interferensi dengan benar dan menggunakan jenis kompensasi harmonik yang benar. Jika sistem mengadopsi umpan balik resolver dan dua mode interferensi terdeteksi di setiap siklus, kemungkinan akan membutuhkan kompensasi harmonik berbasis umpan balik.
Koreksi pemetaan kesalahan
Beberapa kesalahan pemosisian yang dapat diulang tidak dapat diperbaiki dengan menganalisis ekspresi. Sistem gerak mungkin kehilangan akurasi dan hanya beberapa poin di sepanjang stroke perlu dikompensasi. Untuk kesalahan tersebut, perangkat pengukur eksternal dapat digunakan untuk menghasilkan tabel pemetaan kesalahan, yang kemudian dapat digunakan oleh driver untuk mengkompensasi kesalahan pada titik-titik tertentu.
Misalnya, posisi beban pada sumbu linier dapat diukur dengan interferometer laser. Untuk kesederhanaan, kami berasumsi bahwa jarak perjalanan poros adalah satu meter. Perangkat lunak drive mengirimkan perintah untuk memindahkan motor pada interval 100mm untuk membuat motor bergerak dalam 10 posisi. Ketika motor memindahkan beban, interferometer akan mengukur jarak yang ditempuh oleh beban, dan setiap titik akan membandingkan nilai jarak dengan posisi encoder motor. Perbedaan antara kedua nilai adalah kesalahan pemosisian.
Setelah peta kesalahan dihasilkan, peta akan disimpan dalam memori nonvolatile drive, dan kompensasi kesalahan dapat diaktifkan dalam drive.
Masukkan algoritma di antara titik-titik. Dalam contoh ini, untuk memindahkan panggung ke posisi 275 mm dari asal, pengontrol mengambil dua titik data terdekat dari tabel pencarian (200 dan 300 mm) dan menghitung nilai koreksi pada 275 mm.
Keuntungan dari metode koreksi kesalahan posisi yang dapat dilakukan oleh driver servo cdhd2 adalah bahwa driver dapat mengambil nilai koreksi secara real time sesuai dengan posisi aktual dan menerapkan koreksi secara real time. Setelah koreksi diterapkan, kesalahan dapat diabaikan dan tidak diperlukan perangkat umpan balik posisi tambahan.
Kontrol loop ganda
Untuk mengkompensasi kesalahan acak dan tidak dapat dikatakan, sistem gerak linier membutuhkan metode untuk mendeteksi dan memperingatkan pengemudi kesalahan selama operasi. Metode yang efektif dan relatif murah untuk mengatasi kesalahan yang tidak berulang adalah dengan memasang encoder kedua pada beban dalam sistem gerak. Encoder kedua ini dapat memberikan umpan balik yang akurat secara real time untuk mengkompensasi penyimpangan sistem gerak.
Firmware dalam driver servo cdhd2 memiliki loop kontrol umpan balik ganda. Dalam aplikasi loop ganda, umpan balik motor digunakan untuk loop kontrol kecepatan dan penyearah, sedangkan umpan balik sekunder digunakan untuk loop posisi.
Driver Cdhd2 mendukung berbagai perangkat umpan balik sekunder, seperti encoder inkremental dan encoder serial, serta perangkat umpan balik posisi analog.
Konfigurasi loop ganda perlu menyesuaikan proporsi umpan balik sekunder dengan umpan balik motor dan metode pengaturan tertentu.
Loop kontrol umpan balik ganda ini telah diimplementasikan dalam serangkaian pemindai GE Medical PET / CT untuk pencitraan klinis, di mana poros braket alas pasien secara mekanis digerakkan oleh sekrup bola.
Untuk melawan efek serangan balik dalam sistem pemindai Ge, dua encoder dapat dihubungkan ke poros. Encoder umpan balik posisi dipasang pada motor, sedangkan encoder umpan balik sekunder memantau beban. Solusi kontrol loop ganda meningkatkan stabilitas operasi dan akurasi pemosisian sistem pencitraan. Ini juga memiliki fungsi keselamatan mendeteksi detasemen beban atau tabrakan.
Pameran bantalan belajar bahwa setiap aplikasi peralatan gerak linier memiliki tantangan dan solusi unik. Fleksibilitas drive cdhd2 memungkinkan pelanggan untuk menerapkan beberapa metode koreksi kesalahan–seperti kontrol loop ganda, kompensasi harmonik atau pemetaan kesalahan untuk mencapai akurasi dan kinerja mesin tertinggi.
