Correction d'erreur de positionnement dans un système de mouvement linéaire
Les progrès de la technologie d'asservissement signifient que les clients s'attendent à ce que leurs machines à servocommande fonctionnent avec des performances de plus en plus élevées. Un indice de performance est la précision de positionnement de la machine. Une meilleure précision de la machine peut garantir que les pièces et produits fabriqués sont de meilleure qualité. Par conséquent, le développement des roulements estime qu'un positionnement précis est l'exigence clé lors de la sélection ou du développement d'un système d'asservissement.
Facteurs affectant la précision
Pendant le fonctionnement, la précision du système peut être affectée par plusieurs conditions ou facteurs, entraînant des performances inacceptables.
Encodeur : lors du processus de fabrication d'un tel équipement, les défauts de performances mécaniques, électroniques ou optiques introduits dans l'encodeur peuvent entraîner une erreur de positionnement. Les conditions environnementales et le bruit électronique peuvent également affecter la qualité du signal du codeur.
Charge : la flexion des composants du système mécanique peut entraîner une erreur de positionnement.
Orthogonalité : il est applicable pour réaliser un positionnement précis via l'établi XY. Les traits de l'axe X et de l'axe Y doivent être perpendiculaires l'un à l'autre (orthogonaux). Si les deux rangées de traits ne sont pas orthogonales, le trait de l'axe Y produira une erreur de positionnement dans la direction X, et vice versa.
Jeu entre dents : le jeu entre dents est fonction du jeu entre les dents d'engrènement de la transmission. Le jeu normal permet aux engrenages de s'engrener sans se coincer pour fournir un espace de lubrification. Par exemple, lorsque l'écrou de la vis-mère tourne souvent dans le sens opposé, un jeu excessif peut se produire, entraînant une erreur de positionnement.
Hystérésis : l'erreur d'hystérésis fait référence à la différence entre la position réelle et la position de commande causée par la réponse incohérente du système aux signaux d'entrée augmentés et diminués.
Méthode de correction d'erreur
Pour appliquer la méthode la plus efficace pour corriger l'erreur de positionnement, déterminez d'abord si l'erreur est répétable. Lorsque l'écart de la position cible est mesurable et reproductible, certaines fonctions ou algorithmes peuvent être utilisés dans le servo variateur pour atteindre et maintenir la précision nécessaire. Lorsque l'erreur de positionnement est aléatoire et irrégulière, la meilleure correction peut être obtenue par un équipement externe. Ensuite, prenez le servomoteur cdhd2 comme exemple.
Répétabilité des erreurs
La répétabilité fait référence à la capacité du système de mouvement à revenir à une position spécifique encore et encore. La précision fait référence à la valeur de la plage de mesure lorsque le système revient à une position spécifique. La précision fait référence à la proximité du système avec une mesure ou une position réelle.
En général, la répétabilité de l'erreur de positionnement peut être déterminée en déplaçant et en mesurant la position définie. Ce processus peut utiliser des dispositifs de rétroaction de précision externes, tels que des interféromètres laser.
Supposons que le contrôleur de mouvement ordonne à une phase linéaire de se déplacer vers une position spécifique. Une fois le mouvement terminé, l'équipement mesurera la position réelle de la scène. Répétez le cycle de mesure de mouvement de commande jusqu'à ce que vous puissiez déterminer si des erreurs de positionnement se produisent et, si c'est le cas, si elles sont toujours égales. L'erreur de positionnement peut varier avec le processus de déplacement. Par conséquent, il est nécessaire de tester la répétabilité d'une série de points dans le système de mouvement linéaire.
Lorsqu'il s'agit d'erreurs de répétabilité, leur occurrence est prévisible et le micrologiciel du servomoteur peut fournir la correction nécessaire tout en obtenant et en maintenant la précision sans dispositifs de rétroaction auxiliaires ou externes.
Compensation harmonique
S'il faut considérer si la boucle d'asservissement doit être compensée pour les harmoniques, la perturbation dans le cycle moteur doit avoir un mode fixe. Cela montre qu'il y a une erreur harmonique dans le système. Par exemple, le couple d'encoche du moteur est provoqué par la structure mécanique du moteur. Le couple d'encoche se produit généralement dans le moteur linéaire à noyau de fer, il peut donc être corrigé par compensation harmonique.
Le servodriver cdhd2 contient un algorithme de compensation des harmoniques pour corriger les perturbations de couple et de rétroaction, qui peuvent être causées par des défauts mécaniques du moteur et/ou des défauts de rétroaction. L'algorithme de correction harmonique peut traiter la perturbation en mode répétable dans un pas moteur en moteur linéaire ou une vitesse mécanique en moteur rotatif.
Avant d'appliquer l'algorithme, il est également important d'identifier correctement la source d'interférence et d'utiliser le bon type de compensation harmonique. Si un système adopte la rétroaction du résolveur et que deux modes d'interférence sont détectés dans chaque cycle, il est probable qu'il aura besoin d'une compensation harmonique basée sur la rétroaction.
Correction du mappage des erreurs
Certaines erreurs de positionnement répétables ne peuvent pas être corrigées en analysant les expressions. Le système de mouvement peut perdre en précision et seuls quelques points le long de la course doivent être compensés. Pour de telles erreurs, un appareil de mesure externe peut être utilisé pour générer une table de mappage des erreurs, qui peut ensuite être utilisée par le conducteur pour compenser les erreurs à des points spécifiques.
Par exemple, la position de la charge sur l'axe linéaire peut être mesurée par un interféromètre laser. Pour simplifier, nous supposons que la distance de déplacement de l'arbre est d'un mètre. Le logiciel du variateur envoie une commande pour déplacer le moteur à un intervalle de 100 mm pour faire bouger le moteur dans 10 positions. Lorsque le moteur déplace la charge, l'interféromètre mesurera la distance parcourue par la charge et chaque point comparera la valeur de la distance avec la position de l'encodeur du moteur. La différence entre les deux valeurs est l'erreur de positionnement.
Une fois qu'une carte d'erreur est générée, la carte sera stockée dans la mémoire non volatile du lecteur et la compensation d'erreur peut être activée dans le lecteur.e.
Insérez un algorithme entre les points. Dans cet exemple, afin de déplacer la platine vers une position à 275 mm de l'origine, le contrôleur prend les deux points de données les plus proches de la table de consultation-(200 et 300 mm) et calcule la valeur de correction à 275 mm mm.
L'avantage de la méthode de correction d'erreur de positionnement qui peut être effectuée par le servodriver cdhd2 est que le driver peut récupérer la valeur de correction en temps réel en fonction de la position réelle et appliquer la correction en temps réel. Une fois la correction mise en œuvre, l'erreur peut être ignorée et aucun dispositif de retour de position supplémentaire n'est requis.
Contrôle à double boucle
Afin de compenser les erreurs aléatoires et non répétables, le système de mouvement linéaire a besoin d'une méthode pour détecter et avertir le conducteur des erreurs pendant le fonctionnement. Une méthode efficace et relativement peu coûteuse pour surmonter les erreurs non répétitives consiste à installer un second codeur sur une charge dans le système de mouvement. Ce deuxième encodeur peut fournir une rétroaction précise en temps réel pour compenser la déviation du système de mouvement.
Le micrologiciel du servodriver cdhd2 a une double boucle de contrôle de rétroaction. Dans les applications à double boucle, le retour moteur est utilisé pour la boucle de contrôle de vitesse et le redresseur, tandis que le retour secondaire est utilisé pour la boucle de position.
Le pilote Cdhd2 prend en charge divers dispositifs de rétroaction secondaires, tels que l'encodeur incrémental et l'encodeur série, ainsi que les dispositifs de rétroaction de position analogiques.
La configuration à double boucle doit ajuster la proportion de retour secondaire par rapport au retour moteur et à une méthode de réglage spécifique.
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.
Pour contrecarrer l'effet de jeu dans le système de scanner Ge, deux codeurs peuvent être connectés à l'arbre. Le codeur de retour de position est installé sur le moteur, tandis que le codeur de retour secondaire surveille la charge. La solution de contrôle à double boucle améliore la stabilité de fonctionnement et la précision de positionnement du système d'imagerie. Il a également la fonction de sécurité de détecter le détachement ou la collision de la charge.
L'exposition Bearing a appris que chaque application d'équipement de mouvement linéaire présente des défis et des solutions uniques. La polyvalence des lecteurs cdhd2 permet aux clients de mettre en œuvre certaines méthodes de correction d'erreurs– tels que le contrôle à double boucle, la compensation des harmoniques ou la cartographie des erreurs pour obtenir la plus haute précision et les meilleures performances de la machine.
