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伺服的电子凸轮相位偏移改善办法

发布日期:2022-09-29 09:35:22  点击次数:5769

在传统机械中,轴是由机械装置驱动的。例如,如下图所示,主/从轴通过平带连接。当主轴开始转动时,从动轴也会转动!假设主/从轴的轮径相同,每个轮上做一个标记,初始位置都在正上方。运行一段时间后,由于皮带打滑、主/从轴的轮径误差等诸多因素,发现主/从轴上的标记位置不同!表示主轴和从轴的相位偏移!


如果只是用来传递动力(比如发动机里的发电机皮带),相移无所谓;但是如果用作同步控制(比如发动机中控制气门、曲轴、点火正时的皮带),就会出现问题!就机构而言,要避免相位偏差,一般皮带可以换成正时皮带和齿轮!如下图所示,即使长时间运行,主/从轴的相位也能保持一致!就是要互相同步!


说到这里,我们终于可以进入正题了!如果把上面的机械传动换成伺服电子凸轮,会有什么效果?如图3所示,我们拆下皮带,用编码器采集主轴的位置,以A/B相脉冲波的形式传输给伺服。伺服系统使用线性电子凸轮来驱动从动轴跟随:


实测结果显示相移,因为编码器的脉冲波受到干扰,会随着时间积累,导致偏移越来越明显!然而,很难完全抑制脉搏波干扰。在工厂多变的环境下,再精致的布线,总会出现脉波偏差,只是时间问题!所以单纯用编码器脉冲波驱动电子凸轮是达不到同步带同步效果的,最多就是平带的效果!


那么如何改善呢?


其实我们可以效仿同步带,因为它是有齿的,所以不会打滑造成累积误差!我们用一颗想象中的“牙齿”来模仿一下吧!并明确定义齿宽(即齿间距离),从而制造出虚拟的同步带,也就是所谓的“同步轴”!这个“齿”可以由主轴(或编码器的Z轴)上的任何周期信号来表示。


在主轴上安装一个标记作为“齿”,并用传感器将信号读入伺服DI。然后根据编码器的型号可知,主轴每转一周应该有R个脉冲。由于一个圆只有一个齿,所以齿的宽度为R(单位为主轴的脉冲波)。这样,只要伺服感测到每一个“齿”,它就知道应该接收R个脉冲。如果数错了还可以补偿,这样总脉冲数就能始终与齿数保持正确的关系,这样主/从轴的相位就永远不会偏移,保持同步!该功能已在Delta ASD-A2和ASD-M-R伺服系统中提供。在主轴源P5-88中。y的凸轮,选择实心脉冲波相当于使用平带;选择同步轴相当于使用同步带,非常方便!设定方法请参考A2凸轮同步轴的设定方法!


注意:还有其他方法可以克服凸轮轴脉冲波的泄漏,如:

1.虚拟主轴不会漏脉冲波,但是主轴还必须用伺服电机,所以不可能用一般电机加编码器!


2.虽然可以做凸轮对中,但是通常是留给从动轴校正的,因为会用到从动轴的误差补偿!

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