선형 모션 시스템의 위치 오류 수정
서보 기술의 발전은 고객이 서보 제어 기계가 더 높은 성능으로 작동하기를 기대한다는 것을 의미합니다. 한 가지 성능 지표는 기계의 위치 정확도입니다. 더 나은 기계 정확도는 제조된 부품과 제품의 품질을 높일 수 있습니다. 따라서 베어링 개발은 서보 시스템을 선택하거나 개발할 때 정확한 위치 지정이 핵심 요구 사항이라고 믿습니다.
정확도에 영향을 미치는 요소
작동 중 시스템의 정확도는 여러 조건이나 요인의 영향을 받아 허용할 수 없는 성능을 초래할 수 있습니다.
인코더: 이러한 장비의 제조 과정에서 인코더에 도입된 기계적, 전자적 또는 광학적 성능 결함으로 인해 위치 오류가 발생할 수 있습니다. 환경 조건 및 전자 노이즈도 엔코더 신호의 품질에 영향을 줄 수 있습니다.
하중: 기계 시스템에서 구성 요소가 구부러지면 위치 오류가 발생할 수 있습니다.
직교성: XY 작업대를 통해 정확한 위치를 구현하는 데 적용할 수 있습니다. X축과 Y축의 스트로크는 서로 직각이어야 합니다(직교). 두 행의 스트로크가 직교하지 않으면 Y 축 스트로크는 X 방향으로 위치 오류를 생성하고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.
백래시: 백래시는 변속기의 맞물리는 톱니 사이의 간격의 함수입니다. 정상적인 백래시는 윤활 공간을 제공하기 위해 서로 달라붙지 않고 기어가 맞물리도록 합니다. 예를 들어, 리드 나사 너트가 반대 방향으로 회전하는 경우가 많으면 과도한 백래시가 발생하여 위치 오차가 발생할 수 있습니다.
히스테리시스: 히스테리시스 오차는 증가 및 감소된 입력 신호에 대한 시스템의 일관되지 않은 응답으로 인해 발생하는 실제 위치와 명령 위치 간의 차이를 나타냅니다.
오류 수정 방법
위치 오류를 수정하는 가장 효과적인 방법을 적용하려면 먼저 오류가 반복 가능한지 여부를 확인합니다. 목표 위치의 편차가 측정 가능하고 반복 가능하면 서보 드라이브에서 일부 기능이나 알고리즘을 사용하여 필요한 정확도를 달성하고 유지할 수 있습니다. 위치 오차가 불규칙하고 불규칙한 경우 외부 장비를 사용하여 최상의 수정을 얻을 수 있습니다. 다음으로 cdhd2 서보 드라이버를 예로 들어 보겠습니다.
오류 반복성
반복성은 모션 시스템이 특정 위치로 계속해서 돌아갈 수 있는 능력을 말합니다. 정확도는 시스템이 특정 위치로 돌아올 때 측정 범위 값을 나타냅니다. 정확도는 측정 또는 실제 위치에 대한 시스템의 근접성을 나타냅니다.
일반적으로 위치 오차의 반복성은 정의된 위치를 이동하고 측정하여 결정할 수 있습니다. 이 프로세스는 레이저 간섭계와 같은 외부 정밀 피드백 장치를 사용할 수 있습니다.
모션 컨트롤러가 선형 위상에 특정 위치로 이동하도록 지시한다고 가정합니다. 이동이 완료되면 장비가 무대의 실제 위치를 측정합니다. 위치 오류가 발생하는지 여부와 발생하는 경우 항상 동일한지 여부를 결정할 수 있을 때까지 명령 모션 측정 주기를 반복합니다. 위치 오차는 이동 과정에 따라 달라질 수 있습니다. 따라서 선형 모션 시스템에서 일련의 점의 반복성을 테스트해야 합니다.
반복성 오류인 경우 발생을 예측할 수 있으며 서보 드라이버 펌웨어는 보조 또는 외부 피드백 장치 없이 정확도를 달성하고 유지하면서 필요한 수정을 제공할 수 있습니다.
고조파 보상
서보 제어 루프가 고조파에 대해 보상되어야 하는지 여부를 고려해야 하는 경우 모터 사이클의 외란은 고정 모드를 가져야 합니다. 이것은 시스템에 고조파 오류가 있음을 나타냅니다. 예를 들어, 모터의 코깅 토크는 모터의 기계적 구조에 의해 발생합니다. 코깅 토크는 일반적으로 철심 리니어 모터에서 발생하므로 고조파 보상으로 보정할 수 있습니다.
cdhd2 서보 드라이버에는 모터의 기계적 결함 및/또는 피드백 결함으로 인해 발생할 수 있는 토크 및 피드백 장애를 수정하기 위한 고조파 보상 알고리즘이 포함되어 있습니다. 고조파 보정 알고리즘은 리니어 모터의 모터 피치 또는 회전 모터의 기계적 속도에서 반복 가능한 모드로 교란을 처리할 수 있습니다.
알고리즘을 적용하기 전에 간섭 소스를 올바르게 식별하고 올바른 고조파 보상 유형을 사용하는 것도 중요합니다. 시스템이 리졸버 피드백을 채택하고 각 주기에서 두 개의 간섭 모드가 감지되면 피드백 기반 고조파 보상이 필요할 수 있습니다.
오류 매핑 수정
일부 반복 가능한 위치 오류는 표현식을 분석하여 수정할 수 없습니다. 모션 시스템은 정확도를 잃을 수 있으며 스트로크를 따라 몇 개의 포인트만 보정하면 됩니다. 이러한 오류의 경우 외부 측정 장치를 사용하여 오류 매핑 테이블을 생성할 수 있으며, 이 테이블은 드라이버가 특정 지점의 오류를 보정하는 데 사용할 수 있습니다.
예를 들어, 선형 축의 부하 위치는 레이저 간섭계로 측정할 수 있습니다. 편의상 샤프트의 이동 거리를 1미터로 가정합니다. 드라이브 소프트웨어는 모터를 100mm 간격으로 이동하라는 명령을 보내 모터가 10개 위치 내에서 움직이도록 합니다. 모터가 부하를 움직일 때 간섭계는 부하가 이동한 거리를 측정하고 각 지점은 거리 값을 모터 인코더 위치와 비교합니다. 두 값의 차이가 위치 오차입니다.
오류 맵이 생성되면 드라이브의 비휘발성 메모리에 맵이 저장되고 드라이브에서 오류 보상이 활성화될 수 있습니다.e.
점 사이에 알고리즘을 삽입합니다. 이 예에서 스테이지를 원점에서 275mm 위치로 이동하기 위해 컨트롤러는 룩업 테이블(200 및 300mm)에서 가장 가까운 두 데이터 포인트(200 및 300mm)를 가져와서 275에서 수정 값을 계산합니다. mm.
cdhd2 서보 드라이버가 수행할 수 있는 위치 오류 수정 방법의 장점은 드라이버가 실제 위치에 따라 실시간으로 수정 값을 검색하고 실시간으로 수정을 적용할 수 있다는 것입니다. 수정이 실행되면 오류를 무시할 수 있으며 추가 위치 피드백 장치가 필요하지 않습니다.
이중 루프 제어
무작위 및 반복 불가능한 오류를 보상하기 위해 선형 모션 시스템은 작동 중 오류를 감지하고 운전자에게 경고하는 방법이 필요합니다. 비반복적 오류를 극복하기 위한 효과적이고 비교적 저렴한 방법은 모션 시스템의 부하에 두 번째 인코더를 설치하는 것입니다. 이 두 번째 인코더는 실시간으로 정확한 피드백을 제공하여 모션 시스템의 편차를 보상할 수 있습니다.
cdhd2 서보 드라이버의 펌웨어에는 이중 피드백 제어 루프가 있습니다. 이중 루프 애플리케이션에서 모터 피드백은 속도 제어 루프 및 정류기에 사용되는 반면 2차 피드백은 위치 루프에 사용됩니다.
Cdhd2 드라이버는 증분 인코더 및 직렬 인코더와 같은 다양한 보조 피드백 장치와 아날로그 위치 피드백 장치를 지원합니다.
이중 루프 구성은 모터 피드백 및 특정 설정 방법에 대한 2차 피드백의 비율을 조정해야 합니다.
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.
Ge 스캐너 시스템에서 백래시 효과를 상쇄하기 위해 두 개의 인코더를 샤프트에 연결할 수 있습니다. 위치 피드백 인코더는 모터에 설치되고 보조 피드백 인코더는 부하를 모니터링합니다. 이중 루프 제어 솔루션은 이미징 시스템의 작동 안정성과 위치 정확도를 향상시킵니다. 또한 하중 이탈이나 충돌을 감지하는 안전 기능이 있습니다.
베어링 전시회는 선형 운동 장비의 각 응용 프로그램이 고유한 문제와 솔루션을 가지고 있음을 배웠습니다. cdhd2 드라이브의 다양성을 통해 고객은 몇 가지 오류 수정 방법을 구현할 수 있습니다.– 이중 루프 제어, 고조파 보상 또는 오류 매핑과 같은 최고의 정확도와 기계 성능을 달성합니다.
