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案例讲解_设备偏位解决方案大合集

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日期:2021-12-22

快速定位偏差的原因
设备调试人员面临的常见问题之一是“偏差”,其原因和应对策略各不相同。今天,大家将结合不同的应用案例对其进行总结。用于帮助设备制造商的调试人员快速定位问题,采取各种适当措施,提高设备抗干扰能力,保证设备正常运行。


一、正则偏差
案例1:设备来回移动,越来越多(少)向前


01. 错误的脉冲当量
运动控制卡(PLC)没有设置准确的脉冲当量
原因分析:设备传动采用同步轮结构还是齿条结构,存在加工精度误差。但是,运动控制卡(PLC)没有设置准确的脉冲当量。
例如,如果上一批同步轮的电机旋转一次,设备前进10mm,而这批同步轮的电机稍大一点,前进10.1mm,则这批机器多走1%每次都比以前的装备距离。
解决方法:离开机器前用机器画一个尽可能大的正方形,然后用尺子测量实际尺寸,比较实际尺寸与控制卡设置的尺寸的比例,然后添加到控制卡中手术。重复 3 次后,将获得更准确的值。


02.指令转换时序冲突
脉冲指令触发时序与方向指令电平转换时序冲突
原因分析:驱动要求上位机发送的脉冲指令的方向和电平转换有一定的时序要求。
而有些PLC或运动控制卡在编程时不符合这个要求(或自己的规则不符合驱动程序的要求),导致脉冲和方向时序不能满足要求和偏移。
解决方案:控制卡(PLC)App工程师将方向信号提前,或者驱动应用技术人员改变脉冲边沿计数方式。


案例2:电机在运动时在一个固定点振动,经过该点后可以正常运行,但不移动一定距离


01.机械装配问题
机械结构在某一点具有高电阻
原因分析:由于机械安装的平行度、垂直度或设计不合理,设备某一点阻力较大。步进电机的转矩变化规律是速度越快,转矩越小,容易卡在高速段,但速度下降时可以通过。
解决方法:检查机械结构是否卡死,是否因摩擦阻力大或滑轨安装不平行等原因。


02、步进电机扭矩不足
转矩不足导致高速段堵转
原因分析:步进电机转矩不够。由于终端客户对提速或负载增加的要求,电机在高速时能满足要求的转矩不够,导致高速时堵转。
解决方法:解决方法可以是通过驱动器设置更大的输出电流,在驱动器允许的电压范围内提高电源电压,或者更换更大扭矩的电机。


减速步进电机

案例3:电机没有来回原地移动,偏移量固定


01.皮带间隙
反向间隙导致空路径
原因分析:皮带与同步带轮之间存在反向间隙,导致后退时有一定的空行程。
解决方法:如果运动控制卡有皮带反向间隙补偿功能,可以使用;或者系紧腰带。


案例4:切割轨迹和绘图轨迹不重合


01.惯性过大
惯性大,电机响应差
原因分析:平板切割拉丝机的喷墨过程受切割时的光栅、扫描运动、插补运动控制。两条轨迹不重合是因为同类设备的x轴小车惯性小,由光栅定位,喷墨位置准确,而y轴龙门结构惯性大,电机响应很穷。插补运动时,y轴跟踪不好,导致轨迹局部偏移。
解决方法:增大y轴减速比,使用Notch功能提高伺服驱动器的刚性来解决这个问题。


02.重合度没有调整好
刀与喷嘴的重合度调整不当
原因分析:因为切拉机的刀具和喷嘴安装在x轴小车上,但是它们之间存在坐标差,切拉机上位机App可以调整这个坐标差,使刀具和喷嘴的轨迹重合。如果调整不当,切割轨迹和绘图轨迹将分离为一个整体。
解决方法:修改刀具和喷嘴位置补偿参数。


案例5:将圆画成椭圆


01. XY轴平台两轴不垂直
惯性大,电机响应差
原因分析:当龙门结构的x轴和Y轴不垂直时,图形会发生偏移。例如,将圆形画成椭圆,将正方形画成平行四边形。
解决方法:这个问题可以通过调整龙门X轴和Y轴的垂直度来解决。

大家再看另一种情况

二、不规则偏差
情况一:运行中不规律出现偏差。偏差为偶然,偏差次数不确定
01. 干扰引起的电机跑偏
脉冲信号干扰源脉冲
原因分析:大部分非周期性偏差是干扰引起的,少部分是运动控制卡发送的窄脉冲或机械结构松动引起的。
解决方案:
1: 如果干扰频繁发生,可以用示波器监测脉冲频率,确定干扰时间,进而确定干扰源。去除或保持脉冲信号远离干扰源可以解决一些干扰。
2: 如果干扰意外发生,或干扰源位置难以确定或电柜已固定难以移动,可考虑采取以下措施解决:
① 驱动器接地,
② 用脉冲线代替双绞屏蔽线,
③脉冲正负端并联103陶瓷电容滤波(脉冲频率小于54khz),
④ 脉冲信号套磁环,
⑤在驱动器和控制器的电源前端增加一个滤波器。
备注:常见的干扰源有变压器、线圈继电器、变频器、电磁阀、高压线等,在规划电气柜时,应避免信号线靠近这些干扰源。信号线和高压电源线应走不同线槽。


02. 脉冲串中的窄脉冲
窄脉冲,司机无法识别
问题分析:客户运动控制卡发送的脉冲串占空比偏小或偏大,导致脉冲窄,驱动无法识别,产生偏移。
解决方法:查明控制器出现此问题的原因是脉冲接口问题还是App算法问题。


03.机械结构位置松动
松散的连接和间隙
问题分析:联轴器、同步轮、减速机等用千斤顶固定或用螺钉夹紧的连接件,在运行过程中,在急速冲击一段时间后,可能会出现松动,导致跑偏。对于用键和键槽固定的同步轮,注意键和键槽之间是否有间隙,对于齿条结构,注意两者之间的配合间隙。
解决方法:关键部位和受力较大的结构螺钉必须使用弹性垫,螺钉或顶丝螺钉应涂上螺钉胶。电机轴和联轴器应尽量采用键槽连接。


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04.滤波电容过大

驱动程序无法正确检测到有效信号

问题分析:滤波电容过大。普通RC滤波器的截止频率为1 / 2 π RC。电容越大,截止频率越小。一般驱动器脉冲端的电阻为270欧姆。由103个陶瓷电容组成的RC滤波电路的截止频率为54 kHz。如果频率高于此值,则驱动器无法正确检测到某些有效信号,因为幅度衰减过大,从而导致偏移。

解决方法:加滤波电容时,要计算脉冲频率,保证最大通过脉冲频率满足要求。


05.PLC或运动控制卡问题
最大脉冲频率不够高
原因分析:一般PLC允许的最大脉冲频率为100kHz,运动控制卡根据其脉冲芯片的不同差异较大。特别是普通单片机开发的运动控制卡,可能会因为脉冲频率低而产生偏移。
解决方法:如果上位机的最大脉冲频率有限,为了保证速度,可以适当减少驱动细分,保证电机速度。


结束
设备可能无法正常运行的情况有很多。希翼大家的总结能给大家带来一些帮助。

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