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研控MCC系列運動控制卡使用方便,功能可靠,一般來說是不會在使用過程中產生位置偏差的。但是在長期客戶服務的過程中我們也遇到了一些因使用不當造成的位置偏差,如果沒有豐富的經驗,往往會判斷為運動控制卡的問題,而實際上真正的原因是在使用過程中有一些軟硬件問題未加以注意造成的。不管使用運動控制卡或其他類別的運動控制產品,如果對這些問題不加注意,它往往會在不經意間出現,引起機械運動誤差,造成損失。而當你在實驗室中針對它進行測試時,又因為參數和使用環境的變化,問題卻不能重現,所以非常難以捕捉。下文主要針對這幾個最常見的疑難問題進行描述、分析、并提出一定的解決方法。
第一節 首先應該做什么
在客戶提出使用控制卡出現了位置偏差的時候,首先應該做的就是定位偏差來源,也就是定位“究竟是控制卡的問題,還是電機和機械的問題”?這是非常關鍵的定位思路。
圖1.最關鍵的測試點
原因在于,“軟件和控制卡的問題”的尋找定位和“電機和機械的問題”的尋找定位是完全不同的方式,如果首先不區分好是哪一個模塊的問題就直接深入到細節上,往往會找錯方向。
最常見的定位工具是伺服驅動器的“顯示指令位置”功能,如果問題軸所用電機正好是伺服電機,那就非常方便了。如果使用的是步進電機,則可能需要外接一個伺服電機進行測試。其他如示波器、邏輯分析儀也可以進行測試,但是不如伺服電機方便。
第三節 換向時第一個脈沖的運動方向誤差
在試機的過程中出現過這樣的問題:當使用某一品牌的驅動器,運行就非常準確;而換用另一品牌的驅動器,走一些固定的動作時就會越走越偏。而容易走偏的驅動器換了另一家的控制器,就又好了。
第四節 原點復位誤差
有的客戶反饋,在進行復位動作的時候,就會產生位置偏差。
一般來說,我們推薦客戶在設計工序時,每完成一整套加工步驟后,進行一次復位動作,這樣可以消除積累誤差,包括機械打滑誤差、齒輪間隙誤差和驅動器少量丟步造成的誤差。但復位動作的運動參數設置、復位動作順序設置、傳感器的選擇和安裝位置、以及伺服參數設置的恰當與否都會影響復位精度。當客戶發現復位會導致運行位置不準時,客戶通常會首要考慮排除傳感器靈敏度、動作是否過猛等,因此問題往往不大,本節主要描述當伺服參數設置不當這一較少能考慮到的情況會引起的復位偏差。當使用伺服電機時,如果參數調整不當,剛性太弱,會造成該軸原點復位時的誤差。
總的來說,伺服是一個必須要考慮其滯后特性的執行部件。當設置伺服參數時,剛性越小,運行時的實際滯后就越大。直觀上看起來就是“軟軟的,懶懶的”,指令脈沖開始發送了,它才會慢慢動起來;指令脈沖已經發完不發了,它還要往前走一陣才能停下來。這種特性跟它的閉環控制特性有一定的關系。
第五節 其他情況
情況一:驅動電壓/電流不足
當客戶采用一路控制信號帶多路驅動器時,可能會出現驅動電流不足的情況,繼而導致驅動器無法順利獲取信號。
研控運動控制卡多采用AM26C31芯片來產生驅動電流,限流電阻20歐姆,最大電流150mA,因此不推薦采用一路運動控制信號帶多路驅動器。如果必須采用這種接法,則最多帶兩臺驅動器,如果超過此數值可能會造成芯片過熱燒壞或者信號丟失等情況;同時要注意,不保證此種接法的運動穩定性。
情況二:限位信號干擾/誤碰
客戶采用非研控生產的運動控制卡時,可能會隨機地出現設定的運動距離還沒走到,就停下來的問題。甚至會帶來撞機等嚴重的情況。這種偏差會非常大,隨機無規律地出現,一次出現馬上就造成運行的混亂。
這種情況往往是某軸在運行時,該軸的“限位信號”受到了干擾,令板卡認為應該停止該軸的動作。
對于這種情況的判定要從軟件上進行抓取,當調用函數判斷一個軸是否停止的時候,如果返回值不是“脈沖發送完停止”,而是“未知異常停止”或者“遇到限位點停止”,就基本可以定位是限位點受到了干擾。然后可以將受到干擾的軸的限位信號從接線板上斷開,看看是否還有此情況產生
針對此問題,需要從硬件上查找干擾源、干擾傳遞的通路。常規的濾波,分開供電,屏蔽,重新布線等方法都可以試一下。不過最有效的,是換用研控的運動控制卡產品,具備強大的抗干擾特性(濾波參數可設置),能夠根除此類問題。
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