那么分辨率和精度關(guān)于速度環(huán)的影響是什么呢?速度環(huán)的精度和動(dòng)搖性又和什么有關(guān)呢?今日,咱們就和咱們聊聊數(shù)控加工中心速度環(huán)和編碼器的聯(lián)系。
閉環(huán)體系中編碼器作為反應(yīng)環(huán)節(jié)時(shí)影響控制體系的功用主要有以下三個(gè)方面:
一、響應(yīng)速度、精度和分辨率
1、響應(yīng)速度:響應(yīng)速度最簡(jiǎn)單了解的,反應(yīng)遲鈍的編碼器就像一個(gè)抱負(fù)的傳感器串聯(lián)一個(gè)低通濾波器,這樣在整個(gè)閉環(huán)控制體系中會(huì)發(fā)生相位滯后,以至于影響了整個(gè)體系高頻段的安穩(wěn)性?,F(xiàn)在大多數(shù)的運(yùn)用中,伺服電機(jī)的編碼器反應(yīng)速度非常快,能夠看作是抱負(fù)的傳感器。可是有些通訊速率較低的串行通訊編碼器(SSI)其通訊方法不可防止的引起必定的推遲,導(dǎo)致速度環(huán)的帶寬受到限制。
2、精度:關(guān)于CNC加工中心精度的影響,咱們首要需求界說(shuō)速度CNC加工中心精度的概念,數(shù)控加工中心精度是衡量實(shí)踐值和設(shè)定值之間可重復(fù)的平均差錯(cuò)的量值。速度精度的闡明如圖1所示,其表明一段時(shí)刻內(nèi)的設(shè)定值和實(shí)踐值的全體差錯(cuò),因而所謂速度精度能夠了解為被調(diào)量與規(guī)則的給定值的肯定穩(wěn)態(tài)差錯(cuò)。
3、安穩(wěn)度:盡管許多調(diào)理方針中都觸及到了精度,但在實(shí)踐上大多數(shù)情況下,咱們更希望得到的是調(diào)理進(jìn)程的 “安穩(wěn)度”。這個(gè)安穩(wěn)度又能夠了解為速度的 “動(dòng)搖性”。立式加工中心速度動(dòng)搖性的界說(shuō)為: 動(dòng)搖性是不希望的實(shí)踐值特性,它會(huì)疊加在速度平均值上。
關(guān)于運(yùn)用立式加工中心西門(mén)子的SINAMICS S120系列變頻器及伺服電機(jī)的伺服控制體系,在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中,電機(jī)作業(yè)在額外轉(zhuǎn)速及額外轉(zhuǎn)矩時(shí),轉(zhuǎn)速精度能夠到達(dá)額外轉(zhuǎn)速的0.001%,如下表所示。
示例:運(yùn)用S120 驅(qū)動(dòng)1FK7032-2AK71-1QA0 伺服電機(jī),此電機(jī)額外轉(zhuǎn)速6000 RPM,電機(jī)的編碼器為20位單圈肯定值。
咱們運(yùn)用60 RPM轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn),記載增量脈沖數(shù)(R482)與實(shí)踐轉(zhuǎn)速(R61),如圖3所示:
圖3 R482及R61的記載
咱們記載3s的時(shí)刻距離,不考慮差錯(cuò)要素,電機(jī)應(yīng)該添加3*220=3145728個(gè)增量脈沖信號(hào)。可是,實(shí)踐上電機(jī)旋轉(zhuǎn)了3145731個(gè)增量脈沖數(shù),其差錯(cuò)值為3個(gè)增量脈沖數(shù),轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速為60+(3/3145728)*60=60.00005722RPM,那么其精度為:(60RPM-60.000057RPM)/6000RPM=-0.000001%<0.001%
圖3的精度值很抱負(fù),可是速度動(dòng)搖性體現(xiàn)很差。
二、速度動(dòng)搖性受如下要素影響
(1) 編碼器有限的分辨率以及速度環(huán)周期(分辨率越低,周期時(shí)刻越長(zhǎng),速度動(dòng)搖就越大)。
(2) 不良的編碼器裝置方法會(huì)導(dǎo)致編碼器反應(yīng)呈現(xiàn)低頻周期性動(dòng)搖。
(3) 伺服電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩動(dòng)搖也會(huì)導(dǎo)致速度環(huán)下的低頻周期動(dòng)搖。
三、定論
(1) 在實(shí)踐運(yùn)用中,受編碼器有限的分辨率、裝置和伺服電機(jī)制作等要素而導(dǎo)致的速度周期動(dòng)搖的影響要比單純的速度精度愈加重要,需求工程師在運(yùn)用中考慮以上要素。
(2) 關(guān)于下降速度的動(dòng)搖性能夠選用的手法有,挑選高分辨率的編碼器、縮短速度環(huán)周期、進(jìn)步編碼器裝置的精度以及運(yùn)用咱們伺服體系中供給的齒槽轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償功用等下降速度環(huán)動(dòng)搖性的影響,防止立式加工中心機(jī)械設(shè)備在高動(dòng)態(tài)運(yùn)用下呈現(xiàn)振蕩和噪聲。