教你解決富士伺服電機運動控制定位不準的問題

返回列表 來(lai)源：發布日期： 2019.05.16

在使用日本富士伺服電機偏位問題是設備制造廠在設備裝機調試以及設備使用過程中，經常會碰到各種問題，下面華科星從(cong)以下幾(ji)個常見的應用案例中(zhong)，提煉整理(li)出的偏位原因及對(dui)策，用以幫助設備廠家調(diao)試人員(yuan)快速定位問題、采取各種適宜措施提高設備抗(kang)干擾性、為設備正確(que)接地(di)保(bao)證正常運行。

富士伺服電機

- 運行過程中不定期出現偏位，偏位具有偶然性，偏位多少不確定
  
  ①干擾原因導致電(dian)機(ji)偏(pian)位
  
  原因(yin)分析：非周(zhou)期(qi)性偏位(wei)大(da)部分因(yin)為干擾導(dao)致，少部分因(yin)為運動(dong)控制卡發出(chu)的窄脈沖或者機(ji)械(xie)結構(gou)松動(dong)引起。
  
  解(jie)(jie)決方式：如果干(gan)(gan)擾(rao)(rao)出現的(de)比(bi)較頻繁，則可(ke)以利用示波器監控脈沖頻率確定(ding)(ding)(ding)干(gan)(gan)擾(rao)(rao)發生的(de)時間進而確定(ding)(ding)(ding)干(gan)(gan)擾(rao)(rao)源(yuan)(yuan)，移(yi)除(chu)或(huo)者(zhe)使脈沖信(xin)號遠(yuan)離干(gan)(gan)擾(rao)(rao)源(yuan)(yuan)能解(jie)(jie)決部分干(gan)(gan)擾(rao)(rao)。如果干(gan)(gan)擾(rao)(rao)出現的(de)比(bi)較偶然，或(huo)者(zhe)難以確定(ding)(ding)(ding)干(gan)(gan)擾(rao)(rao)源(yuan)(yuan)位(wei)置(zhi)或(huo)電氣柜已固定(ding)(ding)(ding)難以移(yi)動，則可(ke)以考慮(lv)采用以下措施(shi)來解(jie)(jie)決問題：
  1. 驅動器接地，
  2. 脈沖線(xian)更換(huan)雙絞(jiao)屏(ping)蔽線(xian)，
  3. 脈沖(chong)正負端并聯103陶瓷電容(rong)濾波（脈沖(chong)頻率小于54kHz），
  4. 脈沖信號套磁環(huan)，
  5. 驅動器(qi)(qi)(qi)和控(kong)制器(qi)(qi)(qi)電(dian)源前端增加濾波(bo)器(qi)(qi)(qi)。
  ②脈沖串出現窄(zhai)脈沖
  
  問(wen)題分(fen)析(xi)：客戶運動(dong)控制卡(ka)發送脈(mo)沖串(chuan)占(zhan)空比較(jiao)小或過大，出現(xian)窄脈(mo)沖，驅動(dong)器識別不了，導(dao)致偏位(wei)。
  
  解決方式：查找(zhao)控(kong)制器出現這種問(wen)題(ti)的原因，是脈沖接口(kou)問(wen)題(ti)，還(huan)是軟件算(suan)法問(wen)題(ti)
  
  ③機(ji)械結構松動
  
  問(wen)題分析：連軸(zhou)器、同步輪(lun)、減速機等用頂絲固定(ding)或螺(luo)絲夾(jia)緊(jin)的連接件在快速沖(chong)擊場合運行一段時間(jian)可能出現(xian)松動，導致偏位。用鍵(jian)(jian)和(he)鍵(jian)(jian)槽(cao)配合固定(ding)的同步輪(lun)則注意(yi)鍵(jian)(jian)和(he)鍵(jian)(jian)槽(cao)之間(jian)是否(fou)存在間(jian)隙(xi)，齒輪(lun)齒條結構則注意(yi)兩者之間(jian)的配合間(jian)隙(xi)。
  
  解決方式(shi)：關鍵部(bu)分、受力大的結(jie)構螺(luo)絲一(yi)定(ding)用彈(dan)墊(dian)、而且螺(luo)絲或(huo)頂(ding)絲宜涂覆螺(luo)絲膠。電機軸與(yu)聯軸器(qi)盡量用鍵槽連接。
做往復運動，往前越偏越多（少）

①脈沖(chong)當量(liang)不(bu)對

原因分析(xi)：無(wu)論是同(tong)步輪結構還是齒(chi)輪齒(chi)條結構，都存在(zai)加工精度誤(wu)差。運(yun)動控制卡（PLC）并沒有設置準確的(de)脈沖(chong)當量。例如上一批(pi)(pi)同(tong)步輪電機旋轉一圈設備前進10mm，這批(pi)(pi)同(tong)步輪大一點電機轉一圈前進了10.1mm，就會導致該(gai)批(pi)(pi)機器每次運(yun)行比以前的(de)設備多走1%的(de)距離。

解(jie)決方式：出機前用機器畫一(yi)個(ge)盡可能大(da)幅面的正方形(xing)，然后(hou)用尺去(qu)量實(shi)際尺寸(cun)，對比(bi)實(shi)際尺寸(cun)和控(kong)(kong)制卡設置尺寸(cun)之(zhi)(zhi)間(jian)的比(bi)例，然后(hou)將其加(jia)入控(kong)(kong)制卡運算，反(fan)復進行三次(ci)之(zhi)(zhi)后(hou)就(jiu)會得到一(yi)個(ge)比(bi)較(jiao)準確的值。

②脈沖指令的觸發沿與方向指令的電平變換時序沖突

原(yuan)因(yin)分析：驅(qu)動器(qi)要(yao)求(qiu)(qiu)上位機發出的(de)(de)脈沖指令(ling)的(de)(de)沿(yan)與(yu)方向(xiang)指令(ling)電(dian)平變換有一定時(shi)(shi)序要(yao)求(qiu)(qiu)。而部分PLC或運動控(kong)制卡編(bian)程時(shi)(shi)沒滿足這種要(yao)求(qiu)(qiu)（或者(zhe)其自身(shen)的(de)(de)規則不符(fu)合驅(qu)動器(qi)的(de)(de)要(yao)求(qiu)(qiu)），導致(zhi)脈沖和(he)方向(xiang)時(shi)(shi)序并不能滿足要(yao)求(qiu)(qiu)而偏位。

解決方(fang)式：控制卡（PLC）軟件工(gong)程(cheng)師將(jiang)方(fang)向信號(hao)提前。或者驅動器應用技術人員(yuan)更改脈沖沿計(ji)數方(fang)式。

運動過程中電機在固定點抖動，過該點后能正常運行，但少走一段距離

①機(ji)械裝配問(wen)題

原因分(fen)析：機械結構(gou)在(zai)(zai)某(mou)個點阻力較大。由于機械安(an)裝的平(ping)行度、垂(chui)直度或(huo)設計(ji)不合(he)理的原因導(dao)致設備在(zai)(zai)某(mou)個點阻力較大，步進電機的力矩變化規律(lv)是速度越快力矩越小，很容易在(zai)(zai)高速段卡死(si)，速度降下來卻能走過去。

解決方式：1、檢查機械結構出現卡死的原因，是該處摩擦阻力大還是滑軌裝得不平行等。2、步進電機力矩不夠。由于終端客戶出現提速或者加大負載的要求，導致原本能滿足要求的電機在高速力矩不夠，從而發生高速段堵轉的現象。解決方法可以通過驅動器設置更大輸出電流或者在驅動器允許電壓范圍內提高供電電壓，或更換更大轉矩的富士伺服電機。

電機往復運動來回均沒走到位且偏移量固定

①皮帶間隙

原因分析：皮帶與同(tong)步輪之間(jian)存(cun)(cun)在反向間(jian)隙導致，往(wang)回(hui)走會存(cun)(cun)在一定量的空程。

解決方(fang)式：如(ru)運動(dong)控(kong)制卡具(ju)有(you)皮(pi)帶反向(xiang)間(jian)隙補償功能，可利用(yong)之；或(huo)者繃緊皮(pi)帶。

切繪軌跡不重合

①慣量過大(da)

原因分析：平(ping)板切(qie)(qie)繪機(ji)噴(pen)墨過(guo)程由光柵控制，掃描式(shi)運(yun)(yun)動，切(qie)(qie)割時(shi)走插補運(yun)(yun)動，兩者軌跡不重(zhong)合是因為，類似設備X軸(zhou)小(xiao)車(che)慣量較小(xiao)且(qie)由光柵定(ding)位，噴(pen)繪位置準(zhun)確，而Y軸(zhou)龍門結構慣量較大，電機(ji)響應(ying)性(xing)差，插補運(yun)(yun)動時(shi)Y軸(zhou)跟(gen)隨性(xing)不好導(dao)致軌跡部分偏(pian)位。

解決(jue)方式(shi)：增加Y軸(zhou)減速(su)比(bi)，使用陷波功(gong)能提高(gao)伺服驅動器剛性(xing)以解決(jue)該問題。

刀和噴頭重合度沒(mei)調好可(ke)能原因(yin)：XY軸平臺兩軸不垂直

原因(yin)分(fen)析：因(yin)為(wei)切(qie)繪機刀和噴(pen)頭都裝在(zai)X軸小(xiao)車上但是兩者有(you)坐標(biao)差，切(qie)繪機上位機軟件能調整(zheng)這個坐標(biao)差做到刀和噴(pen)頭軌跡重合，如果(guo)沒(mei)調好(hao)，切(qie)繪軌跡會整(zheng)體(ti)分(fen)離。

解決(jue)方(fang)式：修改刀(dao)和(he)噴頭位置補(bu)償參(can)數。