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伺服运动控制的原点回归及方式

时间:2020-06-29来源:网络

导语:这样就能确定这条街上每个位置的地址,比如这家咖啡店的地址是这条街 100 米的位置,那么这个 100 米就是一个绝对位置,我们不管在哪一个位置,都能通过走到这条街 100 米的位置找到这家咖啡店。
原点回归,又名原点复位、伺服回零...等等。

在进行伺服定位操作之前一般都需要先进行原点回归,否则伺服电机可能会罢工,说是在「原点回归未完成时启动」。
那么,为什么要进行原点回归?以及,怎样进行原点回归的操作呢?

1、原点回归的必要性


所谓定位,就是要让伺服电机走到一个确定的位置。这个位置可以是增量式的,也可以是绝对式的。打个比方,我们现在在路上,我们要往前走 10 米,相当于我们的位置要往前增加十米,这个十米就是一个位置增量。

而如果我们要去这条街上某处地方的咖啡店,我们就需要知道它的确切地址,假设这条街的地址不是门牌号,而是从街的一端开始为 0 米(基准位置)。

这样就能确定这条街上每个位置的地址,比如这家咖啡店的地址是这条街 100 米的位置,那么这个 100 米就是一个绝对位置,我们不管在哪一个位置,都能通过走到这条街 100 米的位置找到这家咖啡店。

在定位指令里,就分为增量式的 INC 指令和绝对式的 ABS 指令。

增量(INC)方式

以当前停止的位置为起点,指定移动方向和移动量后进行定位。

起点地址为5000,移动量为-7000时,对-2000的位置进行定位。


原点回归496.png


绝对值(ABS)方式

定位到指定的地址,该地址是以原点为基准的位置。

起点地址(当前的停止位置)为1000,终点地址(定位地址)为8000时,向正方向进行移动量7000(8000-1000)的定位。



原点回归617.png


所以,当我们需要进行绝对式定位时,我们就需要对应的机械系统上具有地址,这也就需要一个基准位置,通过这个基准位置去确定机械系统上的每个位置的地址。而这个基准位置,在伺服定位系统里称为原点。

2  两个信号
在三菱的伺服定位系统里,有两个关于原点的关键信号:
原点回归请求信号(原点复位请求标志)
这个信号 ON 的时候,说明伺服系统目前没有原点,需要进行原点回归。
原点回归完成信号(原点复位完成标志)
当原点回归执行完成时,该信号会 ON。然后如果执行定位或者其他正常方式使得伺服电机离开原点位置时,该信号会 OFF,但是此时原点还是存在的。
⚠️ 判断是否需要原点回归可以借助原点回归请求信号,而不应该借助原点回归完成信号。
对于增量式系统,每次断电复位、重新上电之后都需要进行原点回归。
对于绝对式系统,由于伺服放大器装有电池(也需要在参数里设置使用绝对位置系统),可以保持伺服电机的位置,所以一般情况下,只需要在刚搭建系统时进行一次原点回归即可。当然如果后续发生原点位置丢失等情况,就要重新进行原点回归了。这里是否需要原点回归也可以通过原点回归请求信号是否为 ON 来判断。
3  常见的原点回归方式

数据设定型

这种方式是把当前的位置设置为原点。所以,这个时候不管伺服电机停在哪一个位置,只要进行数据设定型原点回归,现在这个位置就是原点位置。这种方式下的原点回归操作,伺服电机是不会动的。

当伺服不需要进行绝对值定位时,比如只是速度控制、转矩控制,或者只需要增量式定位时,都可以使用这种方式。

伺服参数里默认是原点设定条件选择为『电源开启后需要通过伺服电机Z相』,所以在进行这种数据设定型原点回归时,要么把这个参数设置为『电源开启后不需要通过伺服电机Z相』,要么先进行JOG使伺服电机转动一转以上,再进行原点回归。


原点回归1399.png


近点 DOG 型
什么是近点 DOG?
近点 DOG 实际上是一个传感器信号。我们需要确定原点位置,那么怎么确定呢?通过 JOG 让伺服电机转动,目测它转到我们想要的位置,然后执行数据设定型原点回归?这样当然很不准确。
那么我们是不是可以这样,在我们想要确定为原点的位置,加一个标记,然后伺服电机走到这个标记位置时停止,把伺服电机当前位置规定为原点?当然可以!

所以,近点 DOG 信号就是这样一个标记。但是,也没这么简单。我们先来看看近点 DOG 型原点回归动作是怎么进行的。

原点回归1660.png

近点 DOG 型原点回归动作过程

1)启动机械原点回归,伺服电机开始以『原点回归速度』向『原点回归方向』移动;
2)检测到近点 DOG 信号 ON 时,开始减速,减速到『爬行速度』,以『爬行速度』继续移动;
3)检测到近点 DOG 信号 OFF 时,减速到 0,再以爬行速度继续移动,寻找近点 DOG 信号 OFF 后的最近的零点信号。以该零点信号的位置作为原点。
4 问答
1)为什么有『原点回归速度』和『爬行速度』两个速度?
原点回归速度一般设置稍快些,这样能使伺服电机快速接近原点;而爬行速度就需要设置慢一些,就为了使伺服电机接近原点时以比较慢的速度寻找原点,提高原点的准确度。
2)什么是零点信号?
零点信号就是伺服电机的 Z 相信号,伺服电机每转一圈,都会输出一个 Z 相信号。
3)为什么不以近点 DOG 信号的位置为原点?
近点 DOG 信号是一个外部信号,当伺服电机感应到这个近点 DOG 信号,进行停止动作时,是需要减速时间的,而在这一段减速时间里,伺服电机还是会往前走一小段距离的,这样就会造成原点的不准确。
而零点信号是伺服电机本身的信号,使用这个信号停止伺服电机时,不会有反应的延迟时间,可以保证原点的准确性。

标签: 伺服运动控制伺服原点回归

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