勇哥群里有关光栅尺应用的讨论

首先讨论一下什么是闭环?


我们知道, Canlink轴控也是闭环的,EtherCAT也是闭环的,光栅尺配合伺服也是闭环的。

前两者的闭环是控制系统参与的闭环,它们本质上是一种通讯方式,彼此之间的区别是协议、接口、通讯速率等的区分。

而光栅尺的闭环,勇哥的理解是替代了电机屁股后面那个旋转编码器,可以得到所见即所得的效果而且有更高的精度。(此解释不对之处请指出。。。)


闭环其实主要指的是驱动器和电机之间的一种关系。

对于带编码器的伺服电机系统来说,它是一种基本能力,市面上的产品均有此能力。

闭环对电机和驱动器有什么要求呢? 答案是只要是配套的就可以。

驱动器到电机,你要匹配的是电压,电流,额定电压,负载电流,空闲电流等。。。

电机到驱动器,需要匹配的是编码器,编码器频率,波形等。。。

成套的话,很多内部的参数供应商都校正好了,省事。


对于设备的运动应用来讲,电机和驱动器之间的闭环可以适应大部分的情况,只有在一些超高精度,才会考虑让控制器和电机形成闭环,让控制器来做算法运算,驱动器只作为执行层。


另外几个重要问题,闭环可以解决下面的问题吗?

1. 整机不用回原点

2.  在整机断电的情况下,推动了电机的位置,上电后需要知道自己准确的位置。

3. 长时间点到点运动,时间久了位置不准的问题


闭环是控制方式,和3个问题有关系,但是不是直接关系。

对于问题1来说,选用绝对式编码器就可以。

对于问题2来说,选的驱动器带电池就可以。

对于问题3来说,一般是控制层面上应该不会出问题,问题一般出在选型,结构,材料和程序上。


对于光栅尺应用的讨论:

简单的来讲,一个丝杆的模组,一般是通过尾部的伺服电机上的旋转编码器来进行测量旋转的圈数来判断这个滑台位移的一个位置,还有就是使用开环的步进电机来进行一个准确的控制位移。现在这个使用的是尾部的一个旋转编码器来测量丝杆的滑行距离,但这个只能是称得上半闭环,为什么呢。因为这里就涉及到一个问题如果我们的连轴器没有锁紧它如果打滑了呢,如果是丝杆之间有很大的间隙呢,会不会产生一定的误差,所以反过来说电机上的编码器只是反馈的电机的旋转位置,没有真正意义上获取到我们进行移动的滑台的位置,所以叫半闭环控制。这个时候我们加上一个光栅尺,就能获得实际滑台实际的一个位置,然后这个光栅尺得到的位移信息就会传到PLC或运动控制器上位控制器上进行一个反馈,然后PLC就知道滑台是不是和发布的指令一样进行了相应的一个位移,如果没有按计划进行的位移,它会发出相应的指令给伺服驱动器,伺服驱动器做出指令给电机,电机执行。这样的一套过程下来,就会精准的控制滑台进行精密工作,这就形成了全闭环控制。


工程上常用的光栅尺品牌是哪些?

下面几个品牌中,海德汉很贵效果最好,往后的几个小品自牌,它们的光栅尺原理是不同的,因此价格更便宜。


海德汉光栅尺寸

image.png

尼得科

image.png

盈动高科

image.png


另外,直线电机自带光栅尺的。它的配套滑台上已经布满磁栅。



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作者:hackpig

来源:www.skcircle.com

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