什麼是伺服馬達應用中的全閉環應用方式(FULL CLOSED LOOP)

B0  2020年 06月11日 13:34


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今日使用滾珠螺桿搭配伺服馬達是一種蠻普遍取得具有精度的線性運動的手段,如附圖所示後半段為伺服馬達,前面比較長的為一體化的線性模組裡面含有螺桿以及導引滑塊,常見的型號有KK模組。

但,有些應用單獨以如此旋轉運動轉換直線運動所達到的精度還無法滿足,此時有一個簡便的方法,就是在旁邊直接加上直線位置回授器,通常為光學尺,打算藉由光學尺的精度來提升原來達不到的定位精度。機構方面只是追加一個零件,但是電控的部份呢?如圖所示,在驅動器上面也要有相對應的功能,功能包括硬體接入的接口以及軟體控制是否支持。

圖中所示的產品例就具有如此的附加功能,可以說低精高精兩相宜。而且這樣的架構也在許多日本的精密電子設備的案例中活用了好幾年了。

通常此架構下,伺服馬達本身內附的編碼器就不負責位置迴路控制,只負責速度迴路或者電流迴路控制。

控制方塊圖如第二張圖示請參照。主要的一些參數包含:光學尺解析度的設定,計數方向的一致化設定等等。其他則有輸出的模擬編碼器的解析度設定,還有發生錯誤時兩個編碼器不一致的差量門檻值的設定。

通常這樣子的機構在使用的時候盡量要做到減少背隙的存在,例如如果有減速齒輪的話,也不希望減速齒輪的背隙影響控制,因為背隙過大,對於位置迴路會有導致不穩定的影響。

最後一張圖則列出了同級的日本製品牌的類似功能,該案例中為了要支援上述的線性編碼器,多加了好幾個物料,其實看起來就貴森森的感覺,具體可以從圖上看到驅動器本體附掛了一個類似尿袋的追加物用來讀取光學尺,然後線性編碼器讀頭出來的地方又加了一個信號轉接頭把光學尺訊號轉換成驅動器本身的串列格式。

由此可見,第一個圖中所示的架構,零件數比較少,因此可靠度比較高,而且成本也絕對比較低。


本論壇中其他有關雙迴路或全閉環的話題也可以參考下列連結:

伺服馬達在折床上的應用

http://www.imtf4.tw/topicdetail.php?t=511


位置回授系統的精度基本要素

http://www.imtf4.tw/topicdetail.php?t=249


  • 最後修改時間:2020年 06月11日 14:10
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