原點開關與Z相信號

B0  2015年 10月11日 11:34


定位系統通常採用增量式編碼器提供定位運作的依據,但是它的一個特徵是開機之後由於停在不定的位置上,實務上在進入真正應用前,尚須經過歸原點的程序,日文講原點復歸,英文裡面會用referencing來表達,我覺得英文講的比較工程風,意思是說完成參考點的確立。

而如何確立參考點呢?通常可以透過外來的一個信號來當做參考點,讓控制系統在收到該參考信號之後就可以確立原點在哪裡。這個信號發生的位置當然必須不會因為斷電重開系統而變來變去,通常藉由微動開關或光電開關,或者採用馬達編碼器裡面的Z相信號來提供。採用開關的話,習慣性我們都會稱之為原點開關。

旋轉式的伺服馬達通常會內藏一個旋轉編碼器,每一圈會提供一個所謂的Z相信號。這個信號提供了每次馬達轉到一個固定的角度的資訊,所以也符合前述原則不會因為斷電而有位置變來變去的情形。

比較一般的應用採用原點開關來達到歸原點的目的,只要以比較慢的速度在開機之後搜尋原點訊號,就可以獲得普遍可以接受的原點位置的資訊。而開關有時候會因為安裝的狀況或者因為開關本身特性而有一點點疑慮,怕它的位置重現的情形每一次不符合實際應用的精度要求,有時候應用的人會再進一步使用馬達的Z相信號來加強原點的精確性。此時,控制系統可以在搜尋原點的運動中,先找到原點開關之後降低運動速度再繼續找馬達編碼器的Z相訊號。實務上這樣的做法也常見。端看需要的歸原點要多準而定。

而安裝原點開關在搭配Z相信號時,有個小技巧,就是找到原點開關的地點距離Z相信號要預留一定的行程讓速度降低比較好,不然有可能因速度太快,找Z相的品質不太穩定,時而必須多轉一圈才找到Z相,導致原點的重現性不佳。而這個的調整就必須整合電控和機構調整人員的合作,因為有時候必須解除連軸器的鎖固,調整完馬達再鎖回去。

以上分享,希望可以給大家參考。
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原 PO - B1  2016年 03月26日 11:21


剛好最近又遇到一個與AC伺服馬達的Z相原點信號相關的事情,拿來討論討論。

如何調整機構讓馬達採用Z相信號歸原點的時候更實用,更提高精確性。

我們知道AC伺服馬達的編碼器裡面每一圈有一個固定位置,稱為Z相信號的位置,馬達每轉一圈就會經過這個位置,經過的同時編碼器就會發出信號,例如發出一個短暫的脈波,而上位控制器收到這個信號就可以拿來活用,例如把它當做參考的依據,藉以建立座標系中的原點。

假設我們的線性定位系統使用了這樣一顆AC伺服馬達搭配連軸器接到一支滾珠螺桿,又搭配了一個光電開關作為原點近旁信號,那麼就可以使用馬達的Z相信號做到準確的歸原點的功能。但是如果在組裝前述機構的時候,沒有注意一個小技巧,那麼就有點浪費了這些巧妙的機電零件可以達到更精準的潛在能力。

什麼技巧呢?首先,我們先把線性移動的可動部想法移到我們希望要的原點位置,此時請想一下這個地方馬達的Z相信號是不是剛好會有輸出呢?答案是:如果連軸器在結合鎖附的時候是隨心所欲亂鎖的話,不見得Z相信號會剛好match在該停留的位置。所以這個時候,我們可以鬆開連軸器,並注意不要移動到可動部的位置,然後轉動AC馬達到Z相脈波出現的角度,再把連軸器鎖固回去,你看看,這個時候線性方向的可動部所停留的位置不就對應到AC馬達的Z相脈波輸出的對應位置(角度)了嗎?

那你可能會問說,講得簡單,要怎麼把AC馬達轉到Z相輸出的地方呢?眼睛又看不到脈波!要搬一台示波器來嗎?如果您使用的AC馬達驅動器恰好是mega-fabs的D系列驅動器,那麼事情就變簡單了,打開電腦的人機介面連線上去驅動器,有個方便的工具,可以在畫面上一邊讓馬達動,一邊看著Z相指示燈,當馬達經過該角度位置的時候燈會閃,那麼就很簡單可以達到本文所說的高精度的原點Z相調校了。

希望這個說明,對大家有幫助。

原 PO - B2  2020年 12月28日 15:22


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