PLC搭伺服定位精度不足，怎麼辨!?節距補償

伺服定位不準?PLC送的脈波數，跟伺服收到的一樣，

機構也完全沒跑掉，但定位精度就是不足!?

螺桿是pitch=10mm，伺服每轉1280000脈波，

算起來每個脈波是0.007um的距離，每次定位都會差幾十um，是什麼問題呢?

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很多網友第一個想到的就是背隙，

背隙是會導致定位誤差，但相對的只有在反向的時候會發生，

如果是同向，是不會有背隙的。

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我要提的是導螺桿的誤差

導螺桿是把伺服馬達旋轉，轉換成直線運動的一個零組件，

而是用機械加工而成的，

所以也會有誤差的。

下圖就是THK螺桿的誤差示意圖。

藍色線是實際運行的距離

當然精度越高，價格也越高，可以參考下圖的精度等級表

THK自已量測的誤差圖

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然而目前在CNC對應補償方式都是「節距補償」

節距補償，就是把整隻螺桿，切成小間段，

再量測每個間段之間的誤差，

再填入參數表中。

可以畫成下圖的曲線

例：間段為20mm

0-20mm= -1um

20-40mm=+1um

系統在走0-20mm時，會自動多走1um

反而在20-40mm時，會自動少走1um

來確認最終位置的準確度。

目前應用在CNC機台上，定位精度都可以達到5um以下，重覆定位精度2um

目前PLC上，我還沒看到有這類的功能................

伺服馬達另一個常見的定位錯誤現象

有時候，原本要跑到A位置，卻一直到B位置。

重開機或是回原點後，就有可能恢復到A位置。

A、B位置很固定.

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觀察伺服收到的脈波數量，是跟PLC發送的一致，

軸心位置也一樣，機構也沒跑掉.....怎麼會這樣。

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之前的BLOG文章有寫過：

http://vkinngworld.blogspot.tw/2014/08/blog-post_24.html

伺服馬達(非絕對式)開機都需要回原點，

如果回原點找錯，

以後的位置都會全錯。

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伺服馬達最基本的原點方式：

1.往負方向移動，速度HSPD1

2.碰到原點開關(ORG ON)後，減速停止，

3.停止後，往正方向移動，速度HSPD2

4.離開原點開關(ORG OFF)後，

5.開始找伺服馬達Z回授信號，

6.找到Z回授信號，減速停止，

7.完全停止後，即為原點。

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.如果「4.離開原點開關(ORG OFF)後」，跟「伺服馬達Z回授信號」

幾乎同時產生，就有可能原生兩個原點。

1.離開原點開關，馬上找到Z。(A)

2.離開原點開關，馬達轉了一圈後，才找到Z。(B)

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.發生這種問題，有幾點特徵：

1.正確的位置，跟錯誤的位置，固定差馬達一圈的距離。

2.發生錯誤的位置，也是非常固定的。

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解決辨法：

把原點開關(ORG OFF)，往前/後，移動馬達半圈的距離。

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現在的伺服馬達也有增加類似的檢測功能，

可以設定馬達找Z點，超過1圈，就發生警報。

伺服馬達定位不準，該怎麼找!?

蠻常見的問題，但也是困擾很多人的問題，
到底是馬達走不準，還是送命令有問題!?
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其實從PLC->伺服驅動器->伺服馬達->機構
都可能有問題，不可相信某一個環不會出錯。
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我會這樣去找，
1.利用伺服驅動器的軟體，來觀查是否每次的位罝一致：
是：代表收的命令一致，往馬達、機構方找。
否：代表收的命令不一致，從PLC->伺服驅動器的接線&干擾。到2。
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2.如果收到的命令不一致，又確認PLC命令是一致的，幾乎可以確認是雜訊干擾。
處理方式：換成絞線、金屬隔離、屏蔽的線，
或是避開干擾比較大的線如馬達動力線，或是總電源。
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3.如果收的命令一致，再確認馬達的軸心位置，是否一致：
是：軸心位置一致。再往機構找。
否：伺服馬達的編碼器可能有問題了。
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4.如果軸心一致，最終位置不一致，就是中間的機械會滑動，或是大的背隙產生。
可以在機構上做記號，來觀察是否有鎖好。
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是自已在找一些定位不準的方向。
當然在套用時，還是依現場環境不同，需要隨機應變。