כיצד לקלבאט אנקודים לעמדה נחושה ולדידת מהירות

הקדמה ל Encoder Calibration for Precision Motion Control

Encoders הם המכשירים החושיים העיקריים באוטומציה המודרנית, הרובוטיקה, הכלים של CNC CNC, ומערכות מיקום דיוק.הם להמיר תנועה מכנית - גזרי או ליניארי - אותות חשמליים כי בקרים מפרשים כמיקום, מהירות, וכיוון. בעוד קודרים מיוצרים כדי לקבוע סטנדרטים, פלט הגלם שלהם הוא לעתים רחוקות מושלם ישר מחוץ לקופסה.

קלברציה היא התהליך השיטתי של השוואת תפוקה של קודר ל-FLT:0 ידוע התייחסות סטנדרטיתFLT:1 וליישם תיקונים כדי למזער את הסטייה.ללא קללה קפדנית, מקודמת ברזולוציה גבוהה יכול underperform, מציג סחף, מהירות קרוע, וסינון שגיאות כי קידוד גבוה באמצעות קווי ייצור ריצוף, מספק גישה מקיפה של דיוק, מדויק של חומרת מדויק של חומרת משקל, קידוד.

עקרונות יסוד של מדדי אנקוד וקאליברציה

הסכם נגד החלטה

תפיסה שגויה נפוצה היא כי ההחלטה הגבוהה מבטיחה דיוק גבוה:0 רזולוציה של 1 מתייחס להעלאת המעטה ביותר קוד יכול להבחין, בעוד FLT:2accuracyFLT 3: 3 מתאר כמה מקרוב עמדת הדו-קודד של הקידוד תואם את המיקום מכני האמיתי.

אחריות לתקני היגיינה

יש לציין כי תקן ההתייחסות המשמש להשוואה עצמו היה מקביל לסטנדרט לאומי או בינלאומי (למשל, NIST בארצות הברית, PTB בגרמניה). עבור קודים ליניאריים, AFLT:0laser interferometerer interferFLT:1 עם לייזר מייצב ומספק גל של אור בהיר על ריצוף, המדידות אופטיות שונות.

מקורות משותפים של שגיאות קידוד

הבנה היכן שגיאות מקורן חיונית לבחירת שיטת ה calibration הנכונה ופירוש תוצאות. שגיאות ניתן לסווג באופן רחב כמכני, חשמל או סביבתי.

מקורות שגיאה מכניים

(FLT:0)Shaft אקסצנטריות ו Runout:03F1; אם פיר קודר אינו קואקסיאלי מושלם עם פיר המנוע או בורג מוביל, החיבור המכני גורם שגיאות עמדה תקופתיות.זהו המקור הנפוץ ביותר של אי דיוק ביישומים רוטאריים. הפיכה גמישה יכולה להפחית כמה מטעה, אך לא מופרעת מציגה חזרה ו-hylashsesis.
(ב) ,0) טעות אבבא: 1 במערכות ליניאריות, אם ה-coder קראhead אינו תואם את ציר המדידה (התחילת האב), כל טעות זוויתית במדריך מוגדלת.
(ב) הפיכה:0) הפיכה של דבורה ו- Backlash:cioFLT:1 , פעמונים הפיכה, והפיכה של קרן הלילית יש כל נוקשות נזילות סופית.תחת עומס, הרוחות ההפיכה למעלה, יצירת lag בין הקודש לבין העמדה בפועל של פיר מציג ישירות מת בעמדה דו-צדדית.
(ב) [15] , ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

שגיאות חשמל וסימנים

(ב) [ה] [ה] [ה]] [ה] [ה]] [ה]] [ה]]] [ה]]]] [ה]]] [ה]]]] [הה]]] [ה]]] [ה]]] [ה]] [ה] [ה]]] [ההההההה]]]]] [הההההההה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה"ה
(FLT:0) ,Jitter Jitter and Noise:cioFLT:1 ⁇ רעש חשמלי גבוה מכוננים בתדר משתנה (VFDs) או מעבר אספקת חשמל יכול להיות סופר על אותות קודר, גורם לגרור הקצוות לקרוא מוקדם או מאוחר (ג'יר).
(FLT:0Cable אורך ו- Signal Degradation: ההרחבה הארוכה של LT:1), במיוחד עם אותות TTL / HTL, יכול לגרום להפחתה ודיבורים מהירים דורש התאמה זהירה ונהגים קו שונה פוטנציאלי (RS-422).

מקורות שגיאה סביבתיים

(FLT:0) Thermal הרחבה: 1FLT:1 ההתרחבות יעילה של סולם זכוכית (בדרך כלל - 8 ppm / ° C) פירושו גודל 1 מטר משתנה אורך על ידי 8 מיקרונים לכל שינוי טמפרטורה 1 מעלות צלזיוס.
(FLT:0)Contamination: FLT:1 אבק, שמן ערפל, וקורר יכול לטשטש את הסקאלה האופטית, גרימת ירידה אות או ירידה באמפליטונים מגנטיים חזקים יותר לזיהום, אך ניתן להשפיע על ידי חלקיקים מגנטיים או שדות מגנטיים חיצוניים.

גישה ל- Encoder-Specific Calibration

Encoders (TTL / HTL)

(הדגשה של ה-A ו- B הדופק ו- Zero/index (Z) הדופק מתמקד בעיקר במיקום הדופק של האינדקס והאוטוקיונאליות של A ו- B ערוצים. הדופק משמש לעתים קרובות עבור סימן הפניה חומרה במהלך שגרת ביטוי מלאה.

המונחים: inremental Sin/Cos Encoders (1 Vpp)

Sin/Cos encoders לספק רמות מתח אנלוגיות עבור מסלולים החטאים וה cosine. אותות אלה הם לאחר מכן מולכדים מבפנים על ידי כונן או בקר (למשל, 4096x interpolation) בדרגה זו היא משימה מיוחדת.המטרה היא ליצור מעגל מושלם Lisajous מן החטאים וקודים בעולם האמיתי סובלים משלושה פגמים עיקריים:

(ב) ,0) ,0 (ה) ,(ה) ,הערך הממוצע של החטא או השיתוף אינו אפס.
(ב) ,0) , ⁇ מ"התב" (ב) ,התחף ה"התח" (ה) הוא שונה מהכפירה.
(ב) ויקרא י"א: "ה', לא בדיוק עובר שלב 90 מעלות מן החטא.

שגיאות אלה מתוקנות באמצעות אלגוריתם תיקון של Heydemann תיקון אלגוריתםFLT 1:1, החל רווח, התחלה, אוטוקיונאליות פיצוי פרמטרים. כוננים מודרניים לעתים קרובות יש שגרת זיכרון אוטומטית עבור אותות חטא / COs. עבור הדיוק הגבוה ביותר, פרמטרים אלה חייב להיות נחוש באמצעות התייחסות מדויקת ומיושמת בחזרה קוד או בקר.

קודים מוחלטים (EnDat, BiSS, SSI, HIPERFACE DSL)

קודים מוחלטים מפלטים מילת עמדה דיגיטלית ייחודית לכל עמדה מכנית, כולל מחזורי כוח.קליברציה כרוכה אימות ערך העמדה המוחלט כנגד התייחסות ידועה. ⁇ Multi-turn דורשים כיבוד של הדלפק המסתובב, אשר לעתים קרובות הוא גיבוי סוללות. Commissioning בדרך כלל כרוך בנוהל "לא כל-in" שבו המיקום של קוד מוגדר לסיבת מכנית מוגדרת.

« « קידומת העבודה של ⁇

פרויקט קליברציה מוצלח עוקב אחר זרימת עבודה מובנת המשלבת דיסציפלינות מכניות, חשמל ותוכנה. Rushing כל צעד מערער את התהליך כולו.

שלב 1: טיהור מכני והגדרה

לפני כל מדידה חשמלית, יש להתאים את החיבור המכאני.עבור קודרים רוטאריים, באמצעות כלי היערכות לייזר כדי להתאים את הפיר המנוע לבור קוד באמצעות ההפיכה מומלץ.הריצה בנקודת ההפייה צריכה להיות בתוך מפרט היצרן (לעיתים פחות מ 0.01 מ"מ) עבור קודים ליניאריים, הקרא חייב להיות במקביל לסקאלה בתוך סובלנות הדוקה כדי למנוע התאמות ישירות עבור קידודים.

שלב 2: בדיקת אינטגרity

צור קשר עם כונן היעד או ממשק ה- calibration. באמצעות אוקטדור גבוה (Ocilloscope) (100 MHz או טוב יותר), לבדוק את אותות הפלט.עבור קודרים מצטברים, לאמת את רמות האות תואמות לסטנדרטים RS-422.בדוק את אותות טבעת יתר או overshoot. for sin/cos encoders, ללכוד כמה מחזורים של החטאים וקודמים cosine יש לציין את ה-i XY מאוחר יותר על ידי עיגול XY.

שלב 3: הקמת תקן ה- Reference

תקן ההתייחסות הנבחר חייב להיות מוגדר ולהורשה להתרמל לסביבה. a לייזר אינטרפרמטר דורש תקופת חימום עבור ראש לייזר לייצב. שולחן ריקרקורד דיוק צריך להיות מאומת להיות ברמה וממוקד על ציר הסיבוב.לוודא הדיוק של הפניה הוא לפחות ארבע פעמים טוב יותר מאשר הדיוק הרצוי של קוד להיות מכוונן (4:1 יחס אי הוודאות).

שלב 4: רכישת נתונים וטעויות

להעביר את הציר דרך מגוון רחב של תנועה באמצעות גודל שלב שנקבע מראש.בכל שלב, להקליט הן את הפלט של הקודד (באמצעות ממשק האבחון של הבקר) ואת הערך של תקן ההתייחסות. עבור קודר רוטארי, זה בדרך כלל נע בין 360 מעלות ב 10, 20, או מרווחי מדרגה. עבור קוד ליניארי, לאסוף מאות נקודות של חלל על פני השגיאה המלאה זה מייצג את הנתונים הסטאמטיים).

שלב 5: פיצוי והתאמה

בקרי תנועה מודרניים תומכים בעמדה הפקודה:0error טבלאות פיצוי FIRLT:1 [טבלאות אלה ממפה את טעות המיקום הידוע וליישם תיקון לעמדה הנדונה: הנתונים משלב 4 מועלים לבקר.עבור חטא / קודים, אם השוער הקוד עצמו תומך בפרמטרים הניתנים לתוכנה, התקני התיקון היידמן כתובים ישירות לזיכרון ה-Acodes אלטרנטיבי, אם אלה תמיד יכולים להיות מיומים על מנת לאמת את השגיאות הסגורות של מערכת המשפט, לאחר ה-ה.

שלב 6: דינמי קליברציה וביצועים Verification

דיוק סטטי (הצבת עצירה) אינו מבטיח ביצועים דינמיים טובים.המערכת חייבת להיות מאומתת תחת תנועה.הוצאה על מהירות קבועה במהירות המבצעית ולמידת אות השגיאה המהירות מהקודש.הספיקו גבוה בשגיאה המהירות מצביעה על שגיאות בין-פולציה או רעש חשמלי. AFLT:0 Step response TestFLT:1 חושף את הזמן המיישב ופתרון, אשר מושפעות במידה רבה מתגובה לא ניתן לזהות סימנים מדויקים לרמה גבוהה.

כלים חיוניים ל Encoder Calibration

המורכבות של ה calibration קובעת את האימות הבסיסי בחנות פאנל עשוי רק לדרוש רבמטר והיקף. Precision calibration במעבדה דורש כלי מיוחד.

(ב) ⁇ (ב) ⁇ (התחילה) או הקדמה (התחנית) (התחילה: ⁇ ) 1 (בקיצור: 0) היא הבסיס לכל קללה אמינה.
(FLT:0)Laser Interferometer (Linear Calibration): FLT 1 Systems מ Renishaw או Keysight הם תקן הזהב.הם מספקים מדידה ליניארית על פני מרחקים ארוכים עם דיוק תת-מיקרוני.
(FLT:0) מצגת שולחן או Autocollimator / פוליגון (Rotary Calibration): FLT:1 Indexingטבלאות לספק עמדות זוויתיות דיסקרטיות מדויקות מאוד. An Autocollimator עם פוליגון אופטי מספק אימות angular רציף.
(ב) גבוה-בנדנדת אוקטילוסקופ: 1:1 טווח 4 ערוצים הוא חיוני לניתוח אותות מפרש, חטא / אוסף ליסגדי, ואבחון רעש חשמלי.זיכרון עמוק שימושי עבור לכידת רצפים ארוכים של הדופק.
(FLT:0)Encoder Interface Software:FLT:1 יצרנים ספציפיים (למשל, מהיידהאין, רוקוול, סימנס, בקהוף) נדרשים לקרוא רישומים קודים גולמיים, ליזום שגרות דחיסה אוטומטית, ולתכנן פרמטרים פיצוי לקוקוד או לנהוג.
(FLT:0) Data Acquisition and Analysis System:FLT:1 Software, המסוגל למקם נתונים במקביל מהקודן וסטנדרט ההתייחסות, חישוב הסטיות, וייצור מפות שגיאה ותקציבי אי ודאות הוא חיוני לעבודה טובה.

אימות, אימות ומדיעה

התחדשות היא תהליך של בחינה מחדש של קוד לאחר הריצוף כדי לאשר אותו מפרטי אימות. אימות מבטיח את המערכת הכוללת (קוד, קלינג, בקר, מכניקה) עונה לדרישות הביצוע של היישום. חלק קריטי של אימות הוא חישוב נקודת ציון של נקודת ציון על הרצפה FLT:0measurement אי הוודאותFLT:1 [ה] משלב את כל מקורות השגיאה הידועים (ההפרעה, ההסתברות של סטנדרט של במניעת רזולוציה סטנדרטית של הסתברות גבוהה של במניעת אי-הפעלתית) אך ורק על בסיס אי-ודאות נמוכה של מערכת אי-אמתיתיתיתית (אך) של חוסר ודאות נמוכה יותר מאשר חוסר ודאות).

שמירה על טוהר הטוהר לאורך זמן

קלברציה אינה אירוע חד פעמי.מכונות לובשות, נושאות מדרגות, contaminants לבנות, ורכיבים אלקטרוניים.יישם גיל קפדני:0re-calibration לוח הזמנים של ההרחבהFLT:1 הוא מרכיב מרכזי של כל מערכת ניהול איכות התואם עם ISO 9001, AS9100, או ISO 13485.

(FLT:0) טכניקות תחזוקה קדם-יסודות (Predictive MaintenanceFLT:1) יכולות להזהיר מפני סחף קליברציה מתמשך.עבור קודקודים של חטא/קוס, מעקב אחר ה- DC ו amplitude of the Signs over time מספק אינדיקטור מוקדם של בריאות קודר (Samsing Health) ועלייה הדרגתית של הסרת חומרים מסולקים באופן אקטיבי, כולל מקור אור כושל או זיהום על הסולם.

מסקנה

⁇ Encoder הוא הגשר בין אותות משוב נאים לבין מדידה יעילה, אמינה בשליטה על תנועה מדויקת. על ידי התייחסות שיטתית להיערכות מכנית, טוהר אות חשמלי, ותגמול אלגוריתמי באמצעות תקן התייחסות ניתן לאתר, מהנדסי אוטומציה יכולים להפיק את הביצועים המקסימליים ממרכיבים משוב שלהם. Adhering לזרימת עבודה ממסדית מתכנון ראשוני באמצעות אימות דינמי - מבטיח כי מערכות אוטומטיות לפעול עם יעילות, ודרישות אבטחה מעטות של התעשייה השנייה אינה יכולה לקבוע את רמת אבטחה קפדנית של אופציונלית של אופציונלית של אופציונלית של אופציונלית של אופציונלית של אופציונלית של קיבולת גבוהה יותר.