Un sistema di servo azionamento è un sistema di controllo ad alta precisione che richiede un feedback accurato della posizione, della velocità e della coppia del motore. Un encoder del servomotore svolge un ruolo cruciale in questo processo. In qualità di fornitore di codificatore per motori servi di fiducia, sono entusiasta di condividere il modo in cui questi encoder funzionano all'interno di un sistema di servo drive.
Le basi di un serv Drive System
Prima di approfondire la funzione dell'encoder, è essenziale comprendere il sistema di trasmissione service generale. Un sistema di servo azionamento è in genere costituito da un servomotore, un serv Drive e un controller. Il controller invia comandi all'unità servo, che quindi amplifica questi segnali e fornisce la potenza elettrica appropriata al motore servo. Il motore converte questa energia elettrica in movimento meccanico. Tuttavia, per garantire che il motore si muova proprio come comandato, è necessario un feedback in tempo reale, ed è qui che entra in gioco il servomo motor encoder.
Tipi di encoder del servo motore
Esistono principalmente due tipi di encoder motori servi: encoder ottici ed encoder magnetici.
Encoder ottici
Encoder ottici, noti anche comeEncoder ottico motore, Usa la luce per rilevare la posizione dell'albero del motore. Sono costituiti da una sorgente luminosa (di solito un LED), un disco di codice e un fotodettore. Il disco di codice è un disco rotante con un modello di sezioni trasparenti e opache. Mentre l'albero del motore ruota, il disco di codice ruota con esso. La luce del LED passa attraverso le sezioni trasparenti del disco del codice e viene rilevata dal fotodettore. Il fotoDetettore converte quindi i segnali di luce in segnali elettrici.
Il modello sul disco del codice può essere progettato in diversi modi. In encoder ottici incrementali, il modello è costituito da linee uniformemente distanziate. Ogni volta che una linea passa per il fotoDetettore, genera un impulso. Contando questi impulsi, l'unità servo può determinare la posizione relativa e la velocità del motore. Ad esempio, se l'encoder ha 1000 righe per rivoluzione e il servo azionamento conta 500 impulsi, sa che il motore ha ruotato mezza rivoluzione.
Gli encoder ottici assoluti, d'altra parte, hanno un modello più complesso sul disco del codice. Questo motivo è unico per ogni posizione dell'albero del motore. Quando il motore è acceso, l'unità servo può leggere immediatamente la posizione assoluta dell'albero del motore senza dover eseguire un'operazione di homing. Ciò rende gli encoder assoluti più adatti alle applicazioni in cui il motore deve iniziare da una posizione nota.
Encoder magnetici
Encoder magnetico per il motore a CCUtilizzare i campi magnetici per rilevare la posizione dell'albero del motore. Sono costituiti da un disco magnetico e un sensore magnetico. Il disco magnetico è attaccato all'albero del motore e ha un motivo di poli magnetici. Man mano che l'albero del motore ruota, il sensore magnetico rileva le variazioni del campo magnetico e le converte in segnali elettrici.
Gli encoder magnetici hanno diversi vantaggi rispetto agli encoder ottici. Sono più resistenti alla polvere, allo sporco e all'umidità, il che li rende adatti per ambienti industriali duri. Sono anche meno costosi da produrre in alcuni casi. Tuttavia, hanno generalmente una risoluzione inferiore rispetto agli encoder ottici, il che significa che potrebbero non essere così accurati per le applicazioni ad alta precisione.
In che modo gli encoder forniscono feedback in un serv Drive System
Una volta che l'encoder genera segnali elettrici, questi segnali vengono inviati al servo unità. L'unità service elabora quindi questi segnali per determinare la posizione effettiva, la velocità e talvolta l'accelerazione del motore.
Feedback di posizione
Il feedback della posizione dall'encoder consente all'unità servo di confrontare la posizione effettiva del motore con la posizione comandata. Se c'è una differenza tra i due, l'unità servo regola l'energia elettrica fornita al motore per correggere la posizione. Ad esempio, se il controller comanda al motore di spostarsi su un angolo specifico e il feedback dell'encoder mostra che il motore non ha ancora raggiunto tale angolo, l'unità servo aumenterà la potenza al motore per farlo muovere ulteriormente.
Feedback di velocità
Il feedback di velocità è anche cruciale in un sistema di servo. Il servo azionamento calcola la velocità del motore misurando l'intervallo di tempo tra gli impulsi di codificatore consecutivi. Se la velocità comandata è diversa dalla velocità effettiva, l'unità servo regola l'alimentazione al motore per raggiungere la velocità desiderata. Ciò aiuta a mantenere una velocità costante durante il funzionamento del motore, che è importante in molte applicazioni come i sistemi di trasporto e le armi robotiche.
Feedback di coppia
In alcuni sistemi di drive di servo avanzati, l'encoder può anche fornire informazioni per il feedback della coppia. Analizzando le informazioni sulla posizione e sulla velocità, l'unità servo può stimare il carico sul motore e regolare la coppia di conseguenza. Ciò è particolarmente utile nelle applicazioni in cui il carico sul motore varia durante il funzionamento, ad esempio in una scelta e - posizionare il robot.
Il ruolo dell'encoder nelle prestazioni del sistema
Le prestazioni di un sistema di servo azionamento dipendono fortemente dalla qualità e dall'accuratezza dell'encoder. Un encoder di alta qualità può fornire un feedback di posizione e velocità più preciso, che porta a un migliore controllo del motore.
Precisione
L'accuratezza dell'encoder è determinata dalla sua risoluzione. Gli encoder di risoluzione più elevati possono fornire informazioni più dettagliate sulla posizione e sulla velocità del motore. Ad esempio, un encoder con una risoluzione di 10.000 impulsi per rivoluzione può fornire un controllo di posizione più accurato rispetto a un encoder con una risoluzione di 1000 impulsi per rivoluzione.
Tempo di risposta
Anche il tempo di risposta dell'encoder è importante. Un encoder di risposta rapida può rilevare rapidamente le variazioni della posizione e della velocità del motore, consentendo all'unità servo di effettuare regolazioni tempestive. Ciò è cruciale nelle applicazioni in cui il motore deve rispondere rapidamente alle variazioni del comando, ad esempio nelle operazioni di lavorazione ad alta velocità.
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Riferimenti
- Johnson, M. (2018). Servo Motor Technology: principi e applicazioni. Springer.
- Smith, A. (2020). Manuale dell'encoder: una guida agli encoder rotanti e lineari. Stampa industriale.