การแก้ไขปัญหาและการแก้ไขข้อผิดพลาด MPOS และ DPOS ของตัวเข้ารหัส

ในระบบควบคุมอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ตัวเข้ารหัสทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบป้อนกลับตำแหน่งที่สำคัญ โดยความแม่นยำจะส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์ ข้อผิดพลาดในตำแหน่งทางกล (MPOS) และตำแหน่งดิจิทัล (DPOS) เป็นเรื่องปกติในระบบเซอร์โว โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์ที่ต้องการการซิงโครไนซ์ในระดับสูง การเบี่ยงเบนดังกล่าวอาจนำไปสู่การสั่นสะเทือนของอุปกรณ์ การวางตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง หรือแม้แต่อุบัติเหตุในการผลิต เอกสารนี้สรุปแนวทางปฏิบัติอย่างเป็นระบบเพื่อจัดการกับความท้าทายทางเทคนิคนี้ ครอบคลุมการวิเคราะห์ข้อผิดพลาด วิธีการแก้ไขปัญหา และแนวทางแก้ไข

I. อาการทั่วไปและสาเหตุของข้อผิดพลาด MPOS กับ DPOS

เมื่อระบบตรวจพบความเบี่ยงเบนอย่างต่อเนื่องระหว่าง MPOS (ตำแหน่งทางกลไก) และ DPOS (ตำแหน่งอิเล็กทรอนิกส์ป้อนกลับตัวเข้ารหัส-) โดยทั่วไปปรากฏการณ์ต่อไปนี้จะเกิดขึ้น:

1. ข้อผิดพลาดในการติดตามตำแหน่ง:ในระหว่างการทำงานของเซอร์โวมอเตอร์ จอแสดงผลการตรวจสอบจะแสดงความไม่ตรงกันระหว่างตำแหน่งจริงและตำแหน่งที่ได้รับคำสั่ง

2. ข้อผิดพลาดสะสม:ความเบี่ยงเบนจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นตามเวลาใช้งาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการเคลื่อนไหวแบบลูกสูบในระยะไกล{0}}

3. ศูนย์ดริฟท์:ออฟเซ็ตคงที่เกิดขึ้นระหว่างการวางตำแหน่งซ้ำหลังจากที่อุปกรณ์กลับสู่ศูนย์

ขึ้นอยู่กับกรณีผู้ใช้และเอกสารทางเทคนิค สาเหตุของข้อผิดพลาดสามารถแบ่งได้ดังนี้:

● ปัญหาเกี่ยวกับระบบส่งกำลังแบบกลไก:การสูญเสียตำแหน่งทางกลเนื่องจากคัปปลิ้งหลวม สายพานเลื่อนหลุด ฟันเฟืองเกียร์มากเกินไป ฯลฯ

● ข้อบกพร่องในการติดตั้งตัวเข้ารหัส:ความกระวนกระวายใจของสัญญาณที่เกิดจากการเบี่ยงเบนศูนย์กลางของระบบเพลาหรือสลักเกลียวติดตั้งตัวเข้ารหัสหลวม

● การรบกวนทางไฟฟ้า:สัญญาณรบกวนที่เกิดจากการต่อสายไฟและสายเข้ารหัสแบบขนาน

● ข้อผิดพลาดในการกำหนดค่าพารามิเตอร์:การตั้งค่าอัตราทดเกียร์อิเล็กทรอนิกส์ไม่เหมาะสมหรือพารามิเตอร์ตัวกรองไม่ตรงกัน

● ความล้มเหลวของฮาร์ดแวร์ตัวเข้ารหัส:ตะแกรงที่ปนเปื้อน ขั้วแม่เหล็กเสื่อมในตัวเข้ารหัสแม่เหล็ก หรือชิปประมวลผลสัญญาณทำงานผิดปกติ

ครั้งที่สอง กระบวนการแก้ไขปัญหาอย่างเป็นระบบ

1. การตรวจสอบทางกล

● การตรวจสอบข้อต่อและโซ่ขับเคลื่อน:วัดความเบี่ยงเบนหนีศูนย์ในแนวรัศมี/แนวแกนระหว่างมอเตอร์และด้านโหลดโดยใช้ตัวแสดงวงแหวน (ต้องเป็น<0.05mm).

● การทดสอบฟันเฟือง:บันทึกความแตกต่างในการเล่นฟรีระหว่างการหมุนไปข้างหน้าและย้อนกลับโดยใช้ตัวแสดงวงแหวน หากเกินค่าที่อนุญาต (เช่น 5μm) ให้ปรับพรีโหลดหรือเปลี่ยนตลับลูกปืน

● การยืนยันการติดตั้งตัวเข้ารหัส:ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพื้นผิวหน้าแปลนเรียบเสมอกันโดยไม่มีช่องว่าง ตรวจสอบแรงบิดของสกรูปลายเพลาตรงตามข้อกำหนดเฉพาะ (เช่น CRT-แนะนำ 0.5–0.8 N·m)

2. การวินิจฉัยสัญญาณไฟฟ้า

● การตรวจสอบออสซิลโลสโคป:สังเกตว่ารูปคลื่นสัญญาณ A/B/Z ของตัวเข้ารหัสเสร็จสมบูรณ์หรือไม่ ขจัดข้อบกพร่องหรือการลดทอนของแอมพลิจูด (สัญญาณ TTL ปกติควรเป็น 5V ±10%)

● การทดสอบสัญญาณรบกวน:ใช้สายเคเบิลคู่บิดเกลียวแบบมีฉนวนหุ้มชั่วคราวสำหรับการกำหนดเส้นทางเฉพาะ และเปรียบเทียบว่าข้อผิดพลาดดีขึ้นหรือไม่

● ความเสถียรของแหล่งจ่ายไฟ:ตรวจสอบความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าในแหล่งจ่ายไฟของตัวเข้ารหัส (เช่น 5V ±5%) เพิ่มโมดูลควบคุมแรงดันไฟฟ้าหากจำเป็น

3. การตรวจสอบพารามิเตอร์และซอฟต์แวร์

● การตรวจสอบอัตราทดเกียร์อิเล็กทรอนิกส์:คำนวณค่าตัวเศษและส่วนใหม่ตามอัตราส่วนการลดเชิงกล ตัวอย่างเช่น เมื่อใช้กระปุกเกียร์ 10:1 และความละเอียดของตัวเข้ารหัส 2500 ppr อัตราทดเกียร์อิเล็กทรอนิกส์ควรเป็น (พัลส์ต่อรอบมอเตอร์) / (พัลส์ต่อรอบโหลด)=2500 × 4 / (10 × 2500 × 4)=1:10

● การปรับตัวกรอง:การลดแบนด์วิดท์ตัวกรองความเร็วในเซอร์โวไดรฟ์ (เช่น จาก 100Hz ถึง 50Hz) จะระงับการนับผิดที่เกิดจากสัญญาณรบกวนความถี่สูง-

● การชดเชยตำแหน่งเป็นศูนย์:ป้อนการสอบเทียบออฟเซ็ตด้วยตนเองผ่านซอฟต์แวร์แก้ไขจุดบกพร่องเซอร์โว บางระบบรองรับการชดเชยอัตโนมัติ (เช่น ฟังก์ชัน "MPOS-DPOS Auto Alignment") ของ Yaskawa Σ-7 ไดรฟ์)

ที่สาม กรณีการแก้ปัญหาทั่วไป

กรณีที่ 1:ข้อผิดพลาดเป็นระยะในเครื่องจักรสิ่งทอ

อาการ:เครื่องปั่นด้ายแบบกระแสวนแสดง DPOS ที่ล้าหลัง MPOS ประมาณ 0.2 มม. ในระหว่างการเร่งความเร็ว

การแก้ไขปัญหา:การวิเคราะห์สเปกตรัมพบว่าความถี่ของข้อผิดพลาดแปรผันตามความเร็วของสปินเดิล ท้ายที่สุดแล้ว การเลื่อนหลุดเป็นระยะๆ จะเกิดจากการสึกหรอของรูกุญแจในข้อต่อตัวเข้ารหัส

สารละลาย:แทนที่คัปปลิ้งแบบยืดหยุ่นด้วยการเชื่อมต่อแบบปลอกเรียวแบบไม่ใช้กุญแจ ช่วยลดข้อผิดพลาดเหลือ ±0.02 มม.

กรณีที่ 2:ค่าเบี่ยงเบนสะสมในเครื่องตัดเลเซอร์

อาการ:ค่าเบี่ยงเบนแกน Y- เพิ่มขึ้น 0.1 มม. ต่อเมตรในระหว่างการตัดเป็นเส้นตรง-

สาเหตุ:สายเคเบิลตัวเข้ารหัสใช้ท่อร่วมกับสายไฟเซอร์โว ส่งผลให้สูญเสียพัลส์เนื่องจากการรบกวนความถี่สูง-

การกระทำ:เดินสายใหม่และติดตั้งวงแหวนแม่เหล็ก เปิดใช้งานฟังก์ชัน "การชดเชยการสูญเสียพัลส์" ของผู้ขับขี่ไปพร้อมๆ กัน ซึ่งช่วยลดความเบี่ยงเบน

IV. มาตรการเพิ่มประสิทธิภาพขั้นสูง

1. การออกแบบความซ้ำซ้อนของตัวเข้ารหัสคู่:ใช้-ตัวเข้ารหัสปลายมอเตอร์ + การวัดปลายโหลดโดยตรง- (เช่น สเกลเชิงเส้น) ในอุปกรณ์ระดับไฮเอนด์- กำจัดข้อผิดพลาดของสายส่งผ่านการควบคุม-วงรอบปิดเต็มรูปแบบ

2. การชดเชยอุณหภูมิ:สำหรับตัวเข้ารหัสแบบแม่เหล็ก ให้เปิดใช้งานอัลกอริธึมการชดเชยอุณหภูมิเมื่ออุณหภูมิแวดล้อมเปลี่ยนแปลงเกิน ±10 องศา

3. การบำรุงรักษาตามปกติ:ทำความสะอาดแผ่นตะแกรงตัวเข้ารหัสแบบออปติคอลทุกๆ 6 เดือน และตรวจสอบระยะห่างระหว่างขั้วตัวเข้ารหัสแบบแม่เหล็ก

V. ความแตกต่างในการสนับสนุนทางเทคนิคของผู้ผลิต

แบรนด์ตัวเข้ารหัสต่างๆ มีระดับความทนทานต่อข้อผิดพลาดที่แตกต่างกัน:

● ตัวเข้ารหัสสัมบูรณ์ของ Tamagawa:ให้ความสนใจกับความเข้ากันได้ของเวอร์ชันโปรโตคอล Endat ไดรเวอร์รุ่นเก่าอาจตีความสัญญาณผิด

● ตัวเข้ารหัสแบบเพิ่มหน่วยของ Siemens:ใช้โมดูล SMC30 สำหรับการสร้างสัญญาณ

● ตัวเข้ารหัสในประเทศ:ผลิตภัณฑ์บางอย่างจำเป็นต้องมีการสอบเทียบโพเทนชิออมิเตอร์แบบศูนย์ด้วยตนเอง

บทสรุป

การแก้ไขข้อผิดพลาด MPOS-DPOS ต้องใช้การวิเคราะห์หลายมิติที่บูรณาการด้านเครื่องกล ไฟฟ้า และซอฟต์แวร์ การปฏิบัติบ่งชี้ว่า 80% ของความล้มเหลวเกิดจากปัญหาการติดตั้งและการเดินสายไฟ เราขอแนะนำให้สร้างกระบวนการแก้ไขข้อบกพร่องที่เป็นมาตรฐาน: การสอบเทียบเชิงกล → การทดสอบคุณภาพสัญญาณ → การปรับพารามิเตอร์อย่างละเอียด- → การตรวจสอบแบบไดนามิก สำหรับสถานการณ์ที่ซับซ้อน การใช้เลเซอร์อินเทอร์เฟอโรมิเตอร์ที่มีความแม่นยำสูง-สำหรับการวิเคราะห์วิถีโคจรตำแหน่งจะช่วยเพิ่มความเสถียรของระบบโดยพื้นฐานได้