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運動操控卡運用便利，功用牢靠，一般來說是不會在運用過程中發(fā)生方位差錯的。但也遇到過一些因運用不妥形成的方位差錯，假如沒有豐厚的經(jīng)歷，往往會判別為運動操控卡的問題，而實踐上真實的原因是在運用過程中有一些軟硬件問題未加以留意形成的。不管運用運動
操控卡或其他類別的運動操控產(chǎn)品，假如對這些問題不加留意，它往往會在不經(jīng)意間呈現(xiàn)，引起機械運動差錯，形成丟掉。而當(dāng)你在實驗室中針對它進行測驗時，又因為參數(shù)和運用環(huán)境的變化，問題卻不能重現(xiàn)，所以十分難以捕捉。本文將以研控MCC系列運動操控卡為例，首要
針對這幾個見的疑難問題進行描繪、剖析、并提出必定的處理辦法。
首要應(yīng)該做什么
在客戶提出運用操控卡呈現(xiàn)了方位差錯的時分，首要應(yīng)該做的就是定位差錯來源，也就是定位“究竟是操控卡的問題，仍是電機和機械的問題？”這是十分關(guān)鍵的定位思路。
如圖1所示，原因在于，“軟件和操控卡的問題”的尋覓定位和“電機和機械的問題”的尋覓定位是*不同的辦法，假如首要不區(qū)分
好是哪一個模塊的問題就直接深入到細節(jié)上，往往會找錯方向。
見的定位東西是伺服驅(qū)動器的“顯現(xiàn)指令方位”功用，假如問題軸所用電機正好是伺服電機，那就十分便利了。假如運用的是步進電機，則可能需求外接一個伺服電機進行測驗。其他如示波器、邏輯剖析儀也可以進行測驗，可是不如伺服電機便利。
測驗辦法十分簡略，首要核算出某一工位處，操控卡“按理應(yīng)該發(fā)送多少個脈沖”，然后調(diào)查伺服驅(qū)動器的顯現(xiàn)，是否“承遭到了相同數(shù)量的脈沖”。假如兩個數(shù)量共同，并且長時刻作業(yè)后(過程中沒有憑借傳感器的復(fù)位動作，假如有復(fù)位動作則是另一回事，后文有臚陳)
，仍是精確共同的話，就闡明軟件和運動操控卡沒有問題，需求在電機和機械上找問題。相反，假如運轉(zhuǎn)一段時刻后，抵達工位時，操控卡“理應(yīng)發(fā)送的脈沖數(shù)”與“伺服電機承受的脈沖數(shù)”不相同了，并且有差錯越來越大或許差錯大小隨機變化的狀況，則可以判別是下文中說到的“疑難問題”之一。
取整差錯累計
取整差錯累計是因為上位機操控軟件在規(guī)劃時，悉數(shù)選用“相對方位運動”功用，在核算相對方位脈沖數(shù)時，因為取整差錯形成的小數(shù)位脈沖數(shù)丟掉，而當(dāng)正向丟掉數(shù)和反向丟掉數(shù)紛歧至?xí)r就會形成微小的方位差錯，通過長時刻運轉(zhuǎn)重復(fù)堆集后，此差錯逐步會發(fā)展到肉眼可見的程度。舉例如下：
某客戶在數(shù)控平面鉆孔機上選用了運動操控卡，工位和運動辦法如下：
鉆頭從原點動身，抵達工位A開端鉆個孔，然后向右逐一鉆孔，孔之間橫向間隔10mm，鉆到工位B后，X方向橫向平移，一起Y方向移動，抵達工位C。
程序員是這樣規(guī)劃程序的：
floatValueX=500.19;//脈沖當(dāng)量,500.19個脈沖機械走1mm
floatMMTargetX=0;//運轉(zhuǎn)方針相對方位
longPulseTargetX=0;//運轉(zhuǎn)方針相對方位
MMTargetX=10;//橫向運轉(zhuǎn)間隔10mm
PulseTargetX=(long)(MMTargetX*ValueX);//得到運轉(zhuǎn)脈沖數(shù)5001
YK_start_s_move(XAxisNum,PulseTargetX);//發(fā)指令讓X軸正向走5001個脈沖
//等候運轉(zhuǎn)完畢
MMTargetX=10;//橫向運轉(zhuǎn)間隔10mm
PulseTargetX=(long)(MMTargetX*ValueX);//得到運轉(zhuǎn)脈沖數(shù)5001
YK_start_s_move(XAxisNum,PulseTargetX);//發(fā)指令讓X
軸正向走5001個脈沖
//等候運轉(zhuǎn)完畢
……運轉(zhuǎn)10次
MMTargetX=-100;//橫向運轉(zhuǎn)間隔-100mm
PulseTargetX=(long)(MMTargetX*ValueX);//得到運轉(zhuǎn)脈沖數(shù)-50019
YK_start_s_move(XAxisNum,PulseTargetX);//發(fā)指令讓X軸反向走50019個脈沖
//等候運轉(zhuǎn)完畢
從上面的程序很容易看出來，正向運轉(zhuǎn)時，一共走了5001x10=50010個脈沖，而反向運轉(zhuǎn)時，走了50019個脈沖。盡管看起來每次正向運轉(zhuǎn)了10mm，運轉(zhuǎn)10次后，反向運轉(zhuǎn)了100mm，所以在工位C處X軸坐標應(yīng)該跟工位A共同，可是實踐上因為正向運轉(zhuǎn)時取整差錯舍去了10次0.9個脈沖，而反向運轉(zhuǎn)時則沒有因為取整差錯而舍去脈沖，所以一來一回就會有9個脈沖的累計。
關(guān)于一般的機械設(shè)備來說，9個脈沖可能還看不出來方位的差錯，可是隨著重復(fù)的加工，假如沒有憑借傳感器的復(fù)位動作的話，這個差錯會逐步隨機堆集，方位會越來越偏，最終導(dǎo)致加工失敗。
這個問題的呈現(xiàn)純屬軟件工程師經(jīng)歷缺乏。假如想要在程序規(guī)劃時防止此問題，有以下辦法可以處理。
辦法一：防止在整個加工過程中悉數(shù)運用“相對方位運動”，在一個加工流程中添加必定量的，至少一條肯定運動指令，就可以消除去取整差錯的帶來的堆集差錯。
如在上述工序中，在工位A處記載X軸坐標，然后將從工位B到工位C的移動改用“肯定方位移動”指令。在工位B時，運動操控卡會主動讀取當(dāng)時的實踐坐標，與工位A處的坐標進行比照，然后精確地走出50010個脈沖，這樣一來，從工位A到工位B的一切取整差錯就悉數(shù)糾正過來了。
辦法二：添加復(fù)位動作。
每個工件加工完結(jié)后利用傳感器進行一次原點復(fù)位動作，不僅能消除取整差錯的堆集，并且還能消除機械差錯的堆集，也是不錯的挑選。
除了上述的“往復(fù)”運動，有些單向送料體系，如制袋機類，在重復(fù)進行單方向運轉(zhuǎn)時，因為取整差錯的堆集也會引起加工問題。而此類體系又無法進行復(fù)位或許插入“肯定方位運動”指令。這種狀況下引薦在編程時選用一種簡略完結(jié)的“四舍五入法”，具體辦法如下。
在核算指令脈沖數(shù)時，在浮點數(shù)的成果后面+0.5，再取整。
以上文中的程序為例：
MMTargetX=10;//橫向運轉(zhuǎn)間隔10mm
PulseTargetX=(long)(MMTargetX*ValueX+0.5);//得到運轉(zhuǎn)脈沖數(shù)
YK_start_s_move(XAxisNum,PulseTargetX);//發(fā)指令讓X軸正向運轉(zhuǎn)
在核算指令脈沖數(shù)時選用了此辦法可以減小取整差錯帶來的攪擾，可是并不能消除，這是針對無法進行上述兩種辦法時的折衷辦法。不過因為簡略易行，引薦給軟件工程師在核算脈沖數(shù)時運用。
換向時個脈沖的運動方向差錯
在試機的過程中呈現(xiàn)過這樣的問題：當(dāng)運用某一品牌的驅(qū)動器，運轉(zhuǎn)就十分精確；而換用另一品牌的驅(qū)動器，走一些固定的動作時就會越走越偏。而容易走偏的驅(qū)動器換了另一家的操控器，就又好了。
問題的原因呈現(xiàn)在方向信號提早缺乏。當(dāng)時大部分驅(qū)動器是按周期掃描鎖存方向信號，當(dāng)捕捉到PULSE的有用信號沿時，再去根據(jù)鎖存的方向信號進行運動，在讀取鎖存方向信號到判別PULSE信號有跳變之間有一個差錯τ。而關(guān)于PULSE的有用邊緣，有些驅(qū)動器是上升沿有用，而有些驅(qū)動器是下降沿有用。文中將上述類型的驅(qū)動器簡稱為先方向上升沿類型和先方向下降沿類型驅(qū)動器。
也有一些國內(nèi)不太聞名公司供給的驅(qū)動器，采取這樣的辦法：當(dāng)捕捉到PULSE的有用信號沿時，再去即時讀取方向信號，判別運動方向。在讀取到有用信號沿后，間隔讀取方向信號也有一個時刻差錯τ。下文中將此類驅(qū)動器稱之為上升沿后方向和下降沿后方向類型驅(qū)動器。
這種狀況比較罕見，在此不做討論。
不同公司的驅(qū)動器，乃至同一公司的不同型號驅(qū)動器，時刻τ都紛歧樣。有些驅(qū)動器比如研控模擬驅(qū)動器，這個時刻十分??；可是關(guān)于新型的數(shù)字型驅(qū)動器，因為采樣周期的原因，此周期長達125μS，這就給操控信號提出了要求：
方向信號必需求早于脈沖信號到位，最少要早τ秒，不然會引起換向后，個起跳脈沖的運動方向過錯。
當(dāng)然，即便滿意不了此要求，關(guān)于一般的運動來說，假如發(fā)生了這類過錯無非就是起跳時少了2個脈沖，一般狀況下不會影響設(shè)備精度。
可是當(dāng)設(shè)備被要求重復(fù)折返的啟停運動時，就有可能引起差錯的堆集。可是一起，因為此差錯類似于機械空隙，只呈現(xiàn)在換向后的次運動時；而大部分狀況下，正反運動會對此差錯進行抵消。因而，此狀況只會帶來微小的差錯，不會發(fā)生太大的影響，但在對精度要求十分高的場合需求留意這個問題。
躲避辦法：檢查驅(qū)動器產(chǎn)品闡明書，大部分驅(qū)動器都會對此刻刻τ進行規(guī)則。而研控MCC1410C的方向提早時刻受起跳速度影響，最短狀況下105μS；但只要將起跳速度降到100KHz以下，方向信號的提早時刻就到了毫秒等級，不會發(fā)生上述過錯的狀況。
原點復(fù)位差錯
有的客戶反響，在進行復(fù)位動作的時分，就會發(fā)生方位差錯。一般來說，我們引薦客戶在規(guī)劃工序時，每完結(jié)一整套加工過程后，進行一次復(fù)位動作，這樣可以消除堆集差錯，包括機械打滑差錯、齒輪空隙差錯和驅(qū)動器少數(shù)丟步形成的差錯。但復(fù)位動作的運動參數(shù)設(shè)置、復(fù)
位動作次序設(shè)置、傳感器的挑選和裝置方位、以及伺服參數(shù)設(shè)置的恰當(dāng)與否都會影響復(fù)位精度。當(dāng)客戶發(fā)現(xiàn)復(fù)位會導(dǎo)致運轉(zhuǎn)方位不按時，客戶一般會首要考慮掃除傳感器靈敏度、動作是否過猛等，因而問題往往不大，本節(jié)首要描繪當(dāng)伺服參數(shù)設(shè)置不妥這一較少能考慮到的狀況會
引起的復(fù)位差錯。當(dāng)運用伺服電機時，假如參數(shù)調(diào)整不妥，剛性太弱，會形成該軸原點復(fù)位時的差錯。
總的來說，伺服是一個必需求考慮其滯后特性的履行部件。當(dāng)設(shè)置伺服參數(shù)時，剛性越小，運轉(zhuǎn)時的實踐滯后就越大。直觀上看起來就是“軟軟的，懶懶的”，指令脈沖開端發(fā)送了，它才會漸漸動起來；指令脈沖現(xiàn)已發(fā)完不發(fā)了，它還要往前走一陣才干停下來。這種特性跟
它的閉環(huán)操控特性有必定的關(guān)系。
當(dāng)單軸運動進行時，這種滯后一般不會影響出產(chǎn)，乃至察覺不出來，因為盡管運動滯后，可是最終仍是會精確到位?？墒钱?dāng)進行插補運動或許原點復(fù)位時就會發(fā)生很大的影響。
比如當(dāng)體系復(fù)位時，當(dāng)傳感器被觸發(fā)，發(fā)出限位信號給操控卡，操控卡立刻中止了脈沖的發(fā)送?？墒谴丝趟欧姍C因為反響的滯后，仍是會往前走一陣，這一段間隔就形成了差錯。
處理的辦法
1.在體系安穩(wěn)沒有太大沖擊的狀況下盡量調(diào)高伺服的剛性；
2.在不影響出產(chǎn)功率的狀況下降低復(fù)位運動的速度，或許采取二次復(fù)位的辦法，次高速復(fù)位，到位后，再低速向回找原點信號。其他狀況還可以按以下辦法處理。
狀況一：驅(qū)動電壓/電流缺乏
當(dāng)客戶選用一路操控信號帶多路驅(qū)動器時，可能會呈現(xiàn)驅(qū)動電流缺乏的狀況，繼而導(dǎo)致驅(qū)動器無法順暢獲取信號。
研控運動操控卡多選用AM26C31芯片來發(fā)生驅(qū)動電流，限流電阻20歐姆，電流150mA，因而不引薦選用一路運動操控信號帶多路驅(qū)動器。假如有必要選用這種接法，則最多帶兩臺驅(qū)動器，假如超越此數(shù)值可能會形成芯片過熱燒壞或許信號丟掉等狀況；一起要留意，不確保此種接法的運動安穩(wěn)性。
狀況二：限位信號攪擾/誤碰
客戶選用非研控出產(chǎn)的運動操控卡時，可能會隨機地呈現(xiàn)設(shè)定的運動間隔還沒走到，就停下來的問題。乃至?xí)碜矙C等嚴重的狀況。這種差錯會十分大，隨機無規(guī)律地呈現(xiàn)，一次呈現(xiàn)立刻就形成運轉(zhuǎn)的混亂。
這種狀況往往是某軸在運轉(zhuǎn)時，該軸的“限位信號”遭到了攪擾，令板卡以為應(yīng)該中止該軸的動作。
關(guān)于這種狀況的斷定要從軟件上進行抓取，當(dāng)調(diào)用函數(shù)判別一個軸是否中止的時分，假如返回值不是“脈沖發(fā)送完中止”，而是“不知道反常中止”或許“遇到限位點中止”，就根本可以定位是限位點遭到了攪擾。然后可以將遭到攪擾的軸的限位信號從接線板上斷開，看看是否還有此狀況發(fā)生。
針對此問題，需求從硬件上查找攪擾源、攪擾傳遞的通路。慣例的濾波，分隔供電，屏蔽，從頭布線等辦法都可以試一下。不過用的，是換用研控的運動操控卡產(chǎn)品，具備強大的抗攪擾特性(濾波參數(shù)可設(shè)置)，可以此類問題。
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2025第十一屆中國國際機電產(chǎn)品交易會 暨先進制造業(yè)博覽會
展會城市：合肥市展會時間：2025-09-20