在傳統(tǒng)機械里,軸與軸之間是靠機構(gòu)來傳動的,例如下圖所示,主/從軸間以一條平皮帶相連,當主軸開始轉(zhuǎn)動,從軸也一起轉(zhuǎn)動!假設(shè)主/從軸的輪徑相同,并在輪上都做一個?標記,初始的位置都在正上方,經(jīng)過一段時間的運轉(zhuǎn)后,由于皮帶的打滑,主/從軸輪徑誤差等諸多因素,發(fā)現(xiàn)主/從軸上的標記?位置不一樣了!表示主軸與從軸的相位偏移了!
圖(一)平皮帶傳動 發(fā)生相位偏移
如果只是單純用來傳輸動力(例如引擎中的發(fā)電機皮帶),相位的偏移并無關(guān)係;但若作為同步的控制(例如引擎中控制汽門,曲軸與點火時機的皮帶),就會發(fā)生問題!以機構(gòu)而言,要避免相位偏移,可 以把一般的皮帶換成正時皮帶(Timing Belt)跟齒輪!如下圖所示,即使長時間運轉(zhuǎn),主/從軸的相位都能維持一致!就是彼此達到同步狀態(tài)!
圖(二)正時皮帶可維持相位同步
講了這么多,終于可以進入正題了!如果把上述的機械傳動改成伺服的電子凸輪,效果會是如何呢?如下圖三,我們將皮帶拆除,用編碼器采集主軸的位置,以A/B相脈波的方式傳給伺服,伺服以直線的電子凸輪來驅(qū)動從軸做跟隨:
圖(三)將皮帶傳動改成伺服電子凸輪-發(fā)生偏移
實測結(jié)果發(fā)現(xiàn),相位發(fā)生了偏移,因為編碼器的脈波受到干擾,而且會隨時間累積,造成偏移愈趨明顯!而脈波干擾是很難完全抑制的,在工廠多變的環(huán)境下,不論配線如何講究,脈波偏差總會發(fā)生,只是時間早晚的問題!因此,單純以編碼器脈波驅(qū)動電子凸輪,無法達到正時皮帶的同步效果,頂多是平皮帶的效果而已!
那么該怎么改善呢?其實我們可以效法正時皮帶,因為它是帶"齒"的,所以不會滑動造成累積誤差!那我們就用一個假想的"齒"來模彷它!并把齒的寬度(就是齒與齒的距離)定義清楚,這樣就可以造出一個虛擬的正時皮帶,就是所謂的”同步軸”!這個"齒"可以用主軸上任何一個周期性出現(xiàn)的信號(或編碼器的Z)來表示,如下圖:
圖(四)使用同步軸-避免相位偏移
在主軸上安裝一個標記當作"齒",并用感測器將信號讀進伺服的DI,再根據(jù)編碼器的型號得知主軸轉(zhuǎn)一圈應(yīng)該會有R個脈波。由于一圈只有一個齒,所以齒的寬度就是R(單位是主軸的脈波)。如此,只要伺服每感測到一個"齒",就知道應(yīng)該要收到R個脈波,如果數(shù)量不對,就可加以補償,讓脈波總數(shù)一直跟齒數(shù)維持正確的關(guān)系,如此便可讓主/從軸的相位永不偏移,保持同步!這功能在臺達ASD-A2 與 ASD-M-R伺服里都已具備,在凸輪的主軸來源 P5-88.Y里,選擇實體脈波相當于使用平皮帶;選用同步軸就相當于使用正時皮帶,非常方便!設(shè)定方式請參考 A2凸輪同步軸的設(shè)定方法!
注:克服凸輪主軸脈波漏失 還有其他方法,例如:
1,采用虛擬主軸 不會漏脈波,但是主軸也必須使用伺服馬達,無法采用一般馬達外加編碼器的方式!
2,利用凸輪對位 雖然可以做到,但通常會保留給 從軸的修正使用,因為從軸的誤差補償會用到!
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責任編輯:彭菁
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