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伺服控制为什么要进行原点回归?怎样实现原点回归?

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发表于 2018-8-23 11:50:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
% W5 R$ w8 m& o* w, N2 k0 J
在进行伺服定位操作之前,一般都需要先进行原点回归,否则伺服电机不能正常工作,会报警提示「原点回归未完成时启动」。' H% `: U) v+ M! S  z3 i

9 f; U9 C" I! E9 R' E2 I那么,为什么要进行原点回归?怎样进行原点回归的操作呢?8 Z% K# c" \' E! W- z& ~  \

% V. z! X9 Q0 u伺服运动控制的原点回归. Y. E1 Z2 b' T4 X. Y+ v$ O

: K1 b6 \4 G! b8 y; @一、原点回归的必要性
; {) J9 k  Z' h4 L! S- l2 O0 d0 o' y5 `
1所谓定位,就是要让伺服电机走到一个确定的位置。4 N' j6 Z" @, K5 }6 Y

$ `$ G& M* B! Z; ~2这个位置可以是增量式的,也可以是绝对式的。打个比方,我们现在在路上,我们要往前走10米,相当于我们的位置要往前增加十米,这个十米就是一个位置增量。9 l( c# Q' m8 W1 N& t
, n* L. C5 D9 E2 \2 C1 _4 {
3而如果我们要去这条街上某处地方的咖啡店,我们就需要知道它的确切地址,假设这条街的地址不是门牌号,而是从街的一端开始为0米(基准位置),这样就能确定这条街上每个位置的地址,比如这家咖啡店的地址是这条街100米的位置,那么这个100米就是一个绝对位置,我们不管在哪一个位置,都能通过走到这条街100米的位置找到这家咖啡店。
, n. g3 Z& i3 q8 d

# ^! g0 z  z' _, S. h4在定位指令里,就分为增量式的INC指令和绝对式的ABS指令。
- P6 S8 D3 h7 \/ F5 W, F- w

* P) Q. T* n  F5增量(INC)方式
9 G* q, w$ o2 W  J3 i' }6 z4 R$ j
& S3 A2 l+ {6 j3 J; M
以当前停止的位置为起点,指定移动方向和移动量后进行定位。, Y+ @5 w3 I9 `: r% v0 D
1.png
6、绝对值(ABS)方式
% ?+ |& M% e6 L# o( a. @- R, E/ \, V
定位到指定的地址,该地址是以原点为基准的位置。
& N! B0 B6 M0 I: O, x- [
1.png
7、所以,当我们需要进行绝对式定位时,我们就需要对应的机械系统上具有地址,这也就需要一个基准位置,通过这个基准位置去确定机械系统上的每个位置的地址。而这个基准位置,在伺服定位系统里称为原点。0 V4 k* [* x% Y- z" x5 `
( o! ]2 U6 D% C* X
二、两个信号
! y$ i1 E& m1 }* P" ^& X! z& h/ {+ z* m. x/ F( j2 P' j9 r. S
1、在三菱的伺服定位系统里,有两个关于原点的关键信号:7 H6 d9 V6 g! M/ h

. ~- L$ y* }  Y: \) k1 @1 T( M2、原点回归请求信号(原点复位请求标志)9 Y, W: B$ e" A) ~8 ^& v  x, E

' e( u  l* i9 E3 D这个信号ON的时候,说明伺服系统目前没有原点,需要进行原点回归。: ~/ y9 n/ x) Q2 j6 \( N9 X* ~

" H" L7 V% `# t3、原点回归完成信号(原点复位完成标志)) P" m6 H! B2 x: N
! Y  @, c2 ^1 L' R5 j" h4 F
当原点回归执行完成时,该信号会ON。然后如果执行定位或者其他正常方式使得伺服电机离开原点位置时,该信号会OFF,但是此时原点还是存在的。
8 S5 h4 A. @& |
3 Y9 }7 i0 z# {2 ?5 G; c
4、判断是否需要原点回归可以借助原点回归请求信号,而不应该借助原点回归完成信号。
- x3 {. R6 ~5 G: h+ ]; V
  U5 G) Y4 T4 B* h3 ?1 j( q) [4 D% U对于增量式系统,每次断电复位、重新上电之后都需要进行原点回归。
4 h3 N& ]8 A- `" `+ i: L2 y
1.png
5、对于绝对式系统,由于伺服放大器装有电池(也需要在参数里设置使用绝对位置系统),可以保持伺服电机的位置,所以一般情况下,只需要在刚搭建系统时进行一次原点回归即可。当然如果后续发生原点位置丢失等情况,就要重新进行原点回归了。这里是否需要原点回归也可以通过原点回归请求信号是否为ON来判断。
2 z  k  j1 y( z7 }, Z$ v  S
. z5 E& ]; ?( o+ d+ ?
三、常见的原点回归方式+ q( |: S' K) D  \8 M) v* o

. a$ m" w! B! g8 d2 g5 p1 |) X1、数据设定型
6 X" a  K8 [* |( P1 t
; \3 O1 U- W( N. Q5 a
这种方式是把当前的位置设置为原点。所以,这个时候不管伺服电机停在哪一个位置,只要进行数据设定型原点回归,现在这个位置就是原点位置。所以,这种方式下的原点回归操作,伺服电机是不会动的!
1 a9 W* H( D- s4 x4 o& |" p& o  t5 n- I# V  U3 A
2、当伺服不需要进行绝对值定位时,比如只是速度控制、转矩控制,或者只需要增量式定位时,都可以使用这种方式。+ E% ]6 \+ e3 f( C( w  T9 y
6 l" y$ O3 J0 }( k- Q
3、伺服参数里默认是原点设定条件选择为『电源开启后需要通过伺服电机Z相』,所以在进行这种数据设定型原点回归时,要么把这个参数设置为『电源开启后不需要通过伺服电机Z相』,要么先进行JOG使伺服电机转动一转以上,再进行原点回归。- u2 b2 Y' w3 u: P& _

. h6 |" _  ]  n/ R4、近点DOG型' j8 {: c; l2 Z: t+ Z1 `

' \, g, F1 `/ l( ~▼什么是近点DOG?
' ^  f, W. i6 X$ q% r; M6 x. M* J$ T  g3 q
近点DOG实际上是一个传感器信号。我们需要确定原点位置,那么怎么确定呢?通过JOG让伺服电机转动,目测它转到我们想要的位置,然后执行数据设定型原点回归?这样当然很不准确。  M$ d# c6 @* n/ m, _0 j

. L5 i: Z0 S- a, ^: H5、那么我们是不是可以这样,在我们想要确定为原点的位置,加一个标记,然后伺服电机走到这个标记位置时停止,把伺服电机当前位置规定为原点?当然可以!7 h0 Q# _1 {9 k# q9 N5 e8 ]

. b; H1 \$ _7 }0 E- }5 i6、所以,近点DOG信号就是这样一个标记。
: g9 u( L- l5 |5 X1 Q
未命名-1.png

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发表于 2018-8-23 12:49:45 | 显示全部楼层
看来楼主是一个高手呀,有几个问题请教下:
6 q2 A6 i6 B6 W- @1.日系的伺服是靠控制器发脉冲,放大器驱动控制伺服电机。 但欧系和美系伺服有的高端伺服是总线型伺服,没有脉冲信号,想了解一下欧美高端伺服的驱动器伺服控制原理,比如西门子S120,AB的6500系列。 能否讲解一二2 C* _" F! B7 `( R4 g! R
2. 说到玩伺服,就不能不玩编码器,楼主能否介绍一下单圈绝对值和多圈绝对值的区别和应用场合。3 h$ E) s$ B( V# y
3.说两个典型应用
" Y7 [" q3 D4 _% ?3.1  伺服电机+减速机+联轴器+传动丝杆 。 运动要求 0点开始,丝杆拖动滑台在30到150MM处来回往返运动。
! s9 s. S; v. Z; t7 P1 [' s1 Y 请指教 用增量式编码器还是绝对值编码器? 用绝对值得话 单圈好还是多圈好
2 S5 J$ S% a8 G3.2 旋转平台  转动到某个角度时会有对应的工艺动作。  如此往一个方向重复旋转 选取带哪种编码器的伺服电机呢?
) g7 J; H, U: g 新手入门,请多指教

点评

你分明就是一个老江湖……  发表于 2018-8-23 17:46
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发表于 2018-8-23 17:09:57 | 显示全部楼层
破碎重组 发表于 2018-8-23 12:49
8 M: C1 R  ^* M8 Y/ l8 n: {" B看来楼主是一个高手呀,有几个问题请教下:" z# }2 Z# C. t) d# j- Z; a  X$ ~
1.日系的伺服是靠控制器发脉冲,放大器驱动控制伺服电机。 但 ...

9 I3 ]2 c& I+ c5 U0 D$ o你这个典型有点意思,刚好我们设备都用上了。目前已经调试完毕了。9 v( w* h6 \9 R# x; a# K8 ^' \- c
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发表于 2018-8-23 18:30:02 | 显示全部楼层
好的伺服电机驱动器在编码器输入信号ABZ三项都为逻辑低时向寄存器写入绝对位置,所以不管你正反转多少圈,走了多少码盘计数,读取相应寄存器的值就都知道了,甚至可以记录每个时间段码盘的转动速度,内存够大才行,也可上传再记录

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发表于 2018-8-23 20:05:58 | 显示全部楼层
不错!学习了
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发表于 2018-8-24 08:27:36 | 显示全部楼层
以前大学时候,金工实习还没接触过数控,但是要操作,为了方便记忆,我当时个人的理解是机器运行后,不知道走在哪个位置,回原点,就有了坐标依据
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发表于 2018-8-31 10:23:16 | 显示全部楼层
好文章。可惜没多少回复的。
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发表于 2018-9-8 15:33:49 | 显示全部楼层
学习了
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发表于 2018-9-18 14:09:02 | 显示全部楼层
破碎重组 发表于 2018-8-23 12:49
* U/ w/ v% U" A3 A6 O# |+ y. \看来楼主是一个高手呀,有几个问题请教下:
3 ?; }+ ^3 {) ~# j- m! j1.日系的伺服是靠控制器发脉冲,放大器驱动控制伺服电机。 但 ...
1 W' b1 |* z7 [2 w1 {: }
绝对值编码器分单圈和多圈,主要区别就是测量范围的不同,单圈编码器只能测量一圈以内的位置或是角度,测量角度也就是0-360°以内,超过一圈后编码器的数据会从0开始循环,无法测量大于360°外的角度值;多圈编码器因为内部有机械齿轮计圈,数据根据圈数累计计算,所以可以测量多圈的角度,市场上大部分都是4096圈的,也就是测量角度值可以达到360°*4096=1474560°  一般用多圈编码器测量行程,用来定位比较多2 F+ Q8 n* L. ~; a! X. D6 G2 U
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发表于 2018-9-19 15:48:03 | 显示全部楼层
求教楼主一个关于伺服的问题    我现在用伺服带动优力胶滚轮  压紧电缆  记旋转的圈数来定电缆长度  进度正负0.5mm    可以实现吗   每次都需要回归原点吗需要原点
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