Đồ án tốt nghiệp cơ sở về hệ TRUYỀN ĐỘNG SERVO

Bộ khuếch đại sẽ so sánh giá trị của lệnh với giá trị hiện tại như bộ mãhóa đã đọc được rồi sau đó đưa ra một lệnh sửa đổi để giảm tối thiểu mức chênh lệch.Quá trình này được gọi là quá

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG SERVO

1.1 Khái quát chung về động cơ Servo.

Động cơ Servo là thiết bị được điều khiển bằng chu trình kín Từ tín hiệu vận tốc hoặc

vị trí, hệ thống điều khiển số sẽ điều khiển hoạt động của một động cơ Servo Với lý donêu trên sensor đo tốc độ hoặc vị trí là các bộ phận cần thiết phải tích hợp cho động cơServo Đặc tính vận hành của một động cơ Servo phụ thuộc rất nhiều vào đặc tính từ vàphương pháp điều khiển động cơ Servo Có 3 loại động cơ Servo được sử dụng hiện nay

đó là động cơ AC Servo dựa trên nền tảng động cơ AC lồng sóc; động cơ DC Servo dựatrên nền tảng động cơ DC; và động cơ AC Servo không chổi than dựa trên nền tảng động

cơ không đồng bộ

Hình 1.1 Bộ điều khiển và động cơ Servo

Động cơ Servo là thành phần quan trọng của hệ thống điều khiển chuyển động Đểhoạt động được, chúng ta phải nối động cơ Servo với các phần cứng, phần mềm hỗ trợđiều khiển chuyển động.Động cơ Servo được kết hợp cơ khí với các thiết bị máy móckhác để cung cấp lực di chuyển các thiết bị này theo yêu cầu của ứng dụng Trong đề tài

này chúng ta sẽ cùng khám phá công nghệ để vận hành động cơ Servo, bộ điều khiểnđộng cơ Servo và các phương pháp phản hồi để đạt được hoạt động như mong muốn.

1.2 Cấu hình hệ AC Servo.

Thông thường hệ AC Servo chủ yếu được cấu hình bởi 3 thành phần sau:

- Bộ khuếch đại Servo: là bộ điều khiển có chức năng cung cấp đủ năng lượng chođộng cơ theo đúng cách, đúng thời điểm

- Động cơ Servo: là thiết bị dò và dẫn động

- Bộ điều khiển để phát đi các lệnh điều khiển thông thường là PLC hoặc bộ điềukhiển chuyển động chuyên dụng sẽ chạy chương trình điều khiển để thực hiện đúng theoyêu cầu kỹ thuật của ứng dụng

Hình 1.2 Khái quát về hệ AC servo

Bộ điều khiển gửi các lệnh tới bộ khuếch đại servo

Sau khi nhận được lệnh bộ khếch đại servo sẽ truyền lệnh tới động cơ Servo, sau đó

nó sẽ phát ra lực dẫn động theo lệnh đó

Động cơ servo cũng có bộ mã hóa để dò vị trí hiện tại rồi gửi thông tin này về bộkhuếch đại servo Bộ khuếch đại sẽ so sánh giá trị của lệnh với giá trị hiện tại như bộ mãhóa đã đọc được rồi sau đó đưa ra một lệnh sửa đổi để giảm tối thiểu mức chênh lệch.Quá trình này được gọi là quá trình điều khiển hồi tiếp, quá trình này cho phép các ACservo liên tục sửa đổi các chỉ dẫn theo kết quả thực tế để giảm tối thiểu mức chênh lệch

Do vậy mà các AC servo có thể điều khiển chính xác như vậy

Tùy mỗi ứng dụng thì động cơ AC Servo thường có 3 chế độ điều khiển chính là tốc

độ, vị trí và torque( momen), ở mỗi chế độ khác nhau thì chúng ta cần cài đặt tùy theothông số của ứng dụng và tải Lưu ý trong một thời điểm AC Servo chỉ chạy được mộtchế độ, một số loại Servo mới hiện nay như Servo Yaskawa thì có thể chuyển đổi giữacác mode điều khiển trong quá trình hoạt động Ngoài ra khi sử dụng motor Servo thì bắtbuộc các bạn phải dùng driver của đúng hãng đó thì mới có khả năng hoạt động chính xácđược

Khi sử dụng động cơ AC Servo ta cần quan tâm tới độ phân giải của encoder vì nó

sẽ ảnh hưởng đến sai số của máy móc Độ phần giải đối với Servo hiện nay dao động từ

2500 cho đến 2^17 hoặc 2^20 xung trên một vòng, khi độ phân giải encoder quá cao thìcác bạn nên quan tâm tới hộp số điện tử khi điều khiển motor Servo Đối với một sốdòng Servo cũ thì tín hiệu encoder sẽ được nối trực tiếp với driver, một số dòng Servomới sau này encoder có độ phân giải rất cao nên thường được tích hợp board mạch đểchuyển đổi dạng tín hiệu này thành truyền thông để gửi vị trí encoder cho driver

Động cơ Servo AC được chia thành động cơ đồng bộ và không đồng bộ, điều khiểnchuyển động hiện tại thường được sử dụng động cơ đồng bộ, dải công suất, công suấtlớn, quán tính lớn, tốc độ cực đại thấp, tốc độ tăng với công suất suy giảm, thích hợp chohoạt động trơn tru tốc độ thấp của dịp này

Rôto bên trong mô tơ Servo là nam châm vĩnh cửu, trình điều khiển điện ba pha

U / V / W để tạo thành trường điện từ, rôto quay theo hành động của từ trường và bộ mãhóa đi kèm với tín hiệu phản hồi tới trình điều khiển, giá trị phản hồi và giá trị đích Giátrị điều chỉnh góc xoay của rôto, độ chính xác của mô tơ Servo phụ thuộc vào độ chínhxác của bộ mã hóa (số dòng)

1.3.2 Cấu tạo

Động cơ Servo chủ yếu được cấu tạo bởi Stato, Roto (Nam châm vĩnh cửu) và Bộ mã hóa (Bộ dò)

Hình 1.4 Cấu tạo của động cơ hệ AC Servo

Stato là bệ động cơ, sợi dây được quấn quanh lõi để cung cấp lực cần thiết để xoayRoto

Roto là trục quay, nam châm vĩnh cửu cũng được sử dụng trong cấu tạo

Bộ mã hóa được cấu tạo để dò vị trí tuyệt đối, được kết nối trực tiếp vào động cơ, bộ

mã hóa là bộ dò có thể đọc được vị trí hiện tại của động cơ Bộ phận mã hóa được cấu tạobởi đĩa quang và các linh kiện điện tử dễ vỡ nên cần thao tác cẩn thận

Độ phân giải encoder: 262144 xung/vòng

Trọng lượng: 2.1kg

Hình 1.7 Đặc tính momen của động cơ

Ưu điểm: Điều khiển tốc độ tốt, điều khiển trơn tru trên toàn bộ vùng tốc độ, hầunhư không dao động, hiệu suất cao hơn 90%, ít nhiệt, điều khiển tốc độ cao, điều khiển vịtrí chính xác cao (tùy thuộc vào độ chính xác của bộ mã hóa) mô-men xoắn, quán tínhthấp, tiếng ồn thấp, bảo trì miễn phí (đối với môi trường không có bụi, nổ)

Nhược điểm: điều khiển phức tạp hơn, các thông số ổ đĩa cần phải điều chỉnh cácthông số PID để xác định nhu cầu kết nối nhiều hơn

1.3.3 Ứng dụng

• Điều khiển vị trí: Động cơ Servo có thể đạt được vị trí chính xác khi kết hợp các bộ điều

khiển vị trí Một vòng quay roto có thể phân chia thành 131072 vị trí hay nhiều hơn nữavới các hệ thống mới ngày nay

Bấm đục lỗ (Vị trí nguồn cấp dữ liệu X, Y)

- Y axis servomotor: Trục Y động cơ servo

- Gear and ball screw: bánh răng và vít tròn

- Y axis: Trục Y

- X axis: Trục X

- Press punching: đục bấm lỗ

- Servo amplifier: Bộ khuếch đại servo

- Press head: Phần đầu ép

- Gear and rack & pinion: bánh răng và giá &

bánh răng cưa nhỏ

- X axis servomotor: Trục X động cơ servo

- Để đục lỗ vật liệu cách nhiệt hoặc da, v.v., có cùng hình dạng với năng suất cao, việc định vị được thực hiện với servo trục X

và trục Y.

- Sau khi định vị bàn bằng servo trục X, đầu ép được định vị với servo trục Y, và sau đó được đục

lỗ bằng máy ép.

- Khi loại vật liệu hoặc hình dạng thay đổi, khuôn đầu ép sẽ thay đổi và kiểu định vị cũng được thay đổi.

Máy gia công định tâm nhỏ gọn (Ổ định vị ATC)

- Servo amplifier: Bộ khuếch đại servo

- Servomotor: Động cơ servo

- Coupling: khớp nối

- Reduction gear: bánh răng giảm tốc

- ATC tool magazine: Ổ chứa công cụ ATC

- Positioning pin: chốt định vị

- Tool (12pcs, 20pcs): công cụ (12pcs,20pcs.)

- Rotation direction for calling 11, 12, 1, 2 or

3: Hướng xoay để gọi 11, 12, 1, 2 hoặc 3

- Current value retrieval position: vị trí phục

hồi chỉ số dòng

- Rotation direction for calling 5, 6, 7, 8, 9 or

10: Hướng xoay để gọi 5, 6, 7, 8, 9 hoặc 10

- Rotation direction for calling 17 to 20, 1 to

5: Hướng xoay để gọi 17 đến 20, 1 đến 5

- Rotation direction for calling 7 to 16: Hướng

xoay để gọi 7 đến 16

- Number of tools: 20: số lượng công cụ: 20

- Number of tools: 20: số lượng công cụ: 20

- Ổ chứa công cụ ATC cho một máy gia công định tâm được định vị.

- Mối quan hệ của giá trị dòng

và giá trị mục tiêu của ổ chứa được tính toán, và việc định vị được thực hiện với chạy thuận hoặc chạy ngược để đạt được thời gian truy cập ngắn nhất.

Máy nâng

- Conveyor control: điều khiển băng tải

- Conveyor: băng tải

- Servomotor: động cơ servo

- Servo amplifier: bộ khuếch đại servo

- Reduction gear: bánh răng giảm tốc

- Ball screw: vít tròn

- Palletizer: máy xếp dỡ

- Unloader control: điều khiển không tải

- Position detector: bộ phát hiện vị trí

xếp dỡ được định vị ở độ chính xáccao

- Số lượng để hạ máy xếp dỡ theo

độ dày vật liệu được tiết kiệm

- B conveyor: Băng tải B

- A conveyor: Băng tải A

- C conveyor: Băng tải C

- Lifter: máy nâng

- Counter – weight: bộ đếm khối lượng

- Reduction gear: bánh răng giảm tốc

- Servomotor (with a brake): động cơ servo

(với một phanh)

- Aging rack: giá đỡ

- Unloader: không tải

- Loader/unloader: có tải/không tải

- Servo amplifier: bộ khuếch đại servo

- Trong quá trình lão hóa, việc lưu trữ trên giá được thực hiện bằng cách định vị với AC servo.

- Vị trí lên / xuống của máy nâng được thực hiện với servo

1 trục và vị trí nằm ngang của giá được định vị với servo 2 trục.

- Detector servomotor: bộ phát hiện của động cơ

servo

- Servo amplifier: Bộ khuếch đại servo

Máy mài bề mặt bên trong

- Servomotor: động cơ servo

- Motor: động cơ

- Inverter: bộ biến đổi

- Servo amplifier: bộ khuếch đại servo

- Workpiece: chi tiết gia công

- Grinding stone: đá mài

- Fix the grinding stone, feed the workpiece, and

grind: cố định đá mài, nạp chi tiết gia công, và

máy mài

- Operation panel: bảng hoạt động

- Total feed amount ( µ m): tổng giá trị nạp ( µ m)

- Finishing feed amout (µm): giá trị nạp kết thúc

( µ m)

- Compensation amout ( µ m): giá trị bù

- Rough grind – ing speed (µm/s): tốc độ mài

- Chuyển động quay của phôi được điều khiển bằng bộ biến đổi 1 trục, và chuyển động quay của đá mài được điều khiển bằng bộ biến đổi

2 trục Phôi được nạp và mài bằng servo 3 trục.

• Điều chỉnh tốc độ: Động cơ có thể ổn định ở tốc độ 1/1000 tốc độ định mức với momen

đầu ra là hằng số Do vậy động cơ servo được dùng trong các hệ thống đòi hỏi điều chỉnhtốc độ chính xác trong phạm vi rộng, trong các dây chuyền sản xuất

• Điều khiển momen: Các ứng dụng đòi hỏi điều khiển vị trí đã được trình bày trong phần

trên tuy nhiên động cơ servo có thể đạt được momen cực đại là 300% Khi sử dụng độclập động cơ có thể đáp ứng được việc tăng tốc độ/ giảm tốc độ đột ngột trong 10ms Từtrạng thái đứng yên chuyển sang tốc độ định mức khi động cơ servo được sử dụng khôngcần thêm các loại tiếp xúc cơ khí điều khiển vị trí khác, thắng/hãm, động cơ DC v.v … vìvậy chi phí bảo dưỡng được giảm thiểu Ngoài ra động cơ servo không bị ảnh hưởng bờinhiệt độ môi trường

1.3.4 Điều khiển tốc độ động cơ AC Servo 1 trục

Trong “Điều khiển tốc độ một trục" ("[Da.2] phương pháp điều khiển" = Chạy thuận: tốc độ 1,chạy ngược: tốc độ 1), việc điều khiển được thực thi theo hướng trục nơi dữ liệu định vị được thiết lập bởi xung đầu ra liên tục cho tốc độ thiết lập trong

"[Da.8] Tốc độ yêu cầu" cho đến khi đầu vào của lệnh dừng

Hai kiểu điều khiển tốc độ một trục "Chạy thuận: tốc độ 1" nơi bắt đầu điều khiển trong hướng chạy thuận, và "Chạy ngược: tốc độ 1" nơi bắt đầu điều khiển trong hướng chạy ngược

 Giá trị nạp hiện tại trong lúc điều khiển tốc độ một trục

Bảng dưới đây trình bày "[Md.20] Giá trị nạp hiện tại" trong lúc điều khiển nạp một

trục tương ứng với thiết lập "[Pr.21] Giá trị nạp hiện tại trong lúc điều khiển tốc độ"

Thiết lập "[Pr.21] Giá trị nạp hiện tại trong

lúcđiều khiển tốc độ" [Md.20] Giá trị nạp hiện tại

0: Không cập nhật giá trị nạp hiện tại Giá trị nạp hiện tại lúc bắt đầu điềukhiển tốc độ được duy trì1: Cập nhật giá trị nạp hiện tại Giá trị nạp hiện tại được cập nhật.2: Xóa giá trị nạp hiện tại về Zero Giá trị nạp hiện tại được cố định ở 0

 Những hạn chế

(1) Thiết lập "Việc kết thúc định vị" trong "[Da.1] Mẫu hoạt động" Lỗi trục "Không thể điều khiển đường dẫn liên tục (mã lỗi: 516)" sẽ xảy ra và hoạt động không thểbắt đầu nếu "điều khiển định vị liên tục" hoặc "điều khiển đường dẫn liên tục‖

được thiết lập trong "[Da.1] Mẫu hoạt động"

("Điều khiển định vị liên tục" và "điều khiển đường dẫn liên tục" không thể

thiết lập trong điều khiển tốc độ.)

(2) Thiết lập chế độ WITH trong "[Pr.18] Sự định giờ đầu ra tín hiệu Mã M ON" khi

sử dụng mã M Mã M sẽ không phải đầu ra, và tín hiệu mã M ON sẽ không

chuyểnON nếu chế độ AFTER được thiết lập

(3) Một lỗi "Không có Tốc độ yêu cầu (mã lỗi: 503)" sẽ xảy ra nếu tốc độ hiện tại (-1)được thiết lập trong "[Da.8] Tốc độ yêu cầu"

(4) Việc kiểm tra giới hạn hành trình phần mềm không được thực hiện nếu đơn vịđiều khiển được thiết lập là độ

1.4 Thiết kế hệ điều khiển vị trí dùng động cơ hệ AC Servo

1.4.1 Giới thiệu về hệ điều khiển vị trí.

Thuật ngữ điều khiển vị trí dùng động cơ hệ AC servo thường được hiểu là điềukhiển số lượng vòng quay nhất định của động cơ servo sau đó sử dụng cơ cấu cơ khíchuyển từ dạng quay sang di chuyển ngang dọc như là sử dụng vitme, chính vì vậy tathường gọi là điều khiển vị trí Ví dụ một số dòng động cơ hệ AC Servo có độ phân giảiencoder khoảng 2500 xung/vòng thì khi ta phát 1 xung cho driver thì motor sẽ quay được1/2500 vòng

Hiện nay có một số dòng Servo linear sẽ di chuyển trực tiếp trên thanh trượt thì bêntrong đó không có motor dạng quay mà motor dạng trượt luôn thì đó cũng là một đạngđặc biệt của động cơ hệ AC servo Khi sử dụng PLC để điều khiển vị trí motor Servo các

PLC CPU

GX works2

QD77MSModule chuyển động đơn

Bộ khuếch đại Servo

1.4.2 Cơ chế điều khiển vị trí

Hệ thống điều khiển vị trí đang sử dụng module chuyển động đơn , khác với các phần mềm và cơ cấu đã sử dụng theo vai trò

Module chuyển động đơn thực hiện điều khiển vị trí phức tạp khi nó đọc được các tín hiệu khác nhau,tham số và dữ liệu và được điều khiển bởi CPU của PLC

GX works2:

- Tạo thứ tự điều khiển và điều kiện như một chương trình tuần tự

- Đặt các thông số và dữ liệu vị trí để điều khiển

Xuất ra lệnh bắt đầu cho hoạt động JOG, v.v., trong quá trình vận hành thử nghiệmvới chức năng thử nghiệm

Giám sát hoạt động vị trí

PLC CPU:

Lưu trữ chương trình đã tạo

CPU PLC xuất tín hiệu bắt đầu và tín hiệu dừng theo chương trình đã lưu tới QD77MS

Các lỗi QD77MS, v.v., được phát hiện

QD77MS

Mô-đun chuyển động đơn:

Lưu trữ tham số và dữ liệu

Xuất dữ liệu tới bộ khuếch đại servo theo hướng dẫn từ CPU PLC, GX Works2, tín hiệu bên ngoài và bộ tạo xung thủ công

- Tín hiệu bên ngoài:

Đầu ra các tín hiệu như tín hiệu khởi động, tín hiệu lệnh bên ngoài và tín hiệu chuyển mạch sang QD77MS

- Máy phát xung thủ công / Bộ mã hóa đồng bộ gia tăng:

Ra lệnh bằng đầu ra xung

Bộ khuếch đại servo:

Nhận lệnh vị trí và lệnh điều khiển từ QD77MS và điều khiển động cơ servo.Xuất dữ liệu vị trí chẳng hạn như động cơ servo sang QD77MS bằng SSCNET Ш(/ H)

Động cơ servo:

Di chuyển máy theo lệnh từ bộ khuếch đại servo

Các bộ phận làm việc của cơ cấu chấp hành:

Di chuyển máy theo lệnh từ bộ khuếch đại servo

Định vị khi địa chỉ được xác định là 2000

Định vị khi được xác định địa chỉ là 8000

Địa chỉ điểm bắt đầu

1.4.3 Tổng quan về các chức năng điều khiển vị trí.

Sơ lược về "tổng quan về điều khiển vị trí", "tổng quan về điều khiển vị trí độc lập và điều khiển vị trí liên tục", "tổng quan về điều khiển vị trí khối" và "tổng quan về điều khiển xử lý tăng / giảm tốc" được trình bày dưới đây

 Kiểm soát vị trí

Tổng quan về định vị bằng dữ liệu định vị được mô tả dưới đây

(1) Điều khiển tuyến tính

(a)Điều khiển tuyến tính 1 trục

Điều này thực hiện định vị từ địa chỉ điểm bắt đầu (vị trí trục hiện đang dừng) được xác định trên trục được chỉ định đến vị trí được chỉ định [Điều khiển bằng hệ thống tuyệt đối]

1) Điều này thực hiện định vị từ địa chỉ điểm bắt đầu đến vị trí được chỉ định.2) Địa chỉ điểm bắt đầu và địa chỉ cụ thể xác định hướng di chuyển

[Ví dụ]

Hình sau cho thấy các hoạt động khi địa chỉ điểm bắt đầu là 5000 và địa chỉ định vị là

2000 và 8000:

[ Điều khiển bằng cách sử dụng hệ thống gia số]

1) Điều này thực hiện việc định vị từ mức tăng được chỉ định của hành trình khi địa chỉ điểm xuất phát

2000 5000 8000

Định vị khi địa chỉ được xác định là -3000

Định vị khi địa chỉ được xác định là 3000

Địa chỉ điểm bắt đầuHướng chuyển động cho một lượng chuyển động âmHướng chuyển động cho một lượng chuyển động dương

2) Dấu của gia số hành trình xác định hướng di chuyển

• Đối với gia tăng hành trình dương …… Định vị theo chiều dương (hướng tăng địa chỉ)

• Đối với gia tăng hành trình âm… Định vị theo hướng tiêu cực (hướng giảm địa chỉ)

[ Ví dụ ]

Hình dưới đây cho thấy các hoạt động khi địa chỉ điểm bắt đầu là 5000 và gia số hành trình là 3000 và -3000:

(b)Điều khiển nội suy tuyến tính 2 trục ( Lưu ý 1)

Điều khiển nội suy theo như mục tiêu tuyến tính từ địa chỉ điểm bắt đầu (vị trí dừng hiện tại) được xác định bởi hai trục

[ Điều khiển sử dụng hệ thống tuyệt đối ]1) Điều này thực hiện nội suy tuyến tính bằng cách sử dụng hai trục từ địa chỉ điểm bắt đầu đến địa chỉ xác định

2) Địa chỉ điểm xuất phát và địa chỉ xác định xác định hướng di chuyển

[ Ví dụ ]

Trục 1

2000800

0

Vị trí kết thúc khi bước tăng hành trình là 1200 cho trục 1 và 6000 cho trục 2

Hoạt động khi địa chỉ điểm bắt đầu là 800 cho trục 1 và 2000 cho trục 2 và địa chỉ định vị

được chỉ định cho 2000 cho trục 1 và 8000 cho trục 2, được hiển thị bên dưới

[ Điều khiển sử dụng hệ thống gia số ]1) Việc thực hiện này được thực hiện từ hệ thống gia số xác định của một vòng từ địa chỉ điểm bắt đầu

2) Dấu hiệu của bước tăng hành trình quyết định hướng của hành trình đó

• • Đối với gia tăng hành trình dương …… Định vị theo hướng tích cực (hướng tăng địa chỉ)

• Đối với gia tăng hành trình âm …… Định vị theo hướng âm (hướng giảm địa chỉ)

[ Ví dụ ]Hoạt động khi địa chỉ điểm bắt đầu là 800 cho trục 1 và 2000 cho trục 2 và địa chỉ định vị được chỉ định cho 1200 cho trục 1 và 6000 cho trục 2, được hiển thị bên dưới

(Lưu ý-1): Tốc độ nội suy trong quá trình điều khiển nội suy tuyến tính có thểđược chọn từ "tốc độ tổng hợp" và "tốc độ trục tham chiếu" bằng cách sử dụngnội suy phương pháp chỉ định tốc độ của thông số chi tiết 1 (Tham khảo thông tin

về Phần 5.2.3 về cài đặt "[Pr.20] Phương pháp chỉ định tốc độ nội suy" của thông

số chi tiết 1.)

(2)Điều khiển nội suy tròn (Chú thích-1)

Có hai loại điều khiển nội suy cung tròn: Nội suy vòng tròn với một điểm phụ cụ thể và nội suy hình tròn với điểm trung tâm được xác định

(a)Nội suy vòng tròn với một điểm phụ cụ thể

Nội suy vòng tròn được thực hiện bằng cách sử dụng địa chỉ điểm cuối và địa chỉ điểm phụ (điểm đi qua) được chỉ định

Có hai phương pháp: hệ thống tuyệt đối và hệ thống tăng dần

LƯU Ý

(b) Nội suy vòng tròn với điểm trung tâm được xác định

Nội suy vòng tròn được thực hiện bằng cách sử dụng địa chỉ điểm cuối và địa chỉ điểm trung tâm được chỉ định

Có hai phương pháp: hệ thống tuyệt đối và hệ thống tăng dần

Ngoài ra, hướng chuyển động có thể được chọn theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ

(Lưu ý-1): Tốc độ nội suy trong quá trình điều khiển nội suy vòng tròn chỉ có thể được đặt thành "tốc độ tổng hợp" cho phương pháp chỉ định tốc độ nội suy của tham số chi tiết

1 (Tham khảo thông tin Phần 5.2.3 về cài đặt "[Pr.20] Nội suy phương pháp chỉ định tốc

độ "của thông số chi tiết 1.)

(3) Kiểm soát nguồn cấp dữ liệu cố định

Thực hiện định vị dưới đây cho việc gia số xác định của hành trình

LƯU Ý

(4)Điều khiển tốc độ

Sau khi lệnh được thực hiện, điều khiển tiếp tục với tốc độ lệnh cho đến khi lệnh dừng được nhập

(5) Điều khiển chuyển đổi vị trí - tốc độ

Thao tác này bắt đầu định vị dưới sự điều khiển tốc độ và chuyển sang điều khiển vị trí theo đầu vào của tín hiệu chuyển đổi vị trí-tốc độ mô-đun đơn giản và thực hiện định vị đối với mức tăng hành trình đã chỉ định

 Kiểm soát vị trí độc lập và kiểm soát vị trí liên tục

Mô-đun Chuyển động Đơn giản thực hiện định vị theo dữ liệu định vị do người dùng thiết lập, là một tập hợp thông tin bao gồm phương pháp điều khiển (điều khiển vị trí, điều khiển tốc độ, điều khiển chuyển đổi vị trí tốc độ), địa chỉ định vị, kiểu hoạt động,v.v

Lên đến 600 dữ liệu định vị được gán tương ứng cho dữ liệu định vị Số 1 đến 600 trên mỗi trục và được đăng ký vào mô-đun Chuyển động Đơn giản Kiểu hoạt động do người dùng đặt trong mỗi dữ liệu định vị sẽ xác định xem có

thực hiện hoạt động định vị với một mục dữ liệu định vị hoặc thực hiện hoạt động định vịliên tục với nhiều mục dữ liệu định vị

(1)Điều khiển định vị độc lập (mẫu hoạt động = 00: định vị hoàn tất)

Hoạt động kết thúc sau khi hoàn thành định vị cho dữ liệu định vị được chỉ định Việc hoàn thành định vị của mẫu hoạt động này cũng được sử dụng làm mẫu hoạt động cho dữliệu định vị cuối cùng của định vị liên tục và định vị đường dẫn liên tục

(2)Điều khiển vị trí liên tục (mẫu hoạt động = 01: định vị tiếp tục)

Hoạt động tạm thời dừng sau khi hoàn thành định vị cho dữ liệu định vị được chỉ định, vàsau đó tiếp tục với số dữ liệu định vị tiếp theo

Điều này được chỉ định khi thực hiện định vị trong đó hướng thay đổi do nhiều mục dữ liệu định vị có số dữ liệu định vị liên tiếp

(3)Điều khiển đường dẫn liên tục (mẫu hoạt động = 11: định vị

Sau khi thực hiện định vị bằng cách sử dụng dữ liệu định vị được chỉ định, hoạt động sẽ thay đổi tốc độ của nó thành tốc độ của số dữ liệu định vị tiếp theo và tiếp tục định vị.Điều này được chỉ định khi thực hiện liên tục nhiều mục dữ liệu định vị có các số dữ liệu định vị liên tiếp ở một tốc độ xác định

 Khối điều khiển định vị

Khối điều khiển định vị là một khối điều khiển thực thi một cách liên tiếp định vị khối xác định Một khối tương đương với một chuỗi dữ liệu định vị tới khi việc định vị kết thúc (mẫu hoạt động = 00) độc lập hoặc điều khiển vị trí liên tục Số khối tối đa trên một trục là 50 khối có thể được thực thi Sử dụng lệnh khởi động một lần từ PLC CPU hoặc thiết bị bên ngoài, điều khiển vị trí phức tạp có thể được thực thi Khối điều khiển định vị

có thể được thực thi bởi việc xác định số bắt đầu định vị và thông tin trong bộ nhớ đệm

Vận tốc

 Tổng quan về điều khiển quá trình tăng / giảm tốc

Xử lý tăng tốc / giảm tốc để xử lý định vị, xử lý bộ tạo xung thủ công, xử lý HPR và xử

lý JOG được thực hiện bằng cách sử dụng phương pháp do người dùng chỉ định, thời giantăng tốc và thời gian giảm tốc

(1)Phương pháp tăng tốc / giảm tốc

Có hai loại xử lý gia tốc và giảm tốc: phương pháp xử lý gia tốc / giảm tốc hình thang và phương pháp xử lý gia tốc / giảm tốc đường cong S Một tham số chi tiết được sử dụng

để thiết lập phương pháp nào được sử dụng Phương pháp tăng / giảm tốc đã chỉ định được áp dụng cho tất cả các gia tốc và giảm tốc khi bắt đầu và hoàn thành vị trí xử lý, xử

lý HPR và xử lý JOG, cũng như khi thay đổi tốc độ

(a)Phương pháp xử lý tăng / giảm tốc hình thang

Đây là một phương pháp trong đó việc tăng / giảm tốc tuyến tính được thực hiện dựa trênthời gian tăng tốc, thời gian giảm tốc và giá trị giới hạn tốc độ do người dùng thiết lập

31

Thời gianVận tốc

(b)Phương pháp xử lý gia tốc / giảm tốc đường cong chữ S

Phương pháp này giúp giảm tải cho động cơ khi khởi động và dừng

Đây là phương pháp trong đó việc tăng / giảm tốc được thực hiện dần dần, dựa trên thời gian tăng tốc, thời gian giảm tốc, giá trị giới hạn tốc độ và tỷ lệ đường cong S (1 đến 100%) do người dùng thiết lập

(2)Thời gian tăng tốc, thời gian giảm tốc, thời gian giảm tốc dừng nhanh

(a)Có thể thiết lập bốn loại thời gian tăng tốc và thời gian giảm tốc cho điều khiển định vị bằng cách sử dụng các thông số cơ bản 2 và thông số chi tiết 2

• Thời gian tăng tốc …… Thời gian trôi qua trước khi tốc độ 0 đạt đến giá trị giới hạn

• Thời gian giảm tốc …… Thời gian trôi qua trước khi tốc độ ở giá trị giới hạn về 0

(b)Thời gian giảm tốc dừng nhanh (1 đến 8388608 ms) được đặt bằng cách sử dụng các thông số chi tiết 2

1.4.4 Cấu trúc cơ bản của hệ điều khiển vị trí.

Cấu trúc hệ điều khiển vị trí gồm:

Bộ điều khiển – Thông thường là PLC hoặc bộ điều khiển chuyển động chuyêndụng sẽ chạy chương trình điều khiển để thực hiện đúng theo yêu cầu kỹ thuật của ứngdụng

Bộ điều khiển động cơ – Thiết bị điện tử có chức năng cung cấp đủ năng lượng chođộng cơ theo đúng cách, đúng thời điểm

Bộ mã hóa xung vòng quay – tạo phản hồi cho hoạt động của động cơ

Trong hệ thống điều khiển vị trí này chúng em sử dụng PLC Q02HCPU, modulđịnh vị QD75MH2, Driver MR-J3-40B, động cơ KP-HF43B của hãng Mitsubishi

Hình 1.8 Sơ lược về hoạt động của hệ thống định vị sử dụng QD75MH2

Hình 1.9.Cấu trúc kết nối giữa PLC và MR-J3-B

CHƯƠNG 2 THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN VÀ BỘ KHUẾCH ĐẠI SERVO

2.1 Thuật toán điều khiển

2.2 Bộ khuếch đại servo

2.2.1 Giới thiệu bộ khuếch đại AC Servo MR-J3

Sê-ri AC-Servo đa năng của Mitsubishi MELSERVO-J3 có hiệu suất cao hơn và các chức năng cao hơn so với dòng MELSERVO-J2-Super hiện tại Bộ khuếch đại Servo MR-J3-B kết nối với bộ điều khiển hệ thống Servo và các bộ khác thông qua mạng đồng

bộ tốc độ cao và hoạt động bằng cách đọc trực tiếp dữ liệu vị trí Điều khiển tốc độ / hướng quay của động cơ Servo và định vị độ chính xác cao được thực hiện với dữ liệu từ

mô đun lệnh SSCNET được trang bị bộ khuếch đại Servo MR-J3-B đã cải thiện đáng kể tốc độ liên lạc và khả năng chống nhiễu bằng cách áp dụng hệ thống truyền thông quang

so với SSCNET hiện tại Đối với khoảng cách nối dây, 50m khoảng cách tối đa giữa các điện cực cũng được cung cấp Giới hạn mô-men xoắn với mạch kẹp được đặt trên bộ khuếch đại Servo để bảo vệ bóng bán dẫn điện của mạch chính khỏi quá dòng gây ra bởi

sự tăng tốc / giảm tốc hoặc quá tải nhanh Ngoài ra, giá trị giới hạn mô-men xoắn có thể được thay đổi thành giá trị mong muốn trong bộ điều khiển Vì sê-ri mới này có chức năng giao tiếp USB, máy tính cá nhân được cài đặt Bộ cấu hình MR hoặc tương tự có thể được sử dụng để thực hiện cài đặt tham số, thao tác kiểm tra, giám sát hiển thị trạng thái, điều chỉnh mức tăng, v.v điều chỉnh mức tăng Servo theo máy Động cơ Servo sê-ri MELSERVO-J3 có bộ mã hóa vị trí tuyệt đối, có độ phân giải 262144 xung / vòng để đảm bảo điều khiển chính xác hơn so với dòng MELSERVO-J2-Super Chỉ cần thêm pin vào bộ khuếch đại Servo sẽ tạo nên một hệ thống phát hiện vị trí tuyệt đối Điều này làm cho vị trí nhà trở lại không cần thiết khi bật nguồn hoặc xảy ra báo động bằng cách đặt vị trí nhà một lần

2.2.2 Sơ đồ khối chức năng

Hình 2.1 Sơ đồ khối chức năng của Servo

Đơn vị

Phạm vi cài đặt

Momen xoắn

PA01 *STY Chế độ điều

khiển

0000h x Tham

khảo tài liệu

O O O

Chú ý:

- Tắt nguồn và sau đó bật lại sau khi đặt tham số để xác thực giá trị tham số

-Tham số này được hỗ trợ bởi sự kết hợp của bộ khuếch đại servo, có phiên bảnphần mềm là C6 trở lên (được sản xuất vào tháng 1 năm 2010 trở lên) và động cơ servoHF-KP (sản xuất vào tháng 6 năm 2009 trở lên) Kiểm tra phần mềm phiên bản sử dụnghiển thị trạng thái hoặc bộ cấu hình MR

-Xem lại các cài đặt tham số sau nếu cài đặt mô-men xoắn tối đa 350% mô tơ servoHF-KP đã được đặt hợp lệ vì các cài đặt tham số này là thiết lập dựa trên cài đặt mô-menxoắn tối đa

• Thông số số PA11 (giới hạn mô-men xoắn quay về phía trước)

• Thông số số PA12 (giới hạn mô-men quay ngược)

• Tham số số PC13 (đầu ra tối đa của lệnh mô-men xoắn tương tự)

• Thông số số PC35 (giới hạn mô-men xoắn 2)

-Động cơ servo HF-KP có bộ giảm tốc và động cơ servo trừ HF-KP không hỗ trợcài đặt mô-men xoắn tối đa 350% Làm cho cài đặt mô-men xoắn tối đa 350% có hiệu lựckhi sử dụng các động cơ servo này gây ra lỗi tham số (AL.37)

-Đặt chế độ điều khiển và cấu tạo vòng điều khiển của bộ khuyếch đại servo và đểmcực đại của động cơ servo sê-ri HF-KP

-Bằng cách làm cho điều khiên phản hồi cao có hiệu lực trong thành phần của vòngđiều khiển, phản ứng của servo có thể được tăng lên so với đáp ứng trong điều khiển tiêuchuẩn ( cài đặt gốc ) Ngoài ra có thể giảm khả năng theo dõi lệnh và thời gian cài đặttrong các máy có độ cứng cao Để rút ngắn hơn nữa thời gian cài đặt bằng cách sử dụngkết quả điều chỉnh tự động của điều khiển phản hồi cao, hãy tăng cài dặt mức tăng vònglặp mô hình (tham số PB07) trong chế độ bằng tay

Bằng cách làm cho cài đặt mô-men xoắn tối đa 350 hợp lệ, mô-men xoắn cực đạicủa động cơ servo HF-KP có thể được tăng từ 300% lên 350% Để vận hành ở mô-menxoắn cực đại 350%, hãy vận hành trong phạm vi đặc tính bảo vệ quá tải Nếu hoạt độngvượt quá phạm vi đặc tính bảo vệ quá tải, động cơ servo quá nhiệt (AL.46), quá tải 1(AL.50) và quá tải 2 (AL.51) có thể xảy ra

2.2.5 Cài đặt các tham số cơ bản

2.2.5.1 Danh sách tham số

STT Kí hiệu Tên

Giá trịkhởi đầu

Đơn vị

PA03 *ABS Hệ thống phát hiện vị trí