伺服电机精度 点击:8948 | 回复:18



刘志斌

    
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发表于:2012-04-01 09:35:53
楼主

摘引网友一个话题,大家一起讨论

 
伺服电机精度

陈古今
 发表于:2012-03-31 17:01:56 楼主

经常在办公是听同事说伺服精度问题,说什么国外的精度高,换成国内的一些牌子精度满足不了等等……对此我一直不太明白,不知道他们说的精度到底是什么?谢谢!
波恩
发表于:2012-03-31 19:36:58 1楼

这个话题太大了!

简单地讲,伺服的精度受制于电机、反馈和控制等多个方面,每个方面的误差都会影响伺服系统的最终精度,国内伺服和国外伺服的精度差异也同样源于电机特性、反馈精度和控制精度等各个方面。而且伺服参数的选取也直接影响伺服的静态和动态精度。

就伺服的工作模式而言,有:

电流的控制精度,过零畸变程度,整圈范围内输出力矩的平稳性,一致性,抗电源电压波动能力等。

速度的控制精度,低速平稳性,带载稳定性,指令响应特性,负载响应特性,抗冲击负载能力等。

位置的定位精度,随动误差,指令的响应特性,负载响应特性,抗冲击负载能力等。

抛砖引玉,不一而足,请大家继续补充。

碧水轻波
发表于:2012-03-31 21:49:13 2楼
楼上的太有才了,佩服。
qlizhiwei9
发表于:2012-04-01 08:55:08 3楼

是啊,正如波大师所说,这个精度问题不能一概而论啊,动不动就下这么大而虚的结论,难免显得有些外行了!这也不用当回事!



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刘志斌

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发表于:2012-04-01 09:48:32
1楼

“说什么国外的精度高,换成国内的一些牌子精度满足不了等等”

 

1、这句话,说明大家在讨论伺服控制的精度,或者说精确度;

2、我们联系一个具体问题:

已知

1PLC頻寬用100KHz

2)電機用三菱 20 ,编码器解析度=131072×8=1048576

3)最高線速度 20m/min  (1/3)mm/s

4)絲桿螺距 10/3mm

5)減速比 5

6)行程 1.8m

7)定位精度 0.01mm

 

1)电子齿轮比=1,电机速度是=100×1000×60/1048576=6r/min        

2)电机额定转速运行,编码器反馈脉冲=100×1000×60/3000=2000

3)电子齿轮比=1048576/2048

4)丝杆转一周的时间=絲桿螺距 10/3mm÷線速度(1/3mm/s=10s

5)电机转一周的时间=10s÷5=2s要求电机转速=0.5r/s

6)上位机工作频率=100×1000,电机转速=0.5r/s

编码器反馈脉冲=上位机工作频率/电机转速=100×1000/0.5=200000

7电子齿轮比=1048576/131072=8

8电机转速=100×1000/131072=0.763 r/s

9)上位机工作频率=电机转速=0.5r/s×131072=65.536Kp/s

10)运行时间 1800mm÷1/3mm/s =5400s,运行时间大于5400s

11)指令脉冲单位=1/(65536×3)mm

12)定位精度 0.01mm  

丝杆控制精度=0.01mm÷10/3mm=0.003

电机控制精度= 0.003周×5=0.015

频率控制精度=132072×0.015=1966.08,误差取小于1966个脉冲。

刘志斌

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发表于:2012-04-01 10:02:47
2楼

3、例题中有一个要求“7)定位精度 0.01mm ”,这个要求就是运动控制的精度;

4、再看答案 “频率控制精度=132072×0.015=1966.08,误差取小于1966个脉冲。”中,要达到运动控制的精度,系统脉冲数的误差要小于±1966个脉冲,就能满足运动控制的精度0.01mm 的要求。

刘志斌

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发表于:2012-04-01 10:12:08
3楼

1、我再举一个大家在操作示波器等测试仪表时,有关参数手动调整旋钮的例子;

2、这个手动调整旋钮总是两个配合使用,一个叫粗调旋钮,一个叫细调旋钮;

3、都是手动,为什么一个“粗”一个“细”呢?

刘志斌

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发表于:2012-04-01 10:23:35
4楼

1、伺服运动控制的精度,就是工件“移动距离”的精度,工件“移动的距离”是什么?

1)如果移动距离指的是,电机转动一周,被驱动的工件平移的距离;

2)那么一个电源脉冲,对应电机前进一步,被驱动的工件平移的距离叫步距;

3)例如电机与被驱动的工件之间是螺杆传动,电机的转速与螺杆的转速比叫机械传动比,螺距就是螺杆转动一周工件的平移距离;

4)如果螺距是1mm,传动比是1:1,那么电机转一周,工件平移1mm;

     如果螺距是1mm,传动比是10:1,那么电机转一周,工件平移0.1mm;

     如果螺距是1mm,传动比是100:1,那么电机转一周,工件平移0.01mm;

     如果螺距是1mm,传动比是1000:1,那么电机转一周,工件平移0.001mm;

5)如果电机的电机转一周需要6P个脉冲,那么每个脉冲即电机的每一个步进,工件移动的距离就是一个步距,那么

    步距= 螺距/传动比×6P

刘志斌

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发表于:2012-04-01 10:30:52
5楼

2、我们看到了,我们同样控制一个伺服转了一周,而工件移动的距离可以是1mm、0.1mm、0.01mm、0.001mm;

3、我们看到了一个奇妙的结果,我们用完全相同的系统,只是传动比不同,运动控制的精度发生了天翻地覆的变化!

4、这时候你还能说,运动精度的控制,没有运动控制方法的问题?!

刘志斌

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发表于:2012-04-01 10:49:46
6楼

1、你面对你的手表,当你看到秒针在1秒内转过1/60周时,分针就一定转过1/60×1/60=1/3600周,而时针就一定转过1/60×1/60×1/12=1/43200周;

2、秒针对时针的运动控制的精度达到了如此高的程度,他的技巧或者奥妙是什么?

3、伺服在运动控制的精度的作用是什么?就是秒针的作用!

丁总

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发表于:2012-04-01 11:00:20
7楼

简单地讲,伺服电机的精度主要有以下几个方面的影响

伺服的精度取决于电机、反馈和控制等多个方面,每个方面的误差都会影响伺服系统的最终精度。

伺服的工作模式而言,伺服的精度受制于电机、反馈和控制等多个方面,每个方面的误差都会影响伺服系统的最终精度,国内伺服和国外伺服的精度差异也同样源于电机特性、反馈精度和控制精度等各个方面。而且伺服参数的选取也直接影响伺服的静态和动态精度。

载能力等电流的控制精度,过零畸变程度,整圈范围内输出力矩的平稳性,一致性,抗电源电压波动能力等。

速度的控制精度,低速平稳性,带载稳定性,指令响应特性,负载响应特性,抗冲击负载能力等。

位置的定位精度,随动误差,指令的响应特性,负载响应特性,抗冲击负载能力等。

刘志斌

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发表于:2012-04-01 11:16:43
8楼

我说的提高运动控制的精度的方法,还可以简单的这样理解,原子很小,我们设法把原子放大很多很多倍,再用我们的毫米尺丈量原子的大小尺寸;

刘志斌

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发表于:2012-04-01 11:29:55
9楼

1、工件运动控制的精度,有方法的问题,具体说就是传动比大小的问题;

刘志斌

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发表于:2012-04-01 11:38:49
10楼

2、因为伺服的运动控制方式注定是脉冲式步进的方式,如果一个伺服控制了电机的步进,就是说这个伺服是步进式伺服,他的控制精度就要好;

3、如果一个伺服,只是用控制、反馈脉冲式指令,对电机只是简单的启动、加速、匀速、减速、停车的常规自动控制方式,那么伺服的运动控制的精度就要差很多;

笨鳥慢飛

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发表于:2012-04-01 11:48:18
11楼

有傳動就有誤差 傳動的誤差可能比精度誤差要求還大 不要告訴我你的減速機是無公差 這可是白癡的說法

 減速機竟被當倍頻來用 還高達1000比 看來你對減速機也是無知

刘志斌

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发表于:2012-04-01 11:56:17
12楼

4、具体的解释一下:

1)如果一个交流伺服电机的极数是6,相数是3,那么电源输入18个脉冲电流时,它转一周;

2)如果伺服实现了脉冲步进式控制,只要给伺服电机输入相应的18个脉冲电流,我们就知道它准确的转了一周;

3)如果伺服只是控制、反馈脉冲式发出指令伺服电机什么位置启动,什么位置停车,伺服电机也真的启动、停车了,可是你敢肯定,伺服电机真的转了一周吗?伺服真的是在指令指定的位置启动、停车的吗?

4)我敢肯定“指令"是对的,但是电机没有听从指令,不是不听话,是它没有能力执行这个“准确”的指令!

刘志斌

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发表于:2012-04-01 21:42:10
13楼

 

1、所以伺服电机的精度,与伺服的控制方式有很大的关系,或者说不同的伺服,控制精度存在很大的差别;

2、仅仅依靠编码器只完成电机的启动、调速、停止几个环节的自动控制的伺服,控制精度是无法保证的;

3、只有完全控制了伺服电机的步进电流脉冲的相位和转子位置的伺服电机控制,才会使伺服电机的高精度成为可能!

 

刘志斌

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发表于:2012-04-01 21:55:42
14楼

4、这样关于伺服控制精度的提高,我提出两个观点,一个是用减速机的放大作用,提高控制精度;

5、这样关于伺服控制精度的提高,我提出两个观点,一个是伺服必须是脉冲步进式相位控制方式,是伺服提高控制精度的必要条件;

刘志斌

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发表于:2012-04-01 22:09:33
15楼

6、现在市场上,把编码器的解析度提高到131072或者更高,而伺服只完成了启动、调速、停止几个自动控制环节,实际控制精度完全是另一码事;

7、他们把编码器的分辨率通过倍频扩大到17位、20位,当做伺服的控制精度去骗那些不知真相的人们,从国外进口的伺服中一样有这种劣质产品。

姜全福888

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发表于:2012-04-03 11:07:26
16楼
電機用三菱 20 ,编码器解析度=131072×8=1048576

逆羅

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发表于:2013-03-18 12:07:54
17楼
回复内容:
对:刘志斌关于6、现在市场上,把编码器的解析度提高到131072或者更高,而伺服只完成了启动、调速、停止几个自动控制环节,实际控制精度完全是另一码事;7、他们把编码器的分辨率通过倍频扩大到17位、20位,当做伺服的控制精度去骗那些不知真相的人们,从国外进口的伺服中一样有这种劣质产品。内容的回复:

不是编码器位数越高精度越高吗?

逆羅

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发表于:2013-03-18 13:36:44
18楼

假设编码器一圈100个脉冲,那精度可以到达100分之1.编码器200一圈,控制精度在200分之1 。

是不是这个意思?


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