Recuperare I Giochi Di Una Struttura Meccanica

[birkof]

ciao a tutti,

la mia azienda utilizza attuatori elettromeccanici con motore brushless, riduttore, vite a ricircolo di sfere, encoder a riga ottica per la misura di posizione. Sto valutando la possibilita' di misurare la posizione della punta dell'attuatore (quella che va a spingere sul carico..) utilizzando la misura di posizione dell'encoder calettato sul motore brushless. Visto che questo encoder e' indispensabile altrimenti il motore non funziona..., mi chiedevo se giacche' pago l'encoder motore non mi possa permettere di evitare di comprare anche la riga ottica. Il problema pero' e' che la misura di posizione io la otterrei a monte del carico e non SUL carico. Da acquisizioni fatte si vede bene il problema dei giochi presenti nella struttura meccanica (ho a disposizione le misure provenienti dall'encoder motore e dalla riga ottica). Esiste un modo software per recuperare questi errori e compensare la misura di posizione? Chi ha piu' esperienza mi potrebbe dire se mi conviene cercare una soluzione software o e' meglio mettermi il cuore in pace e comprare una riga ottica o una costosa vite con recupero giochi?

Grazie dell'attenzione

[Colombani]

Normalmente il servodriver del servomotore riflette un segnale di "encoder simulato", il che significa che comunica la posizione del rotore attraverso il resolver applicato sul bruschless all'unità logica che gestisce il posizionamento (CNC, Posizionatore, PLC, ecc...)

Generalmente è nel software di controllo di una unità logica è compreso (ma non sempre) un tool per il backlash meccanico, come il gioco vite o gioco riduttore che conta una serie impostata di impulsi ad ogni inversione prima di incominciare il conteggio della posizione.

Nei moderni servodriver digitali è già presente un posizionatore integrato che spesso comprende anche questi strumenti software, dipende dal produttore.

P.S. la gestione di un servoazionamento con il solo resolver del motore diviene più snella e più veloce, ma sulle elevate precisioni richiede componenti scelti in una classe di precisione specifica.

[gabri]

se la posizione la raggiungi andando sempre nella stessa direzione (avanti) non dovresti avere grossi problemi in quanto i giochi meccanici sono già recuperati. Se la fai nei due sensi devi, in quello inverso, impostare una oltrequota indietro e poi riposizionare avanti per riportare a zero i giochi sempre nello stesso verso.

gabri

[Livio Orsini]

Ci sono diversi e diversi ma nella possibilità di usare il solo encoder simulato del brushless.

Da quanto scrivi si evince che il sitema ha un'elevata precisione.

Il primo se è dovuto dalla qualità del resolver, dall'algoritmo di generazione dell'encoder virtuale e, sopra a tutto, dalla qualità del convertitore A/D che misura la posizione del resolver. Per il regolatore brushless è indispensabile conoscere la posizione relativa tra rotore e statore, la precisione necessaria però non è trascendentale. Pertanto nei sistemi più economici anche la precisione con cui viene ricostruito l'encoder non è trascendentale. La precisione dell'encoder virtuale è comunque inferiore alla precisione di misura della posizione efffettuata sul resolver.

Il secondo se è posto dal tuo sistema meccanico. Puoi introdurre un fattore di compensazione, anzi due fattori di compensazione: uno per ogni senso di amrcia. Questo è valido se i giochi sono costanti, o meglio variano molto lentamente. In questo caso è possibile prevedere una periodica calibrizione semiautomatica dei giochi. Sempre che la macchina lo consenta.

[birkof]

Interessante..non avevo notato che il mio servoazionamento aveva una funzione software per il recupero giochi..Colombani,grazie del suggerimento ..vado a fare qualche prova.

Ho provato a realizzare una compensazione dei giochi in base alla velocita' ma non ho ottenuto dei recuperi soddisfacenti..ma non dovrei valutare anche i segni o i valori delle forze in gioco (quelle che premono sulla punta dell'attuatore)?

Aggiungo che le precisioni di posizionamento richieste sono di circa 50um. Purtroppo, da quello che vedo guardando le acquisizioni, il valore dei gioco totale mi pare sia di 500um!

Grazie a tutti per le risposte

[Livio Orsini]

Aggiungo che le precisioni di posizionamento richieste sono di circa 50um...il valore dei gioco totale mi pare sia di 500um!

Con questa richiesta di precisione è necessaria una risoluzione minima di 10um; con il valore totale di gioco ipotizzato non credo sia possibile usare l'encoder virtuale del brushless

[Colombani]

...io ho ottenuto una risoluzione di 5 um (4.8824 per l'esattezza) utilizzando resolver a 1024 ImpulsiGiro e una vite a passo 5 mm, esistono anche resolver da 4000 impulsi giro, in questo caso su 5 mm lineari si ottengono 800 impulsi vale a dire una risoluzione di 0.000125 mm se poi si adopera una vite a rulli con passo 2 si ottengono 2000 impulsi giro e dunque una risoluzioni pari a 0.0005 mm (mezzo micron!), utilizzando un riduttore si scende ancora di più ma però si vanno a sommare altri giochi meccanici...

[Livio Orsini]

...utilizzando resolver a 1024 ImpulsiGiro e una vite a passo 5 mm, esistono anche resolver da 4000 impulsi giro,...

Ol resolver non genera impulsi, bensì una sisnusoide ed una cosinusoide. Solitamente, nei moderni convertitori, la sinusoide e la cosinusoide vengono campionate e misurate con un convertitore A/D. La risoluzione dei convertirori varia da un minimo di 1024 counts(10bits) a 65536(16 bits), la più comune è pari a 4096(12bits). Quindi l'angolo di 2PI può essere suddiviso in tanti intervalli elementari quanti sono i counts dell'A/D converter. Peccato che la funzione sia sinusoidale e non lineare quindi a parità di variazione di ampiezza non potrà corrispondere eguale variazione di angolo. Pertanto una quantizzazione su 4096 livelli elementari non può corrispondere alla precisione angolare di un encoder cpn 4096 imp/giro. L'encoder virtuale è ricavato con interpolazioni e, nei casi migliori, con algoritmi di correzzione che pur dando una precisione media sul giro equivalente ad un encoder reale non garantisconi eguale precisione sulle frazioni, specie su piccoli spostamenti.

Oltre a questo la misura è degradata dagli errori e dalle derive intrinseche del convertitore A/D, mentre un encoder non è affetto ne da derive ne da errori.

[albertom]

Secondo me la misura di una posizione va sempre fatta sulla parte mobile e non sul motore accoppiato a uno o piu' riduttori accoppiati a chissa' cos'altro, i giochi meccanici possono variare col tempo e in alcuni casi anche con la temperatura e si rischia di ottenere precisioni nell'ordine del +o-, a prescindere dal fatto che l'encoder simulato e' "simulato" non consiglierei a nessuno di risparmiare un encoder per poi creare "tacconi software" per risolvere errori di posizione.

Forse non conosco tecniche particolari ma il solo fatto che si parli di "GIOCHI" mi fa pensare a cose non controllabili a livello affidabile, ovviamente questa e' solo un'opinione.

[birkof]

Anch'io sono piuttosto convinto che la riga ottica serva e non possa essere sostituita da una misura sul motore..Poi avevo anch etrascurato la questione dell'encoder simulato ricavato dal resolver.Qualcuno mi sa spiegare a grandi linee qual'e' il funzionamento di un resolver?

Grazie dell'aiuto

[beppeconti]

Il resolver è un trasduttore di posizione di tipo analogico assoluto sul giro.

CIAo