S120 - LIMITAZIONE DI COPPIA

[IlFincoITA]

Ciao! Sto facendo delle prove e volevo provare a limitare la coppia dell'asse per prevenire danni non solo all'asse ma anche agli oggetti circostanti. L'idea è quella di cambiargli questo limite dopo che il suo movimento è iniziato e portarlo al minimo possibile per consentirgli il movimento. Ho fatto delle prove e funziona. Vorrei solo capire come interpretare questi valori dato che se osservo il limite della coppia in STARTER vedo sempre valori negativi. Potrei provare anche valori negativi ma lo stesso STARTER me lo sconsiglia (dedi img.)

 

[ken]

se la richiesta di coppia è negativa vuol dire che il motore gira in senso opposto a quello che dovrebbe essere il senso corretto (corretto per il feedback di velocità, non voglio dire che il motore gira al rovescio e non te ne accorgi) oppure perchè sta frenando.

se vuoi limitare quel valore di coppia devi agire sul limite negativo.

se imposti un valore opposto di segno (negativo sul positivo o positivo sul negativo) il motore potrebbe andare in fuga, non ci va se il valore opposto di segno è irrisorio o comunque al di sotto di quelli che sono gli attriti della meccanica a cui è collegato. 

 

se vuoi essere sicuro di limitare sempre la coppia dovresti scrivere anche il limite negativo di coppia. ti basta usare un'altro pzd e scriverci lo stesso valore del positivo ma invertito di segno.

[IlFincoITA]

Dunque, per come ho montato l'asse ed il sensore di zero, l'asse sta compiendo un movimento positivo. Nel mio caso nella realtà sta scendendo lungo l'asse Z e quindi sta in effetti frenando. Quindi ho inteso male? Ossia il limite superiore di coppia non riguarda i movimenti positivi... Ho fatto delle prove, una volta iniziato il movimento di discesa gli passo il valore 0.0 ed in effetti fecendolo spingere contro un bancale riesco a fermarlo senza fare danni però meno di zero non posso passargli e quindi non ho più margine di controllo.

 

Questo il segnale che vedo quando l'asse scende dalla PZD POS_ZSW2... "L'asse avanza (1=Sì / 0=No) è il 4° bit della parola"...

[ken]

ok, quando spinge però la coppia torna positiva. come ti dicevo, se frena è ovvio che sia negativa quando il motore gira con riferimento positivo

[IlFincoITA]

Ma quindi che valori potrei provare per renderlo più sensibile. Zero potrebbe anche andarmi bene ma vorrei vedere se riesco a fare di meglio. Una volta iniziato il movimento vedo che la coppia si attesta su -1.7 Nm se può dare un'indicazione...

 

Avrei un'altra domanda dove vedo come sono impostate le accelerazioni e le decelerazioni? Sto usando l'override come valore di controllo, quindi una percentuale di un valore impostato da STARTER. Lo chiedo perché ho fatto delle prove in JOG ma al variare di questo valore non noto differenze...

[ken]

limitare la coppia è un'arma a doppio taglio. la coppia (e quindi la taglia del motore) è dimensionata per le rampe di accelerazione e decelerazione oltre che per il lavoro che deve fare. se la limiti sempre il tuo asse riuscirà ad accelerare?  unica via è utilizzare un oscilloscopio e monitorare l'andamento della coppia, della velocità richiesta e della velocità reale.

le rampe si trovano nel blocco rampa. dipende come hai collegato i riferimenti interni.

[SandroCalligaro]

Nell'impostare i limiti, immagino che tu debba considerare la gravità, che potrebbe corrispondere ad una coppia abbastanza alta, quindi necessariamente i limiti dovranno essere asimmetrici.

Per stimare la coppia che corrisponde alla forza di gravità ti basta ovviamente imporre velocità di riferimento nulla e leggere il valore di coppia. Se il carico cambia durante il funzionamento, allora le cose si complicano.

 

Potresti limitare la coppia tenendo conto anche delle accelerazioni, per lo meno di quelle ideali che si avrebbero seguendo la rampa di riferimento.

 

Conoscendo l'inerzia sarebbe facile farlo, ma con qualche misura, come dice ken, puoi comunque ricavare le informazioni che ti servono.

 

Attenzione, però, al fatto che nel tempo le cose potrebbero cambiare leggermente, e se l'attrito dovesse aumentare ed il limite fosse troppo stretto, il motore potrebbe andare in stallo.

 

[Livio Orsini]

 

Quote

Attenzione, però, al fatto che nel tempo le cose potrebbero cambiare leggermente,

 

Ma anche di molto ed anche a breve termine, basta che tra macchina fredda e calda cambi l'attrito e/o l'attrito di primo distacco, per avere dei problemi grossi. Ad esempio se il movimento è in qualche modo condizionato dalla lubrificazione.

Lavorare bene in controllo di coppia è possibile in 2 condizioni: se c'è un trasduttore di coppia o si è possibile stimare/modellizzare molto accuratamente la coppia richiesta.

[SandroCalligaro]

Quote

Lavorare bene in controllo di coppia è possibile in 2 condizioni: se c'è un trasduttore di coppia o si è possibile stimare/modellizzare molto accuratamente la coppia richiesta.

E' vero, ed infatti stavo per chiedere di che motore si trattava.

Per i brushless (sincroni a magneti permanenti superficiali) la coppia si può stimare con buonissima precisione in modo semplice (la complessità, che non è nemmeno alta, sta nel controllo vettoriale), mentre per gli asincroni bisogna sperare nella bontà dell'algoritmo di stima del flusso...

[pigroplc]

Limitare la coppia significa prevenire eventuali rotture dell'anello più debole della catena cinematica (es. riduttore, madrevite ecc.) quindi è un lavoro che andrebbe sempre fatto a meno che il motore non sia sottodimensionato rispetto al resto.

Premesso quanto sopra, stai attento che limitare la coppia significa pure cambiarne la dinamica. Fai un trace dei parametri (r80 oppure r81 non ricordo) in modo da verificare i picchi della macchina, quindi imposta un valore maggiore del picco massimo e minimo. Se cambi accelerazione o decelerazione devi cambiare pure i limiti della coppia, che aumenteranno con movimenti più bruschi o diminuiranno con movimenti più dolci.

Cerca di prevedere pure la possibilità di cambiare a video questi valori in modo da consentire adattamenti in caso di maggiore attrito dei componenti dato da una scarsa lubrificazione oppure da impuntamenti meccanici dovuti all'usura.

 

[Livio Orsini]

Quote

Limitare la coppia significa prevenire eventuali rotture dell'anello più debole della catena cinematica (es. riduttore, madrevite ecc.) quindi è un lavoro che andrebbe sempre fatto a meno che il motore non sia sottodimensionato rispetto al resto.

 

Se la catena cinematica è dimensionata in modo corretto ed il motore non è esageratamente sovradimensionato, non ci possono essere danni. 

I danni capitano quando il sistema sfugge al controllo per un guasto o per altro incidente.

Questi possibili danni non si risolvono limitando la coppia del motore.

Se il motore è stato dimensionato correttamente la sua coppia motrice nominale rientra nei limiti del sistema meccanico.

Le limitazioni di coppia si fanno per operazioni particolari come, ad esempio, posizionamenti "in battuta", oppure controlli che prevedono specificamente il controllo in coppia come, ad esempio, un servodiametro.

[pigroplc]

Quote

Se la catena cinematica è dimensionata in modo corretto ed il motore non è esageratamente sovradimensionato, non ci possono essere danni. 

Livio,

a volte la catena cinematica è il risultato di mille compromessi, fra i quali taglie dei componenti standard di facile reperibilità, tempi di consegna e non ultimo prezzi.

Molteplici volte mi è capitato di avere dei motori sovradimensionati magari di qualche punto in percentuale rispetto alla coppia ammissibile in ingresso al motoriduttore. Risulta chiaro che magari per guadagnare tempo ciclo si tenda a "dimenticare" il limite del motoriduttore anche per qualche picco di decimi di secondo, che a lungo andare riduce il motoriduttore in brandelli. Non mi mancano esempi pratici a riguardo.

Idem per gruppi chiocciola/madrevite di primaria marca.

 

Solo questo volevo aggiungere alla discussione.

[Livio Orsini]

Quote

a volte la catena cinematica è il risultato di mille compromessi, fra i quali taglie dei componenti standard di facile reperibilità, tempi di consegna e non ultimo prezzi

 

No!

Questo non  è accettabile.

La catena cinematice deve essere dimensionata per resistere alle sollecitazioni previste. Punto.

Non ci sono compromessi. se è sottodimensionata si romperà.Punto.

Idem per il motore.

Il motore deve essere dimensionato per erogare la coppia massima necessaria in regime continuativo ed in regime transitorio.

Facciamo un esempio banale.

 

Se devo accelelrare un asse, avente un determinato momento d'inerzia, in un tempo x, tale per cui è necessaria una coppia di Y Nm, la catena cinematica dovrà essere dimensionata in ogni suo elemento per tenere YNm. Punto.

Il motore dovrà essere dimensionato per fornire una coppia di YNm o leggermente maggiore.

Comunque, anche se il motore può erogare una coppia leggermente maggiore, la coppia realmente fornita sarà sempre uguale alla coppia richiesta dal sistema. Non è necessario effettuare alcuna limitazione.

 

Ripeto l'unico caso in cui si può, con giudizio, limitare la coppia è in fase di accostamento per un posizionamento "in battuta".

Anzi si sfrutta proprio l'incremento di coppia erogata, quindi di corrente assorbita, per dichiarare compiuta la missione.

poi c'è il capitolo della regolazione in coppia, ma questi son casi in cui si effettua una regolazione. Cosa ben differente dal limitare la coppia per prevenore guasti meccanici.

 

Se una catena cinematica non sopporta le coppie richieste in fase di accelerazione, non si deve agire sul limite di coppia,bensì sull'accelerazione stessa, diminuendola.

Agire in modo surrettizio, limitando la coppia è, oltre che scorretto, anche dannoso perchè le accelerazioni non rispettano più le leggi previste.

 

Se si è costretti ad usare un motore molto sovradimensionato, lo si può declassare a livello di converter/inverter agendo sulla coppia massima erogabile dall'inverter/converter non limitandone la coppia.

Sembra una questione di solo principio, ma non è così. RIscalando l'anello di coppia per un valore inferiore si avrà sempre la massima dinimica e risoluzione. Agendo sui limiti si riduce la risoluzione, anche se spesso, erroneamente, si usa proprio questo metodo più spiccio.

[pigroplc]

Livio,

parliamo di due cose diverse. E' meglio che interrompo la discussione.

 

[Livio Orsini]

Si parliano di 2 cose differenti.

Io miriferisco ad impianti progettati tu, probabilmente, ad impainti assiemati "alla viva il parroco".

 

Purtroppo ce ne sono sempre troppi di questi impianti costruiti senza sapere quello che si sta facendo. Ci sono ancora "progettisti" che scambiano il PD² con il momento d'inerzia.