Servomotore E Treno Di Impulsi

[stefano_]

salve a tutti,

vorrei alcuni chiarimenti sul funzionamento di un servomotore con relativo azionamento comandato a treno di impulsi....

l'applicazione che dovrei realizzare altro non è una tavola di 1,5 metri di diametro ed un peso di 400 Kg che deve fare 6 divisioni ruotanto ad una velocita di 5/6 giri min.

La precisione che vorrei ottenere è abbastanza elevata diciamo intorna a 0.2/0.3 mm sulla circonferenza,

inizialmente avevo pensato ad un motore asincrono comandato da inverter ( segnale analogico 0 - 10 ) e retroazionato da encoder.

Col tempo e sopratutto grazie ai vostri consigli o visto che la cosa è fattibile ma presenta degli inconvenienti,

se metto l'encoder nell'albero del motore NON tengo conto degli eventuali giochi della trasmissione e riduzione ed inoltre se per es. utilizzassi un motore da 700 rpm mi ritrovo a dover avere ingressi veloci a 42 Khz cosa che plc economici non hanno ( alcuni si fermano a 20 Khz ) in conpenso con un encoder da 1000 impulsi giro avrei giù un'ottima risoluzione,

se invece calettassi l'encoder nell'albero lento ho il vantaggio di tener conto di tutti i giochi della trasmissione e del riduttore, ho il vantaggio di lavorare a frequenze ben più basse a 5 rpm avrei 300 Hz !! ma per contro ho il grosso svantaggio...... infatti anche utilizzando un encoder da 10000 imp/giro comunque avrei una errore di almeno 0.7/0.8 mm.

Adesso avrei preso in considerazione l'idea di utilizzare servoazionamenti ..... l'unico scotto credo sia il prezzo per il resto ho prestazioni migliori, risoluzioni migliori ecc.... ecc.... ecc....

Mi restano alcune ( forse anche di più ) cose da capire....

- nei plc serie fpx c'è scritto che è in grado di comandare fino a 4 assi questo in pratica cosa significa ?

- nel comando a treno di impulsi il feedback dell'encoder che ritorna all'azionamento serve SOLO per generare un allarme nel caso in cui gli impulsi contati dall'encoder non siano uguali al numero di impulsi inviati oppure il plc "cerca" di compensare sino a portare l'a differenza di impulsi inviati/contati a zero ?

- quali sono i vantaggi/svantaggi del comando tramite impulis cw ccw oppure impusli + segno oppure impulsi con retroazione dell'encoder ?

che l'ultima è ad anello chiuso e le prime 2 no ?

Per es. posso utilizzare impulsi + segno +retroazione dell'encoder ? In questo modo basta una sola uscita a treno di impulsi ed un ingresso "normale" per il senso di rotazione, mentre utilizzando il metodo cw ccw dovrei utilizzare due uscite a trendo di impulsi per ogni motore.

grazie a tutti.

[Panasonic Motion]

Buongiorno Stefano,

direi, da quello che descrive che la scelta del brushless sia la scelta corretta.

Dai conti effettuati con MSelect le proporrei un riduttore 1/80 con un motore alta inerzia da 1KW.

Con questo rapporto di riduzioni i 6/7 giri minuto diventano circa 480/560.

Supponiamo di comandare ad impulsi con un FPX ( uscite a 100 KHz max) potremmo usare una risoluzione di 10000 impulsi giro.

La circonferenza è 4.71 mt quindi 4710 mm che diviso 10000 sono circa 0.47 mm di precisione.

Se questa precisione può essere sufficiente può utilizzare solo un FPX con uscite a transistor e collegaento open collector.

Altrimenti si può passare ad una scehda assi line driver e cambiare quindi anche plc ( FPSigma) con la quale possiamo comandare il servoazionamento con un'uscita fino a 4 milioni di impulsi al secondo.

Significa usare una risoluzione di 400000 impulsi giro e quindi la risoluzione diventerebbe 0.011 mm di precisione.

Questo per quanto riguarda la parte servo.

Rispondo poi alle sue domande:

1) Il plc FPX può comandare fino a 4 assi con uscite open collector bidirezionali, significa che può comandare fino a 4 assi in CW/CCW o pulse/sign, i primi due a max 100 KHz ed i secondi due fino a max 20 KHz.

2) L'encoder viene collegato al servoaizonamento. Nel caso specifico il plc manda gli impulsi e non ha un feedback dal servoazionamento.

Nessuno vieta di creare questo feedback e fare in modo che il plc controlli che l'azionamento esegua correttamente il numero di impulsi spediti dal plc.

3)Mi scusi ma impulsi con retroazionae dell'encoder dovrebbe spiegare meglio cosa intende.

Per gli altri due

CW/CCW significa che abbiamo il treno di impulsi sul canale 1 se senso orario oppure su canale 2 se senso antiorario

pulse/sign significa che abbiamo un solo canale per gli impulsi mentre l'aktro è 0 o 1 a seconda del senso di rotazione.

Non mi risultano specifici vantaggi o svantaggi delle due tecnologie, sono semplicemtne diverse.

Saluti

[stefano_]

credo che non essendo del settore ho fatto un pò di confusione !!!

per realizzare ciò che serve a me credevo di aver bisogno di :

- servomotore minas

- servo azionamento minas

- plc fpx

con questa configurazione il plc invia un treno di inpulsi all'azionamento che di conseguenza "aziona" il motore.

In questo modo ho un motore che mi tira fuori una risoluzione sino a 20 bit avendo una precisione elevatissima.

Non mi sonochiare invece le 2 configuazioni da lei citate,

con solo fpx ( l'uscita ad impulsi va sempre ad un azionamento ? ) oppure con fp sigma e azionamento.

In pratica credevo che la soluzione plc - azionamento - motore fosse l'unica........... invece ?

Mi potrebbe chiarire meglio questo concetto ?

Grazie.

[step-80]

Ciao,mi permetto di intervenire per vedere se riesco(speriamo ma non è detto )a chiarirti un po le idee,visto che anch'io ho una applicazione simile alla tua.

Spero di non dire castronerie,in caso contrario il collega di panasonic mi tirerà le orecchie..

Come dicevo anch io devo realizzare una applicazione simile alla tua solo che la mia non sarà una tavola rotante bensi' un nastro trasportatore ma ai fini tecnici credo abbia poca rilevanza.

Per chiarirmi le idee proprio oggi ho chiamato il commerciale di zona della panasonic(sono di VR quindi fortunatamente qui a due passi ho un ottimo ufficio tecnico panasonic). Alla fine questa persona si è rivelata pure un ottimo tecnico ed estremamente alla mano..per cui come prima impressione dieci e lode.

Tornando al discorso minas,per la tua applicazione hai bisogno di un servoazionamento(motore+azionamento) e di un plc che sia in grado di generare il treno di impulsi alla frequenza tale da soddisfare la tua richiesta di precisione.

Il collega infatti ti consigliava un motore con riduzione 1:80 per avere i 6/7 rpm da te richiesti;a questa velocità sull albero veloce avresti circa 480/560 rpm che a 10000 imp/giro fanno circa 80-93 khz(quindi in linea con i 100 khz fornibili dal fpx). Con questa configurazione avresti sulla circonferenza una risoluzione di circa 0.47mm.

Gli impulsi/giro di risoluzione encoder sono impostabili a tuo piacimento sino ad un max di 20 bit(quindi poco meno di 1050000 passi/giro,non male direi),per contro ad ogni incremento di precisione dovrai far fronte con un incremento di frequenza erogabile dal tuo plc...non a caso il collega ti diceva che se ti serve una precisione maggiore puoi usare la famiglia piu performante di plc(fp sigma mi sembra) col quale puoi uscire con 4 milioni di impulsi/sec.

Con una frequenza tale puoi spingerti sino ai 400000 imp/giro ed ottenere cosi una precisione sulla circonferenza di 1 centesimo.

Spero di essere stato chiaro,in caso contrario chiedi pure...

Matteo

[stefano_]

accidenti step-80 sei stato chiarissimo !!!!

Un'ultima cosa.... per il momento faccio un pò di confusione fra gli impulsi necessari al motore per compiere un giro e gli impulsi dell'encoder !! Sono lo stessa cosa o no ?

Nel senso che se per es imposto 6000 significa che il motore per compiere un giro completo avrà bisogno di 6000 giri e di conseguenza l'encoder che se non erro va collegato all'azionamento "conta" a sua volta questi impulsi e li "riporta" all'azionamento per esser certo della posizione ?

Grazie.

[step-80]

Allora... Vediamo di andar per gradi. La cosa è in realtà piu semplice di ció che puó sembrare.

[step-80]

accidenti step-80 sei stato chiarissimo !!!!

Un'ultima cosa.... per il momento faccio un pò di confusione fra gli impulsi necessari al motore per compiere un giro e gli impulsi dell'encoder !! Sono lo stessa cosa o no ?

Sostanzialmente sono la stessa cosa. Non so se hai presente come funziona un encoder,comunque senza entrare troppo nel tecnico ad ogni giro di albero motore l' encoder mi fornirà un preciso numero di impulsi. Nel caso in questione puoi decidere tu quanti,da zero a 1048xxx ( non mi ricordo di preciso ora comunque sono 20 bit,ovvero 2 alla ventesima potenza).

Bene. Ora supponi di aver impostato con il software gratuito panaterm un numero di impulsi per rivoluzione pari ad es a 100mila unità. I 36o gradi vengono quindi suddivisi per 100000 ed otterrai una risoluzione di 360/100000=0.0036 gradi per impulso.

A questo punto supponi di voler far eseguire col tuo plc due giri completi al tuo motore: questo vuol dire che dovrai inviare all azionamento un treno di impulsi pari a 200000 unità con una frequenza f in base alla velocità voluta: se per esempio "spremi" il tuo fpx puoi mandare al max 100 khz ovvero 100000 impulsi /Sec che con una risoluzione di 100000 vorrà dire 1 giro/sec cioè 60 giri/min.

A questo punto capisci da solo che scendendo a 10 mila imp/ s di encoder basteranno 10 khz per far viaggiare il tuo brushless all medesima velocità ma avrai perso in risoluzione( 0.036 gradi in luogo di 0.0036). Dipende tutto dalla tua applicazione e da ció che vuoi fare.

Dunque ricapitolando: col plc mando il treno di impulsi all azionamento il quale ricevendo la retroazione da encoder si preoccupa di far quadrare i conti tra ricevuti e comandati. Nel caso non coincidessero l azionamento va in allarme e ti alza un bit che puoi usare nel plc per fermare la macchina ( esempio) o generare una finestra di allarme o ció che vuoi tu.

Nessuno ti vieta di prendere il segnale apposito dall azionamento( esiste un segnale encoder"simulato") e portarlo al tuo plc per una ulteriore conferma, anche se non è usatissima come pratica. Dovresti nel programma andare continuamente a confrontare il valore letto dal conteggio veloce col numero di impulsi inviati...

Spero di averti chiarito un po le idee

Buona notte

Matteo

[stefano_]

grazie step-80 sei stato chiarissimo....

ora mi rimane il dubbio di quanto detto da Panasonic Motion ossia:

Se questa precisione può essere sufficiente può utilizzare solo un FPX con uscite a transistor e collegaento open collector.

Altrimenti si può passare ad una scehda assi line driver e cambiare quindi anche plc ( FPSigma)

cosa significa che nel primo caso mi basta il solo plc mentre nel secondo caso ho bisogno di una scheda line driver ?

Grazie.

[step-80]

cosa significa che nel primo caso mi basta il solo plc mentre nel secondo caso ho bisogno di una scheda line driver ?

Praticamente si. Se la precisione che ti è stata proposta è per te sufficiente(0.47 mm) puoi usare tranquillamente l'fpx;in caso contrario devi orientarti su un prodotto di fascia maggiore che sia in grado di garantirti un treno di impulsi a frequenza maggiore. In questo caso l'fp sigma dotato di scheda assi line driver .

Se sei preoccupato riguardo una difficoltà maggiore di messa a punto di questo sistema rispetto al primo mi sento di tranquillizzarti:il sistema è lo stesso,l ambiente di sviluppo anche,i cablaggi differiscono di poco.

Quello che sarà differente sarà sicuramente il prezzo,anche se non saprei dirti quanto.

Se volessi limare qualcosa sulla precisione senza cambiare plc potresti ipotizzare un rapporto di riduzione lievemente inferiore all'1:80 ,im modo da poter abbassare un po la velocitá dell albero veloce ed aumentare la risoluzione encoder di qualche punto,ma non sono sicuro si possa fare.

Spero di esser stato chiaro

Matteo

[stefano_]

quindi la scheda line driver sarebbe la scheda che mi permette di avere una frequenza di 4Mhz ? E tale scheda fa parte del plc sigma oppure è una scheda che va acquistata ed installata separatamente ?

Grazie.

[step-80]

quindi la scheda line driver sarebbe la scheda che mi permette di avere una frequenza di 4Mhz ? E tale scheda fa parte del plc sigma oppure è una scheda che va acquistata ed installata separatamente ?

Grazie.

Va acquistata ed installata separatamente,come un modulo di espansione.

[stefano_]

perfetto !!

grazie.

Sei stato gentilissimo........ sicuramente a breve avrò qualche altra domandina !!!!

Ha dimenticavo, ma tu li hai solo visti questi azonamenti oppure li stai utilizzando ?

Se li utilizzi come ti sembrano ?

Grazie.

[step-80]

Ha dimenticavo, ma tu li hai solo visti questi azonamenti oppure li stai utilizzando ?

Se li utilizzi come ti sembrano ?

Grazie.

Se devo essere sincero non li ho ancora utilizzati,ma come scritto qualche post fa ieri ho avuto un colloquio col commerciale panasonic della mia zona che mi ha illustrato un po tutti i prodotti del settore automazione tra i quali i servoazionamenti minas.

Abbiamo discusso di una applicazione nella quale dovrei utilizzare un brushless per movimentare un nastro trasportatore con precisione e velocitá e sto attendendo una sua offerta dopodichè valuteró. comunque qui sul forum sento parlare molto bene dei minas sia come prestazioni che come qualità prezzo.

Se dovesse andare in porto vi terró informati..

[stefano_]

grazie, grazie,

gentilissimo !!