Kinco 伺服電機系統在精度齒形皮帶定位系統上的應用

Kinco 伺服電機系統在精度齒形皮帶定位系統上的應用

　　負載：5 Kg
　　
　　任務：每分鐘定位移動500次，每次不超過20um過沖。
　　
　　分辨率：1um
　　
　　配置：齒形皮帶（一次共振頻率為20Hz），外接直線編碼器，帶CANbus或Profibus接口的Ecostep伺服。
　　
　　采用23S31電機（見圖1），ECOSTEP100驅動器，外加1um的光電直線編碼器。驅動系統的平均功耗約10W,可采用2A x 60VDC的電源。這就構成了一套經濟實用的高精度快速定位系統。
　　
　　圖1:23S31電機
　　
　　23S31伺服電機通過齒形同步皮帶拖動負載，直線編碼器安裝在直線平臺上，直線編碼器輸出接ECOSTEP100的主編碼器接口（master encoder），通過ECOSTEP100內部的編程設置，可以使伺服系統基于直線編碼器的反饋信號做位置環控制，其分辨率取決于直線編碼器的分辨率。
　　
　　我們可以把這套齒形皮帶系統與傳統的絲杠系統做一個性能對比。假如同步帶輪周長為125mm,而絲杠導程為10mm,那么從圖2可以看到：當位移小于15mm時，皮帶系統會稍慢一點，但如果位移較長，那么皮帶系統會快得多。控制器最大的挑戰是解決兩個物體之間因為配合問題產生的共振，它通常會導致50ms左右的定位延遲（見圖3）。為了達到更好的性能，我們采用一個可調整的低通濾波器做前置反饋控制（feed forward control）
　　
　　圖2:定位時間與行程曲線
　　
　　紅色表示125mm帶輪的皮帶系統，綠色表示10mm導程的絲杠系統
　　
　　圖3:0.5mm的單步響應
　　
　　紅色表示正常的輸入值，綠色表示負載實際的定位響應值

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