Obwohl er in Anwendungen mit genau definierten Lasten, sich wiederholenden Bewegungen und niedrigeren Geschwindigkeiten eine gute Leistung erbringt, können Schrittmotoren blockiert werden, wenn in der Anwendung zu viel Drehmoment erforderlich ist. Ein Abwürgen tritt auf, wenn der Motor kurz stoppt, nachdem er erfolgreich zu seinem Ende gefahren ist. Da der Motor offen ist, wissen der Antrieb und die Steuerung, die den Motor versorgen, nicht, dass er gestoppt wurde, und das System läuft weiter, als ob der Motor die Bewegung erfolgreich abgeschlossen hätte. Durch Hinzufügen eines Encoders zum System können dieses potenzielle Problem und andere traditionelle Einschränkungen von Schrittmotorsystemen vermieden werden. Schrittmotoren mit Encodern sind robuster und können in industriellen Umgebungen besser funktionieren.
Verwenden Sie einen Encoder, um die Leistung des Schrittmotorsystems zu verbessern
Das Hinzufügen eines Encoders zu einem Schrittmotorsystem erhöht die Funktion, Blockierungen zu erkennen oder sogar zu verhindern, indem eine Rückmeldung an den Antrieb geliefert wird. Gemäß der Programmiermethode des Bedieners' kann das Encoder-Feedback die Motorposition überprüfen, das Blockieren des Motors sofort erkennen, das Blockieren des Motors verhindern und ein Servosystem mit geschlossenem Regelkreis erstellen.
1. Positionsüberprüfung: Bei Überschreitung des Limits stoppt der Schrittmotor vor Erreichen des Endpunkts. Dieses Ereignis tritt normalerweise auf, wenn der Motor nicht ausreichend für Anwendungen mit hohen Zyklen ausgelegt ist. Der Schrittmotor mit Encoder kann am Ende der Bewegungskurve eine Positionsrückmeldung liefern, die anzeigt, ob der Schrittmotor vor Erreichen der Endposition stoppt. Die Steuerung vergleicht die Encoderzahl, die die tatsächliche Motorposition definiert, mit der Zielmotorposition am Ende der Bewegung, um festzustellen, ob ein Unterschied vorliegt. Stimmt die Geberzahl nicht mit der tatsächlichen Motorposition überein, wird die Korrekturbewegung bzw. das Bewegungsprofil berechnet und ausgeführt.
Schrittmotor mit Encoder
Die Positionsverifizierung verwendet einen einfachen Algorithmus und verwendet einen grundlegenden Controller oder Mikroprozessor; diese Funktion muss jedoch auf den Abschluss der Bewegungskurve warten, um Berechnungen und Korrekturen durchzuführen. Daher muss der Bediener möglicherweise lange warten, um Korrekturmaßnahmen durchzuführen. Die Standortverifizierung ist ideal für Anwendungen mit geringen Zyklen und geringem Volumen, z. B. in Test- oder Laborumgebungen oder in manuellen Prozessabläufen, bei denen die Zykluszeit keine Rolle spielt.
2. Blockiererkennung: Sobald der Motor blockiert, benachrichtigt die Blockiererkennung das System und die Maschine, um die Unsicherheit zu beseitigen, ob der Motor seine Zielposition erreicht hat. Die Blockiererkennung ist eine fortschrittlichere Funktion als die Positionsprüfung und ermöglicht es der Steuerung, die Encoderzahl und das Register der Zielmotorposition kontinuierlich zu vergleichen, nicht nur am Ende der Bewegung. Der Vergleich läuft kontinuierlich im Hintergrund. Daher ist es nicht erforderlich, zu warten, bis der Motor einen Leerzyklus abgeschlossen hat, um eine Blockierungssituation sofort zu erkennen, sodass Korrekturmaßnahmen schneller ausgeführt werden können.
Wenn ein Blockieren erkannt wird, kann die Steuerung auch einen Alarm an eine übergeordnete SPS, einen PC oder ein HMI senden, um eine Unterbrechung der gesamten Maschinenfunktion zu vermeiden oder das Eingreifen eines menschlichen Bedieners anfordern. Sobald der Controller ein Problem im mobilen Profil erkennt, löst er Korrekturmaßnahmen aus. Die Blockiererkennung eignet sich eher für zeitkritische Anwendungen oder Situationen, in denen die Zykluszeit wichtig ist. Es ist die untere Funktionsebene von Industrielösungen.
3. Blockierschutz: Obwohl die Systemfunktionen stark verbessert werden, verbessert die Blockiererkennung die Leistung des Schrittmotors nicht wesentlich; es erfordert immer noch, dass der Bediener Korrekturbewegungen durchführt und die Achse erneut auf die ursprüngliche Position referenziert. Andererseits kann die Blockiervermeidung die Bewegungskurve dynamisch und automatisch anpassen, um Blockierungen zu verhindern, so dass der Motor mit einem konstanten Drehmoment laufen kann, um eine genaue Endposition ohne Blockieren einzugeben. Die Steuerung passt die Motordrehzahl intuitiv an, wobei das Drehmoment ausreicht, um den Motor in Bewegung zu halten und die Verzögerung zwischen der tatsächlichen Encoderzahl und der Zielmotorposition zu beseitigen. Auf diese Weise läuft der Schrittmotor weiter, allerdings mit stärkerer Drehzahlreduzierung.
Schrittmotor mit Encoder
Die Größe der Verzögerung hängt direkt mit der Differenz zwischen dem verfügbaren Drehmoment des Motors und dem erforderlichen Drehmoment der Bewegungskurve zusammen. In vielen Fällen ist die Geschwindigkeitsänderung sehr gering oder für den Benutzer nicht wahrnehmbar. Wenn der Motor eine Bewegungskurve abschließt und die Zielendposition erfolgreich erreicht, besteht der Kompromiss darin, die Gesamtbewegungszeit zu erhöhen.
Der Artikel stellt hauptsächlich das verwandte Wissen von Schrittmotoren mit Encodern vor. Sie können lernen, dass Schrittmotoren mit Encodern am Ende der Bewegungskurve eine Positionsrückmeldung liefern können, die anzeigt, ob die Schrittmotoren vor Erreichen der Endposition stoppen. Die Steuerung vergleicht die Encoderzahl, die die tatsächliche Motorposition definiert, mit der Zielmotorposition am Ende der Bewegung, um festzustellen, ob ein Unterschied vorliegt.
