淺談伺服電機原點(diǎn)回歸方式及回零方式

伺服回零的作用

零點(diǎn)位置是通過(guò)程序復位控制回零或者在回零過(guò)程中感應到原點(diǎn)限位的時(shí)候，把當前位置值清零，表示原點(diǎn)或零點(diǎn)，一切位置都是以原點(diǎn)為基礎，確定零點(diǎn)位置的時(shí)候，應先確定運動(dòng)的正向和負向，以及電機的實(shí)際運動(dòng)方向。

伺服回零情況

1.原點(diǎn)搜索是原點(diǎn)沒(méi)有建立的情況下執行。

2.原點(diǎn)返回是原點(diǎn)已經(jīng)建立的情況下，返回到原點(diǎn)位置。第一次上電先用建立原點(diǎn)，當后面的動(dòng)作遠離了這個(gè)原點(diǎn)，想返回去的時(shí)候，選擇原點(diǎn)返回。

3.一般來(lái)說(shuō),伺服電機的編碼器有兩種,絕對值編碼器和增量式編碼器.絕對值編碼器斷電可以保持,只要電池還有電,是不需要尋原點(diǎn)的；增量式編碼器由于斷電后會(huì )丟失電機多圈數值,故需要尋原點(diǎn)操作。

伺服啟動(dòng)的初始定位

一、伺服定位原理

1.伺服系統不允許系統在沒(méi)有任何準備的情況下使電機旋轉。電機轉子在任何位置永磁伺服系統都能準確定位,定位時(shí)間很短,最多經(jīng)過(guò)十多次的定位試探,電機轉子就能咬合。運行中利用光電編碼盤(pán)的Z信號對電機反饋脈沖進(jìn)行修正。

2.對矢量控制的分析，當輸出電流矢量與轉子軸不重合時(shí)，電機轉子會(huì )轉動(dòng)到該處并與定子輸出電流矢量方向重合?；谶@種控制思想來(lái)對轉子初始位置進(jìn)行檢測。伺服系統中采用Z脈沖作為復位信號，因此必須知道該信號產(chǎn)生的位置和定子a相軸線(xiàn)的夾角，而這一夾角取決于光電編碼器的安裝位置。

3.由于光電編碼盤(pán)的安裝問(wèn)題, 常常使Z脈沖的位置和定子a相軸線(xiàn)不重合, 此時(shí)需要先進(jìn)行調零處理?？梢苑譃?a href="http://www.qd573.com/v/tag/1751/" target="_blank">硬件和軟件的調零；硬件調零就是通過(guò)旋轉光電碼盤(pán)的位置, 使Z脈沖出現的位置與定子a相軸線(xiàn)重合;軟件調零可以檢測出Z脈沖的位置和定子 a相軸線(xiàn)的夾角, 并進(jìn)行軟件補償。

二、啟動(dòng)初始定位的作用：

電機伺服系統離不開(kāi)對轉子位置（或磁場(chǎng)）的檢測和初始定位。只有檢測到初始轉子實(shí)際位置后，控制系統才能正常工作。如果不能精確計算出初始轉子的位置，電機的起動(dòng)轉矩減弱，會(huì )出現很大震動(dòng)，驅動(dòng)器會(huì )檢測報警，且電機有暫時(shí)反向旋轉的可能。準確可靠的轉子初始位置檢測裝置（如旋轉編碼器）是伺服系統正常啟動(dòng)的必要條件。初始定位后，伺服控制系統才開(kāi)始回歸HOME。

三、無(wú)霍爾電機初始定位：

1.如果沒(méi)有霍爾傳感器時(shí)，啟動(dòng)需要做過(guò)零點(diǎn)電流檢測，導致電機啟動(dòng)時(shí)震動(dòng)，以此來(lái)判斷轉子的位置和電機運動(dòng)的正反方向。

2.對于旋轉電機，通過(guò)檢測編碼器的Z相（零點(diǎn)）信號來(lái)進(jìn)行初始定位，如果在電機初始定位時(shí)，震動(dòng)范圍內沒(méi)有檢測到z相信號，則電機找不到零點(diǎn)報警，需要調整電機轉子位置，重新進(jìn)行復位。

3.對直線(xiàn)運動(dòng)電機，啟動(dòng)時(shí)震動(dòng)去檢測實(shí)際位置及其正反方向，然后以電機以一個(gè)確定的運動(dòng)方向來(lái)尋找HOME位置。

四、有霍爾電機初始定位

電機內裝有霍爾傳感器，能夠檢測到轉子的位置，啟動(dòng)平穩。電機可以零速度啟動(dòng)去尋找HOME位置

伺服回零的方式

一、原點(diǎn)回歸的方式有多種，基本的有以下幾種：

1.確定一個(gè)方向運動(dòng)找到原點(diǎn) 。(這種適用于轉盤(pán)、直線(xiàn)電機）

2.確定一個(gè)方向，找兩端其一的限位做原點(diǎn)。(Center Device、SQUEEGEE)( PLC可以寫(xiě)這種程序，運動(dòng)控制卡有這種回零方式選擇）

3.確定一個(gè)方向，先找一端的限位，再反向回來(lái)找原點(diǎn) 。(直線(xiàn)電機)

4.回原點(diǎn)時(shí)直接尋找編碼器的Z相（零點(diǎn)）信號，當有Z相信號時(shí)，馬上減速停止—（旋轉電機HOME為0）

5.電機初始零點(diǎn)找到，但需要在一個(gè)方向運動(dòng)一段距離，運動(dòng)距離由HOME數值決定。（旋轉電機且HOME不為零）

二、多種原點(diǎn)回歸方式

1.通過(guò)快速找點(diǎn)再爬行一段距離再反向爬行找點(diǎn)再加Z相信號再加偏置等等（控制器不同庫函數里封裝的回零方式不同，有的加一種，有的加幾種。如果要做其中的某種方式，一般可以寫(xiě)一段程序來(lái)完成）

2.若是采用的是第三種方式的話(huà)，如果使用PLC來(lái)控制，回零開(kāi)始時(shí)，先寫(xiě)一段運動(dòng)指令先向一個(gè)方向運行，不管經(jīng)過(guò)不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)都不停直到碰到這端限位停止，再把方向控制輸出位Y反向輸出，這時(shí)再用ZRN（回零）指令就一定能夠找到原點(diǎn)。

3.增量式編碼器的伺服電機在尋原點(diǎn)的過(guò)程中需要有一個(gè)外部傳感器來(lái)配合動(dòng)作,當外部傳感器檢測到尋原點(diǎn)位置塊后,伺服電機從尋原點(diǎn)高速切換到尋原點(diǎn)低速,當電機繼續運行到外部傳感器檢測下降沿后,伺服電機旋轉到編碼器Z相輸出點(diǎn)即可.（直線(xiàn)運動(dòng)控制）

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審核編輯 黃宇