淺談伺服電機(jī)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(fù)位控制回零或者在回零過(guò)程中感應(yīng)到原點(diǎn)限位的時(shí)候，把當(dāng)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(chǔ)，確定零點(diǎn)位置的時(shí)候，應(yīng)先確定運(yùn)動(dòng)的正向和負(fù)向，以及電機(jī)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向。

伺服回零情況

1.原點(diǎn)搜索是原點(diǎn)沒有建立的情況下執(zhí)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(dāng)后面的動(dòng)作遠(yuǎn)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(jī)的編碼器有兩種,絕對(duì)值編碼器和增量式編碼器.絕對(duì)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(jī)多圈數(shù)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(tǒng)不允許系統(tǒng)在沒有任何準(zhǔn)備的情況下使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。電機(jī)轉(zhuǎn)子在任何位置永磁伺服系統(tǒng)都能準(zhǔn)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(jī)轉(zhuǎn)子就能咬合。運(yùn)行中利用光電編碼盤的Z信號(hào)對(duì)電機(jī)反饋脈沖進(jìn)行修正。

2.對(duì)矢量控制的分析，當(dāng)輸出電流矢量與轉(zhuǎn)子軸不重合時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子會(huì)轉(zhuǎn)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(duì)轉(zhuǎn)子初始位置進(jìn)行檢測(cè)。伺服系統(tǒng)中采用Z脈沖作為復(fù)位信號(hào)，因此必須知道該信號(hào)產(chǎn)生的位置和定子a相軸線的夾角，而這一夾角取決于光電編碼器的安裝位置。

3.由于光電編碼盤的安裝問(wèn)題, 常常使Z脈沖的位置和定子a相軸線不重合, 此時(shí)需要先進(jìn)行調(diào)零處理?？梢苑譃橛布蛙浖恼{(diào)零；硬件調(diào)零就是通過(guò)旋轉(zhuǎn)光電碼盤的位置, 使Z脈沖出現(xiàn)的位置與定子a相軸線重合;軟件調(diào)零可以檢測(cè)出Z脈沖的位置和定子 a相軸線的夾角, 并進(jìn)行軟件補(bǔ)償。

二、啟動(dòng)初始定位的作用：

電機(jī)伺服系統(tǒng)離不開對(duì)轉(zhuǎn)子位置（或磁場(chǎng)）的檢測(cè)和初始定位。只有檢測(cè)到初始轉(zhuǎn)子實(shí)際位置后，控制系統(tǒng)才能正常工作。如果不能精確計(jì)算出初始轉(zhuǎn)子的位置，電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩減弱，會(huì)出現(xiàn)很大震動(dòng)，驅(qū)動(dòng)器會(huì)檢測(cè)報(bào)警，且電機(jī)有暫時(shí)反向旋轉(zhuǎn)的可能。準(zhǔn)確可靠的轉(zhuǎn)子初始位置檢測(cè)裝置（如旋轉(zhuǎn)編碼器）是伺服系統(tǒng)正常啟動(dòng)的必要條件。初始定位后，伺服控制系統(tǒng)才開始回歸HOME。

三、無(wú)霍爾電機(jī)初始定位：

1.如果沒有霍爾傳感器時(shí)，啟動(dòng)需要做過(guò)零點(diǎn)電流檢測(cè)，導(dǎo)致電機(jī)啟動(dòng)時(shí)震動(dòng)，以此來(lái)判斷轉(zhuǎn)子的位置和電機(jī)運(yùn)動(dòng)的正反方向。

2.對(duì)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)，通過(guò)檢測(cè)編碼器的Z相（零點(diǎn)）信號(hào)來(lái)進(jìn)行初始定位，如果在電機(jī)初始定位時(shí)，震動(dòng)范圍內(nèi)沒有檢測(cè)到z相信號(hào)，則電機(jī)找不到零點(diǎn)報(bào)警，需要調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，重新進(jìn)行復(fù)位。

3.對(duì)直線運(yùn)動(dòng)電機(jī)，啟動(dòng)時(shí)震動(dòng)去檢測(cè)實(shí)際位置及其正反方向，然后以電機(jī)以一個(gè)確定的運(yùn)動(dòng)方向來(lái)尋找HOME位置。

四、有霍爾電機(jī)初始定位

電機(jī)內(nèi)裝有霍爾傳感器，能夠檢測(cè)到轉(zhuǎn)子的位置，啟動(dòng)平穩(wěn)。電機(jī)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(yùn)動(dòng)找到原點(diǎn) 。(這種適用于轉(zhuǎn)盤、直線電機(jī)）

2.確定一個(gè)方向，找兩端其一的限位做原點(diǎn)。(Center Device、SQUEEGEE)( PLC可以寫這種程序，運(yùn)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) 。(直線電機(jī))

4.回原點(diǎn)時(shí)直接尋找編碼器的Z相（零點(diǎn)）信號(hào)，當(dāng)有Z相信號(hào)時(shí)，馬上減速停止—（旋轉(zhuǎn)電機(jī)HOME為0）

5.電機(jī)初始零點(diǎn)找到，但需要在一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)一段距離，運(yùn)動(dòng)距離由HOME數(shù)值決定。（旋轉(zhuǎn)電機(jī)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(hào)再加偏置等等（控制器不同庫(kù)函數(shù)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，一般可以寫一段程序來(lái)完成）

2.若是采用的是第三種方式的話，如果使用PLC來(lái)控制，回零開始時(shí)，先寫一段運(yùn)動(dòng)指令先向一個(gè)方向運(yùn)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(jī)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(dāng)外部傳感器檢測(cè)到尋原點(diǎn)位置塊后,伺服電機(jī)從尋原點(diǎn)高速切換到尋原點(diǎn)低速,當(dāng)電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行到外部傳感器檢測(cè)下降沿后,伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)到編碼器Z相輸出點(diǎn)即可.（直線運(yùn)動(dòng)控制）

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審核編輯 黃宇