如何实现多伺服电机同步控制？【星空体育app下载入口】

2024-10-21点击量：397

本文摘要：在印刷机械行业中，多电机的同步控制是一个十分最重要的问题。

在印刷机械行业中，多电机的同步控制是一个十分最重要的问题。由于印刷产品的类似工艺拒绝，特别是在是对于多色印刷，为了确保印刷套印精度（一般≤0.05mm），拒绝各个电机方位转差率很高（一般≤0.02%）。

在传统的印刷机械中，以往大都使用以机械长轴作为动力源的同步控制方案，但机械长轴同步控制方案不易经常出现波动现象，各个机组相互阻碍，而且系统中有许多机械零件，不方便系统维护和用于。随着机电一体化技术的发展，现场总线技术大大应用于到各个领域并获得了普遍的应用于。本文针对机组式印刷机械的实时市场需求，明确提出了一种基于CAN现场总线的同步控制解决方案，并以求检验。无轴传动印刷机控制系统的实时市场需求机组式卷筒印刷机一般由给纸机组、印刷机组、张力机组、加工机组和复卷机组等机组构成。

在传统的有轴传动印刷机中，动力源由异步电机通过皮带轮造就一根机械长轴（大约10-20m），然后通过长轴造就各机组的齿轮、凸轮、连杆等传动元件，再行通过传动元件造就设备的继续执行元件已完成设备的输人、输入任务。卷筒印刷机拒绝印刷速度为300m/min，套印精度≤0.03mm，为了符合套印精度，拒绝在各个机组定位精度≤0.03mm。在印刷机印刷过程中，拒绝各机组轴与机械长轴维持一定的实时运动关系，能否很好的构建各个机组轴的实时关系，将直接影响到印刷速度、套印精度等。

其中，给纸机组、印刷机组拒绝与主轴旋转速度成一定的比例关系，张力机组根据有所不同的印刷速度调整张力系数，加工机组必须与主轴维持凸轮运动关系，而复卷机组的运动规律，拒绝随着纸卷直径的减小而增大。我们把机械长轴作为主轴（参照轴），各印刷机组轴为从动轴，如图1，各从动轴与主轴要符合实时关系θ1=f1（θ），θ2=f2（θ），θ3=f3（θ）···，其中，θ为主轴方位转角，θ1、θ2、θ3···为从动轴方位转角。图1主从轴实时关系控制系统设计考虑到印刷机中实时运动关系简单，套印精度高、印刷机组点多、集中，多操作者子站，印刷生产线宽等特点，使用仅有集中、仅有数字、仅有对外开放的现场总线控制系统FCS，总线的自由选择搭配CAN总线。为了构建各个印刷机组的简单实时关系，将主控制器和各个电机的控制器驱动器都悬挂收到CAN总线上，包含以印刷机控制器为核心的CAN现场总线系统，如图2。

控制器和控制器驱动器都备有CAN总线控制器SJA1000和收发器PCA82C250的通讯适配卡，通过相连在印刷机控制器上的CAN通讯适配卡，控制器可以便利、较慢的与各控制器驱动器通讯，向各个控制器单元发送到控制指令和方位等价指令，并动态取得各个伺服电机的状态信息，按照必须动态地对控制器参数展开改动，各个控制器单元也可以通过CAN总线及时的展开数据交换。各个控制器驱动器在取得自己的方位参照指令后，密切的追随方位指令。由于控制器的方位指令必要输出到各个控制器驱动器，因此每个控制器驱动器都取得实时运动控制指令，不不受其他因素影响，即任一控制器单元都受其他控制器单元的扰动影响。在这个系统中，控制器和各个控制器驱动器都作为一个网络节点，构成CAN掌控网络。

同时，由于使用现场总线控制系统，可以根据印刷规模，拓展网络节点个数。图2实时控制系统图编码器和伺服电机的自由选择在大惯量阻抗印刷系统中，编码器和伺服系统的自由选择尤为重要。以BF4250卷筒纸印刷机为事例，其阻抗转动惯量相当大，其中珍印机组为0.13kg·m2，胶印机组转动惯量仅次于，为0.33kg·m2。

由于系统定位精度拒绝≤0.03mm，考虑到阻抗的大惯量性，把掌控周期订为2ms，拒绝方位的环稳态误差为±1个脉冲。根据定位精度和稳态误差，可以换算出有编码器线数为17000线，可是考虑到在实际印刷过程中，要大大调整有所不同机组的方位，如果编码器分辨率中选17000线，在调整印辊时，由于机组转动惯量相当大，将不会产生相当大的角加速度，进而产生相当大的转矩。例如对于胶印机组，调整角加速度多达700rad/s2，调整转矩多达200N·m，一般的电机无法满足要求。

综合考虑到，自由选择编码器分辨率为40000线，这样在调整过程中，增大了电机的调整加速度，进而增大了调整转矩。例如在阻抗惯量仅次于的胶印机组中，调整角加速度为78.6rad/s2，调整转矩为26N·m，凯奇电气公司的90M系列伺服电机几乎可以满足要求。

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