នៅក្នុងកម្មវិធីគ្រប់គ្រងចលនាដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ដូចជា servo motors, robot joints, and electric spindles, magnetic ឧបករណ៍បំលែងកូដ កំពុងទទួលបានប្រជាប្រិយភាពដោយសារតែទំហំតូច ធន់នឹងប្រេង ភាពធន់នឹងរំញ័រ និងតម្លៃទាប។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វិស្វករជាច្រើនជួបប្រទះបញ្ហាបន្លាមួយកំឡុងពេលធ្វើតេស្តបង្វិលល្បឿនលឿន៖ មុំដែលបានរាយការណ៍ដោយឧបករណ៍បំប្លែងកូដខុសពីទីតាំងជាក់ស្តែងរបស់ rotor -a 'គម្លាតដំណាក់កាល' ដែលកាន់តែអាក្រក់ជាមួយនឹងល្បឿនកើនឡើង។ ក្នុងល្បឿនទាប វាអាចបណ្តាលឱ្យមានល្បឿនបន្តិចបន្ទួចនិងសំឡេងកើនឡើង ប៉ុន្តែក្នុងល្បឿនលឿនវាអាចនាំឱ្យមានអស្ថិរភាពក្នុងការគ្រប់គ្រង។
I. តើ Robot Magnetic Encoder Sensor 'មើល' មុំដោយរបៀបណា? ចូរយើងពិនិត្យមើលដោយសង្ខេបអំពីរចនាសម្ព័ន្ធជាមូលដ្ឋាននៃកម្មវិធីបំលែងកូដម៉ាញេទិក។
ឧបករណ៍បំលែងកូដម៉ាញេទិកធម្មតាមានបីផ្នែក៖
1. ចិញ្ចៀនម៉ាញេទិក : បានម៉ោននៅលើចុង rotor ឬផ្នែកបន្ថែម shaft ដោយមានគូបង្គោលច្រើន (N/S ជំនួស) ចែកចាយជុំវិញរង្វង់របស់វា។
2. ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាម៉ាញេទិក ៖ ជាទូទៅ Hall, AMR, GMR, TMR ជាដើម ត្រូវបានដាក់នៅជិតផ្ទៃរង្វង់ ដើម្បីដឹងពីការប្រែប្រួលនៃដែនម៉ាញេទិក។
3. សៀគ្វីដំណើរការសញ្ញា : ពង្រីក លក្ខខណ្ឌ និង interpolates សញ្ញាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាខ្សោយ ទីបំផុតទិន្នផលមុំ ឬ quadrature pulses ។
នៅពេលដែលចិញ្ចៀនម៉ាញេទិកបង្វិល ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញារកឃើញការផ្លាស់ប្តូរដែនម៉ាញេទិកតាមកាលកំណត់ និងបញ្ចេញសញ្ញា quasi-sinusoidal/cosinusoidal ។ ដោយការដោះស្រាយដំណាក់កាលនៃសញ្ញាទាំងពីរនេះមុំ rotor ត្រូវបានទទួល។
តាមឧត្ដមគតិការចែកចាយវាលម៉ាញេទិកគឺ sinusoidal ឥតខ្ចោះហើយទិន្នផលរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាត្រូវគ្នាយ៉ាងតឹងរឹងទៅនឹងមុំមេកានិច។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅក្រោមការបង្វិលល្បឿនលឿន 'ការឆ្លើយឆ្លងដ៏ល្អ' នេះត្រូវបានរំខានដោយកត្តាជាច្រើន ហើយគម្លាតដំណាក់កាលកើតឡើង។
II. តើគម្លាតដំណាក់កាលគឺជាអ្វី ហើយហេតុអ្វីបានជាវាកាន់តែច្បាស់ក្នុងល្បឿនលឿន? និយាយឱ្យសាមញ្ញ គម្លាតដំណាក់កាលគឺជាភាពខុសគ្នារវាង 'មុំយល់ឃើញដោយឧបករណ៍បំលែងកូដ' និង 'មុំរ៉ូទ័រពិត' .
ឧទាហរណ៍ ប្រសិនបើ rotor ពិតជានៅ 30° ប៉ុន្តែឧបករណ៍បំប្លែងកូដចេញ 32° នោះ 2° គឺជាគម្លាតដំណាក់កាល។ ក្នុងល្បឿនទាប គម្លាតនេះអាចត្រឹមតែ 0.1° ហើយស្ទើរតែគួរឱ្យកត់សម្គាល់។ ប៉ុន្តែនៅពេលដែលល្បឿនកើនឡើង គម្លាតអាចពង្រីកដល់ច្រើនដឺក្រេ ឬលើសពីដប់ដឺក្រេ ដែលធ្វើឲ្យដំណើរការត្រួតពិនិត្យថយចុះយ៉ាងខ្លាំង។
ហេតុអ្វីបានជាគម្លាតពង្រីកក្នុងល្បឿនលឿន? មូលហេតុចម្បងមានដូចខាងក្រោម។
1. កំហុសក្នុងការដំឡើងមេកានិកគឺ 'ពង្រីក' ការតម្រឹម coaxial ដ៏ល្អឥតខ្ចោះរវាងរង្វង់ម៉ាញេទិក និង shaft គឺមិនអាចទៅរួចទេ។ ឧបមាថាចិញ្ចៀនមាន eccentricity នៃ 0.05 mm - នៅល្បឿនទាប, ឧបករណ៏នៅតែអាចអត់ធ្មត់ការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយវាលលទ្ធផល; ក្នុងល្បឿនលឿន កម្លាំង centrifugal និងរំញ័របង្កើន eccentricity បង្ខូចទ្រង់ទ្រាយរលកម៉ាញេទិក និងបណ្តាលឱ្យមានគម្លាតតាមកាលកំណត់។
ស្រដៀងគ្នានេះដែរ ការរត់ចេញពីមុខចុងសង្វៀន ការលេងតាមអ័ក្ស និងតុល្យភាពថាមវន្តមិនល្អ ណែនាំការរំខានប្រេកង់ខ្ពស់បន្ថែមក្នុងល្បឿនលឿន។
2. ល្បឿនឆ្លើយតបរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាគឺមិនគ្រប់គ្រាន់ទេ។ នៅពេលដែលល្បឿនរង្វង់កើនឡើង ភាពញឹកញាប់នៃការប្រែប្រួលនៃដែនម៉ាញេទិកកើនឡើងទៅតាមនោះ។ ឧទាហរណ៍ជាមួយនឹងរង្វង់ 32-pole-pair នៅ 10,000 rpm ប្រេកង់វាលគឺប្រហែល 5.3 kHz; នៅ 30,000 rpm វាលើសពី 16 kHz ។
ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា Common Hall អាចមានកម្រិតបញ្ជូនត្រឹមតែរាប់សិប kHz ឬទាបជាងនេះ - នៅល្បឿនលឿន អំព្លីទីតទិន្នផលថយចុះ និងការយឺតយ៉ាវក្នុងដំណាក់កាល ដែលបណ្តាលឱ្យមានកំហុសមុំ។ ទោះបីជាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាខ្លួនវាលឿនក៏ដោយ ការពន្យារពេលច្រើនពេកនៅក្នុងសៀគ្វីតម្រងជាបន្តបន្ទាប់ក៏អាចបណ្តាលឱ្យមានការយឺតយ៉ាវក្នុងដំណាក់កាលផងដែរ។
3. ការរិចរិលនៃគុណភាពវាលរបស់ក្រវ៉ាត់ម៉ាញេទិក ក្នុងល្បឿនលឿន ការបាត់បង់ចរន្តនៅខាងក្នុងសង្វៀន បណ្តាលឱ្យមានកំដៅក្នុងតំបន់។ នៅពេលសីតុណ្ហភាពកើនឡើង ភាពប្រែប្រួល និងការបង្ខិតបង្ខំ កាត់បន្ថយកម្លាំងវាល និងបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយរលក។
លើសពីនេះ ការពង្រីកដែនម៉ាញេទិកមិនស្មើគ្នា តំបន់ផ្លាស់ប្តូរច្រើនហួសប្រមាណរវាងបង្គោល និងការជ្រើសរើសលេខគូបង្គោលមិនត្រឹមត្រូវ សុទ្ធតែបង្កើនមាតិកាអាម៉ូនិកក្នុងដែនម៉ាញេទិកក្នុងល្បឿនលឿន ពង្រីកកំហុសក្នុងការគណនាដំណាក់កាល។
4. ការជ្រៀតជ្រែកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចនិងភាពសុចរិតនៃសញ្ញា ក្នុងល្បឿនលឿន ចរន្ត PWM ប្រេកង់ខ្ពស់នៅក្នុងខ្យល់ម៉ូទ័រ ចរន្តអ័ក្ស និងខ្សែថាមពលខ្ពស់ដែលនៅជិតបង្កើតការរំខាន។ សញ្ញាទិន្នផលខ្សោយរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ដែលនៅពេលដែលមានការចម្លងរោគ បណ្តាលឱ្យមានការញ័រ និងកំហុសក្នុងការរកឃើញសូន្យឆ្លង ឬការគណនាដំណាក់កាល។
III. យុទ្ធសាស្ត្រដោះស្រាយបញ្ហា៖ វិធីសាស្រ្តមេកានិច អគ្គិសនី និងក្បួនដោះស្រាយ ដើម្បីដោះស្រាយបុព្វហេតុខាងលើ សកម្មភាពកែតម្រូវអាចត្រូវបានធ្វើឡើងក្នុងបីកម្រិត៖ ការដំឡើងមេកានិច ឧបករណ៏ និងខ្សែសង្វាក់សញ្ញា និងសំណងនៃក្បួនដោះស្រាយ .
1. កម្រិតមេកានិច - ដាក់គ្រឹះដ៏រឹងមាំជាមុនសិន បញ្ហាគម្លាតដំណាក់កាលជាច្រើន មិនមែនមកពីគ្រឿងអេឡិចត្រូនិចទេ ប៉ុន្តែមកពីការដំឡើងមេកានិច
(1) គ្រប់គ្រងយ៉ាងតឹងរ៉ឹងនូវការរួមគ្នានិងការហៀរមុខ បនា្ទាប់ពីដំឡើងក្រវ៉ាត់ម៉ាញេទិក ភាពជាប់គ្នាគួររក្សាទុកក្នុងរង្វង់ 0.03-0.05 ម.ម ហើយការហៀរមុខក្នុងរង្វង់ 0.02 ម ។ ប្រើការបង្រួមបង្រួម ការភ្ជាប់ adhesive ឬឧបករណ៍ភ្ជាប់ជាក់លាក់សម្រាប់ការដាក់ទីតាំង និងជៀសវាងការញញួរដែលអាចបង្វិលចិញ្ចៀន។
ទោះបីជាចិញ្ចៀនមានទម្ងន់ស្រាលក៏ដោយ ក៏កម្លាំង centrifugal ក្នុងល្បឿនលឿនមិនមានការធ្វេសប្រហែសឡើយ។ បន្ទាប់ពីការដំឡើង ធ្វើសមតុល្យថាមវន្តទាំងមូល ដើម្បីកាត់បន្ថយកំហុសសញ្ញាដែលបណ្ដាលមកពីរំញ័រ។
(3) ជៀសវាងកម្លាំងអ័ក្សនៅលើរង្វង់ម៉ាញ៉េទិច ប្រសិនបើចិញ្ចៀនស្ថិតនៅជិតគម្របចុងម៉ូទ័រ ឬទ្រនាប់ ការពង្រីកកម្ដៅក្នុងល្បឿនលឿនអាចបណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ទីលំនៅអ័ក្ស។ រក្សាទុកការបោសសំអាតអ័ក្សសមស្របនៅក្នុងការរចនា ឬទទួលយករចនាសម្ព័ន្ធផ្ទុកយឺត។
2. ខ្សែសង្វាក់អគ្គិសនីនិងសញ្ញា - រក្សាសញ្ញាឱ្យស្អាតនិងទាន់ពេលវេលា (1) ជ្រើសរើសប្រភេទឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាត្រឹមត្រូវ។ សម្រាប់កម្មវិធីដែលមានល្បឿនលឿន ចូលចិត្ត ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា TMR ឬ GMR ដោយសារកម្រិតបញ្ជូនរបស់ពួកគេជាធម្មតាឈានដល់រាប់រយ kHz ឬសូម្បីតែ MHz - ខ្ពស់ជាងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា Hall ធម្មតា។ សូមធានាផងដែរនូវភាពប្រែប្រួល និងវាលតិត្ថិភាពរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលត្រូវគ្នានឹងលក្ខណៈរបស់ចិញ្ចៀន។
(2) ប្រើលទ្ធផលសញ្ញាឌីផេរ៉ង់ស្យែល លទ្ធផលឌីផេរ៉ង់ស្យែលរារាំងការជ្រៀតជ្រែកក្នុងរបៀបទូទៅ និងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពត្រឹមត្រូវនៃសញ្ញា។ ប្រសិនបើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាផ្តល់តែទិន្នផលតែមួយប៉ុណ្ណោះ សូមបន្ថែមដំណាក់កាល amplifier ឌីផេរ៉ង់ស្យែលនៅចុងខាងមុខ។
(3) កាត់បន្ថយការពន្យាពេលតម្រង តម្រង RC និងតម្រងឌីជីថលណែនាំការពន្យារពេលដំណាក់កាល។ នៅក្នុងកម្មវិធីដែលមានល្បឿនលឿន សូមកំណត់ប្រេកង់កាត់តម្រងឱ្យខ្ពស់គ្រប់គ្រាន់ ឬប្រើ ដំណាក់កាលលីនេអ៊ែរដែលមានការពន្យាពេលទាប ។ តម្រង សម្រាប់សំលេងរំខានប្រេកង់ខ្ពស់ដែលពិតជាត្រូវការការដកចេញ សូមពិចារណាលើការធ្វើឱ្យរលោងបន្ទាប់ពីការគណនាមុំជាជាងការច្រោះសញ្ញាឆៅហួសកម្រិត។
(4) បង្កើនប្រសិទ្ធភាពគម្លាតខ្យល់រវាងចិញ្ចៀន និងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា គម្លាតខ្យល់ច្រើនពេកកាត់បន្ថយទំហំនៃសញ្ញា; គម្លាតតូចពេក ប្រថុយនឹងការត្រដុស ដោយសាររំញ័រក្នុងល្បឿនលឿន។ ជាធម្មតាជ្រើសរើសគម្លាតខ្យល់ពី 0.3-1.0 mm ដោយផ្អែកលើលក្ខណៈបច្ចេកទេសនៃចិញ្ចៀន និងភាពប្រែប្រួលរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ហើយកំណត់តម្លៃល្អបំផុតដោយពិសោធន៍។
(5) អនុវត្តរបាំងការពារ និងដីឱ្យបានត្រឹមត្រូវ ប្រើខ្សែដែលមានប្រឡោះប្រឡោះសម្រាប់ខ្សែឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា បិទប្រឡោះនៅចំណុចតែមួយ ហើយរក្សាខ្សែឱ្យឆ្ងាយពីខ្សែថាមពលម៉ូទ័រ និងដានចរន្តខ្ពស់ ដើម្បីកាត់បន្ថយការភ្ជាប់មេដែកអគ្គិសនី។
3. កម្រិតនៃក្បួនដោះស្រាយ -use 'software' ដើម្បីប៉ះប៉ូវការខ្វះខាត 'hardware' បន្ទាប់ពីការកែលម្អផ្នែករឹង គម្លាតដែលនៅសល់អាចត្រូវបានកែដំរូវបន្ថែមដោយក្បួនដោះស្រាយ។
(1) ការក្រិតតាមខ្នាតក្រៅបណ្តាញ និងសំណងតារាងរកមើល នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌល្បឿនទាប ស្ថិរភាព ប្រើឧបករណ៍បំប្លែងឯកសារយោងដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ (ឧ. ឧបករណ៍បំប្លែងអុបទិក) ដើម្បីធ្វើការក្រិតខ្នាតពេញរង្វង់នៃកម្មវិធីបំប្លែងម៉ាញេទិក កត់ត្រាគម្លាតនៅទីតាំងនីមួយៗ និងបង្កើតតារាងសំណង។ ក្នុងអំឡុងពេលប្រតិបត្តិការជាក់ស្តែង រកមើលការកែតម្រូវដោយផ្អែកលើទីតាំងបច្ចុប្បន្ន។
វិធីសាស្រ្តនេះមានប្រសិទ្ធភាពលុបបំបាត់គម្លាតដំណាក់កាលតាមកាលកំណត់ ប៉ុន្តែមានឥទ្ធិពលកម្រិតលើគម្លាតថាមវន្តបន្ថែមដែលលេចឡើងក្នុងល្បឿនលឿន។
(2) សំណងដំណាក់កាលថាមវន្ត ប្រសិនបើគម្លាតភាគច្រើនកើតឡើងពីការពន្យាពេលថេរក្នុងខ្សែសង្វាក់សញ្ញា សូមគណនាការពន្យាពេលមុំដោយ៖
ដែល w ជាល្បឿនមុំ ហើយ t d គឺជាការពន្យារប្រព័ន្ធសរុប។ ផ្តល់សំណងនេះឆ្ពោះទៅកាន់មុំទិន្នផល ដែលអាចធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំងនូវភាពត្រឹមត្រូវក្នុងល្បឿនលឿនក្នុងជួរល្បឿនជាក់លាក់មួយ។
(3) តម្រងអាដាប់ធ័រនិងអ្នកសង្កេតការណ៍ សម្រាប់ការកន្ត្រាក់ដោយចៃដន្យក្នុងល្បឿនលឿន ប្រើតម្រង Kalman អ្នកសង្កេតមើលរបៀបរអិល ឬវិធីសាស្ត្រស្រដៀងគ្នាដើម្បីបញ្ចូលមុំបំប្លែងកូដជាមួយម៉ូដែលម៉ូទ័រ ទប់ស្កាត់សំឡេងរំខានប្រេកង់ខ្ពស់ ខណៈពេលដែលរក្សាសញ្ញាមុំពិត។
(4) សំណងសីតុណ្ហភាព ការប្រែប្រួលដែលបណ្ដាលមកពីសីតុណ្ហភាពក្នុងភាពរស់រវើកប៉ះពាល់ដល់ទំហំសញ្ញា។ ដាក់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាសីតុណ្ហភាពនៅជិតឧបករណ៍បំលែងកូដ ដើម្បីបង្កើតគំរូសំណងសីតុណ្ហភាព-ទំហំ/ដំណាក់កាល ហើយអនុវត្តការកែតម្រូវតាមពេលវេលាជាក់ស្តែង។
IV. ការដោះស្រាយបញ្ហាសង្ខេបករណីសិក្សា ម៉ូទ័រ servo បង្ហាញគម្លាតដំណាក់កាលតាមកាលកំណត់ប្រហែល 3.5° ពីឧបករណ៍បំប្លែងម៉ាញេទិចរបស់វានៅ 15,000 rpm ដែលបណ្តាលឱ្យមានលំយោលនៃរង្វិលជុំបច្ចុប្បន្ន។ ក្រុមការងារបានអនុវត្តតាមជំហានទាំងនេះ៖
1. ការត្រួតពិនិត្យមេកានិកៈ ភាពជាប់គ្នារបស់ចិញ្ចៀនត្រូវបានរកឃើញថាមាន 0.08 ម.ម; បន្ទាប់ពីការដំឡើងឡើងវិញវាត្រូវបានកាត់បន្ថយមកត្រឹម 0.03 មីលីម៉ែត្រហើយគម្លាតបានធ្លាក់ចុះដល់ 2.1 °។
2. ការជំនួសឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ៖ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា Hall ស្តង់ដារត្រូវបានជំនួសដោយឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឌីផេរ៉ង់ស្យែល TMR កម្រិតបញ្ជូនកាន់តែខ្ពស់ ហើយប្រេកង់កាត់តម្រងត្រូវបានលើកឡើងពី 20 kHz ទៅ 100 kHz - គម្លាតកាន់តែថយចុះដល់ 0.9° ។
3. សំណងក្បួនដោះស្រាយ ៖ សំណងការពន្យារពេលថេរត្រូវបានបន្ថែម អមដោយការក្រិតតាមខ្នាតក្រៅបណ្តាញពេញរង្វង់នៅលើកៅអីសាកល្បង។ គម្លាតដំណាក់កាលល្បឿនលឿនចុងក្រោយត្រូវបានគ្រប់គ្រងក្នុងរង្វង់ 0.3° ដែលបំពេញតាមតម្រូវការគ្រប់គ្រង។
ករណីនេះបង្ហាញថា រង្វាស់តែមួយតែងតែដោះស្រាយបានតែផ្នែកនៃបញ្ហាប៉ុណ្ណោះ - ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃការកែលម្អមេកានិច អគ្គិសនី និងក្បួនដោះស្រាយផ្តល់លទ្ធផលល្អបំផុត .
សេចក្តីសន្និដ្ឋាន គម្លាតដំណាក់កាលនៃរង្វង់ម៉ាញេទិកនៅក្នុងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអ៊ិនកូដម៉ាញេទិករបស់មនុស្សយន្តក្នុងល្បឿនលឿនគឺជាបញ្ហាពហុកត្តា។ កំហុសក្នុងការដំឡើងមេកានិក កម្រិតបញ្ជូនឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាមិនគ្រប់គ្រាន់ ភាពយឺតយ៉ាវនៃសញ្ញា គុណភាពវាលម៉ាញេទិកដែលខូចគុណភាព និងការជ្រៀតជ្រែកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចត្រូវបានពង្រីកក្នុងល្បឿនលឿន។
នៅពេលដោះស្រាយបញ្ហា សូមអនុវត្តតាមលំដាប់លំដោយ៖ មេកានិចជាមុនសិន បន្ទាប់មកអគ្គិសនី បន្ទាប់មកក្បួនដោះស្រាយ ៖
· ទីមួយ ធានាឱ្យមានការរួមផ្សំ តុល្យភាពថាមវន្ត និងគម្លាតខ្យល់ត្រូវបានបង្កើតឡើងយ៉ាងរឹងមាំ។
· បន្ទាប់មកបង្កើនប្រសិទ្ធភាពការជ្រើសរើសឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងខ្សែសង្វាក់សញ្ញា ដើម្បីធានានូវសញ្ញាមានភាពយឺតយ៉ាវ និងស្អាត។
· ជាចុងក្រោយ សូមប្រើក្បួនដោះស្រាយការក្រិតតាមខ្នាត និងសំណងដើម្បី 'កែសម្រួល' កំហុសដែលនៅសេសសល់។
សម្រាប់កម្មវិធីដែលមានល្បឿនលឿនភាគច្រើន បន្ទាប់ពីការដោះស្រាយជាប្រព័ន្ធបែបនេះ គម្លាតដំណាក់កាលនៃកម្មវិធីបំប្លែងម៉ាញេទិកអាចត្រូវបានរក្សាទុកក្នុងជួរដែលអាចទទួលយកបាន ដែលអនុញ្ញាតឱ្យប្រព័ន្ធ servo មានស្ថេរភាព និងត្រឹមត្រូវ ទោះបីជាមានល្បឿនលឿនក៏ដោយ។
