Điều khiển đồng bộ đơn giản FANUC: vì sao hai trục nhận cùng lệnh vẫn có thể lệch vị trí?
Dựa trên định nghĩa điều khiển đồng bộ đơn giản của 15/150-B, so sánh độ trễ chung và chênh lệch vị trí giữa hai trục. Ba bộ dữ liệu cho thấy cùng lệnh, cùng sai lệch bám và độ chính xác đồng bộ cơ khí là các đánh giá khác nhau.
Mục lục
Hai động cơ servo đồng thời nhận cùng một lệnh dịch chuyển có thể có cùng mục tiêu, nhưng chỉ điều đó không chứng minh vị trí thực luôn bằng nhau. Khi phân tích đồng bộ, trước hết phải xác định hệ thống đang sử dụng cơ chế đồng bộ nào.
“Đồng bộ đơn giản” không bao gồm mọi kiểm tra đồng bộ
Sổ tay mô tả FANUC 15/150-MODEL B B-62082E/04, §20.7, trang 177 (bản sao công khai của sổ tay nhà sản xuất) giải thích rằng điều khiển đồng bộ đơn giản đồng thời gửi lệnh dịch chuyển của trục chủ đến cả động cơ servo chủ và phụ thuộc. Tuy nhiên, chức năng cơ bản này tự nó không cung cấp bù sai lệch đồng bộ và cảnh báo sai lệch đồng bộ dựa trên việc liên tục so sánh chênh lệch vị trí hai trục. Trục chủ và trục phụ thuộc ở đây là các trục chạy dao, không phải trục chính cắt.
Cùng sổ tay, §20.11 trang 180 mô tả riêng kiểm tra sai lệch vị trí trong đồng bộ đơn giản: khi chênh lệch bộ đếm sai lệch hai trục vượt mức cài đặt, có thể phát cảnh báo OT, dừng và xuất tín hiệu. Vì vậy phải phân biệt chức năng cơ bản §20.7 với kiểm tra sai lệch được cấu hình riêng. Không thể từ đó kết luận một máy cụ thể chắc chắn không kiểm tra, cũng không có nghĩa từng trục servo không có bảo vệ riêng.
Quan hệ giữa sai lệch bám từng trục và chênh lệch hai trục
Mô hình tự xây dựng giả định tọa độ hai trục đã căn theo cùng chuẩn, không có bù bổ sung và vị trí lệnh chung C=100.000 mm. Gọi vị trí thực của trục chủ là M, trục phụ thuộc là S; định nghĩa eM=C−M và eS=C−S, khi đó chênh lệch vị trí hai phía d=M−S=eS−eM.
| Trường hợp | M | S | eM、eS | d |
|---|---|---|---|---|
| Cùng trễ | 99.950 | 99.950 | 0.050、0.050 | 0 mm |
| Độ trễ khác nhau | 99.970 | 99.960 | 0.030、0.040 | 0.010 mm |
| Sai lệch ngược dấu | 100.020 | 99.980 | −0.020、0.020 | 0.040 mm |
Ở hàng đầu tiên, hai trục không lệch nhau nhưng cả hai đều chưa đến mục tiêu. Hàng thứ ba có trị tuyệt đối sai lệch mỗi trục chỉ 0.020 mm, nhưng chênh lệch hai phía đạt 0.040 mm. Vì vậy, báo cáo một sai lệch trung bình hoặc chỉ xem sai lệch nhỏ hơn của một trục không thể thay cho chênh lệch giữa hai phía.
Một chênh lệch như vậy có ý nghĩa cơ khí gì
Nếu chỉ dùng dầm ngang lý tưởng để minh họa hình học, với khoảng cách hai điểm đỡ 2000 mm và độ lệch theo hướng chạy dao 0.040 mm, góc nghiêng nhỏ xấp xỉ 0.040/2000=20 microradian, khoảng 0.001146°. Đây không phải góc nghiêng cho phép của một máy kiểu cổng cụ thể. Kết cấu thực còn chịu xoắn, đàn hồi và nội lực, nên không thể dùng góc này để đánh giá an toàn chịu lực.
So sánh bản ghi phải dùng cùng thời điểm và định nghĩa tọa độ
Nếu M được lấy ở mẫu trước còn S ở mẫu sau, độ lệch thời gian trong chuyển động cũng có thể giả thành độ lệch không gian. Ví dụ, tốc độ 10 mm/s và chênh thời gian 2 ms tạo ra chênh lệch biểu kiến 0.020 mm. Ví dụ lấy mẫu này không liên quan trực tiếp đến chức năng điều khiển nói trên; đó là yếu tố đo lường cần loại trừ khi so sánh bản ghi.
Vì vậy, cần lưu riêng mục tiêu chung, phản hồi hai phía và dấu thời gian rồi mới phân biệt sai lệch chung với sai lệch tương đối. Với cơ cấu hai truyền động đã liên kết cơ khí, không nên dựa vào ví dụ này để tự di chuyển riêng một phía hoặc thay đổi thông số đồng bộ. Xem thêm cơ chế điều khiển tại chuyên mục OPTION.