Tutti commettiamo degli errori. Anche le persone che lavorano con i servoazionamenti da oltre un decennio commettono errori. L'ho anche visto accadere innumerevoli volte nei nostri laboratori. Diamine, ammetto di aver commesso errori durante l'impostazione dei servoazionamenti in un numero non nullo di occasioni. Quindi non deve sorprendere che anche i nostri clienti ogni tanto si trovino in difficoltà e chiedano aiuto.
Per facilitare la vostra prossima installazione di servoazionamenti, abbiamo chiesto a più di 200 ingegneri di controllo del movimento quali sono i problemi più comuni che gli utenti hanno quando installano i servoazionamenti. Ecco le quattro aree principali in cui le cose possono andare male.
- Non leggere le schede tecniche e i manuali dell'hardware
- Cablaggio
- Configurazione
- Problemi di sistema
Ogni scheda tecnica contiene informazioni vitali, come le funzioni dei pin.
Non leggere le schede tecniche e i manuali dell'hardware
Questo sembra ovvio, ma 30% dei nostri intervistati ha dichiarato che il loro problema più comune era che i clienti semplicemente non leggevano le schede tecniche e i manuali dell'hardware. Non va bene.
Ci sono molti errori specifici di cablaggio e di configurazione che possono risultare dalla mancata lettura dei materiali didattici, e li esploreremo più avanti in dettaglio, ma lasciamo che questo sia un consiglio generale:
SI PREGA DI LEGGERE IL MATERIALE CHE VI DIAMO.
Puoi trovare la scheda tecnica di ogni prodotto e i manuali dell'hardware appropriati nella pagina dei dettagli del prodotto.
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Cablaggio
Il 55% degli intervistati ha citato problemi che cadono sotto l'ampio ombrello del cablaggio. Gli errori di cablaggio sono incredibilmente comuni e spesso risultano in un malfunzionamento del sistema o non funzionano affatto. Un semplice errore di cablaggio può essere il catalizzatore che spinge un ingegnere al limite della sua sanità mentale.
Connessioni perse
Alcuni casi di errore di cablaggio sono procedurali. Un cliente potrebbe non vedere che hanno bisogno di collegare un'alimentazione separata per gli azionamenti che richiedono un'alimentazione logica separata, o potrebbe non tirare i pin di inibizione a terra sugli azionamenti con logica di inibizione invertita.
Situazioni come queste possono essere evitate, ancora una volta, rivedendo il datasheet e il manuale dell'hardware.
"Controlla le basi. Alimentazione logica (se necessario) e cablaggio. Controllate che l'alimentazione venga applicata. Potete sentirvi sciocchi, ma vi sentirete ancora più sciocchi se passate un'ora a sbattere la testa contro il muro e poi tornate a controllare le basi, e in effetti era un problema di base".
- Nash Dingman, ADVANCED Controlli di movimento
Ma a volte si seguono tutti i passi e qualcosa ancora non funziona. È possibile che abbiate confuso due fili o che abbiate fatto male i conti sulla scheda dei pin. Questi tipi di errori di cablaggio possono essere particolarmente frustranti perché trovare dove si è sbagliato può essere difficile. Se avete controllato due volte il manuale dell'hardware, tre volte il datasheet, e sbattuto la testa sulla vostra scrivania per almeno 7 minuti, potrebbe essere il momento di portare un altro paio di occhi per guardare la vostra configurazione.
"Chiedete a qualcun altro di controllare il cablaggio per voi, a volte è difficile cogliere i nostri stessi errori di cablaggio".
- Nicolas Cantin, Electromate
Cattive connessioni
Abbiamo parlato di connessioni mancate, ma che dire delle connessioni che semplicemente non sono fatte bene? Questo può essere qualcosa di semplice come un perno mal crimpato, una vite del connettore non serrata, o qualsiasi altra cosa che si traduce in una connessione elettrica scadente o non riuscita. Circa 20% dei nostri intervistati hanno detto che le connessioni allentate sono tra le fonti di errore più comuni che hanno incontrato con i clienti.
Mi sono imbattuto in questo problema con una delle nostre unità di lancio della palla. Abbiamo una dimostrazione davvero bella e accattivante in cui lanciamo un cuscinetto a sfera da 1 pollice attraverso un anello rotante e poi lo prendiamo (potete controllare nel video). In una fiera uno dei motori lineari ha iniziato a superare la sua posizione e a sbattere contro il telaio. Il problema era intermittente e totalmente imprevedibile, avrebbe funzionato per qualche minuto e poi SLAM! Si bloccava. Non solo frustrante per noi, ma totalmente imbarazzante.
Non riuscivamo a capire cosa stesse succedendo, così abbiamo spento la demo e l'abbiamo riportata in ufficio.
Abbiamo finito per smontare il tutto cercando di capire perché questo accadeva. Abbiamo provato a regolare la risoluzione dell'encoder, abbiamo provato a regolare i limiti di corrente, abbiamo provato per settimane a risolvere il problema. Si è scoperto che i cavi di fase del motore erano semplicemente collegati in modo troppo lasco. Qualche giro di vite su un connettore Phoenix ci avrebbe risparmiato settimane di stress.
"Torno subito; ho bisogno di andare a urlare e piangere nel mio ufficio per qualche minuto".
- io
La morale di questa storia, anche se tutto sembra buono a prima vista, date a tutte le vostre connessioni dei cavi una leggera tirata per assicurarvi che siano tutte sicure. Se il vostro sistema funziona a volte ma non sempre, c'è una buona possibilità che abbiate un cavo allentato.
Fase errata del motore
Assicuratevi di controllare tutte le 6 combinazioni per le fasi del motore (cavi bianco, marrone e blu in questo caso).
Parlando di fasi del motore, assicuratevi di avere i vostri cavi di fase del motore collegati nell'ordine corretto quando usate un servomotore trifase, perché sì, questo è davvero importante. Utilizzando la combinazione di fasi del motore non corretta, il motore può funzionare con una coppia bassa o addirittura non funzionare affatto.
Con un'unità analogica, dovrete controllare manualmente ognuna delle sei combinazioni per essere sicuri di trovare quella che funziona meglio.
E sì, controllateli tutti e sei. Non mi interessa se pensi di averla trovata al terzo tentativo, controllale tutte e sei. Spesso c'è una combinazione che sembra funzionare decentemente ma non è la migliore. Controlla. Tutti. Sei.
Per gli azionamenti digitali, il lavoro è un po' più facile. Si può semplicemente usare DriveWare o il phase detect di ACE per la prima configurazione.
Pratiche EMC scadenti
Un altro tipo di problema di cablaggio che viene spesso trascurato è la scarsa compatibilità elettromagnetica (EMC). Le cattive pratiche EMC non impediscono il funzionamento di un sistema, ma possono provocare EMI (interferenza elettromagnetica), nota anche come rumore elettrico, che ostacola le prestazioni.
Ci sono molti passi da fare per ridurre l'EMI, ma i nostri intervistati hanno citato questi come quelli che i clienti spesso dimenticano.
- I conduttori positivi e negativi dello stesso circuito dovrebbero essere eseguiti avvolti in coppie attorcigliate, in modo da ridurre i campi elettromagnetici, annullandosi l'un l'altro.
- L'unità e l'intero sistema elettrico devono essere correttamente messi a terra.
- I vostri cavi di comunicazione dovrebbero essere schermati per la maggior parte della loro lunghezza.
Potete trovare ulteriori pratiche per ridurre l'EMI che potete seguire nel video qui sotto.
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Configurazione
Installare un servoazionamento non è come aggiungere RAM o una nuova scheda grafica in un PC. I servoazionamenti hanno bisogno di essere configurati al vostro sistema per funzionare correttamente, e molte persone non se ne rendono conto.
"Si aspettano di tirarli fuori dalla scatola, collegarli e farli funzionare nella loro applicazione. Sappiamo tutti che questo non è pratico o possibile".
- Jim Meek, Gruppo di supporto all'automazione
1/3 degli intervistati ha citato problemi che rientrano nella categoria della configurazione.
Cattiva sintonizzazione
Messa a punto dell'anello di velocità in DriveWare utilizzando l'oscilloscopio digitale.
Almeno il 99% delle volte, i guadagni predefiniti di un servoazionamento digitale non saranno quelli di cui il vostro sistema ha bisogno perché ogni sistema ha diverse proprietà inerziali e requisiti di coppia/velocità/posizione.
Come minimo, un servoazionamento deve essere sintonizzato sull'anello di corrente per ottenere il movimento nel vostro sistema. Per gli azionamenti digitali, la regolazione dell'anello di corrente è un passo necessario prima di eseguire la commutazione automatica in DriveWare o ACE. Non assegnate semplicemente dei guadagni casuali; usate un oscilloscopio come indicato nella guida rapida (ancora una volta, leggete il materiale didattico per favore), e lavorate in modo metodico.
D'altra parte, non si vuole nemmeno sintonizzare troppo il disco. Accordare il loop di corrente in modo troppo aggressivo può sovraccaricare il sistema e causare un eccessivo rumore udibile.
Non cercare di sintonizzare i loop in ordine sparso. Accorda sempre prima il current loop, poi il velocity loop, poi il position loop.
Non eseguire AutoComm
Ho appena detto che molti utenti tentano di eseguire AutoComm (Auto-Commutation) prima di sintonizzare il loop corrente, ma ciò che è probabilmente peggio è non eseguire affatto AutoComm. Se la vostra unità è mal commutata, vi troverete male, e raramente farete un lavoro migliore di quello che fareste con AutoComm.
Se stai usando un disco digitale, per favore usa AutoComm in ACE o DriveWare dopo aver sintonizzato il loop corrente. Vi renderà la vita molto più facile, ve lo prometto.
Parametri motore errati
Assicuratevi che i parametri del vostro motore siano corretti in DriveWare o ACE
Per gli azionamenti digitali, non dimenticate di inserire i parametri corretti del motore nel file di configurazione in DriveWare o ACE.
Alcuni motori saranno riconosciuti dall'unità e i parametri saranno compilati automaticamente, ma è comunque importante ricontrollare e fare in modo che tutto sia corretto.
Questo include assicurarsi di usare la risoluzione corretta dell'encoder, specialmente se il motore non usa l'encoder con cui è stato fornito.
I produttori di motori in genere rendono disponibili online le schede tecniche dei loro motori. Queste schede tecniche dovrebbero contenere tutti i parametri corretti del motore. Grande sorpresa, suggeriamo di leggerli.
Problemi di sistema
Un servoazionamento può funzionare bene solo quanto il sistema in cui si trova. L'unità può essere collegata e alimentata correttamente, ma non vi servirà a molto se il vostro sistema non è pronto per essa.
Disadattamento del motore e dell'azionamento
Non si usa un'auto RC per trainare un autobus e non si usa un motore a reazione per spegnere le candeline di compleanno. I servoazionamenti dovrebbero essere dimensionati (in termini di potenza) in modo appropriato con il motore che stanno guidando.
"Poiché i confini del controllo del movimento si sono spostati da un approccio centralizzato (controllore intelligente e amplificatori muti) a un approccio più decentralizzato in cui la pianificazione e la regolazione del movimento avvengono sull'azionamento, è necessaria una maggiore attenzione al dimensionamento. Una buona conoscenza del carico, dell'inerzia e delle traiettorie pianificate è necessaria per assicurarsi che l'azionamento abbia la larghezza di banda per controllare e regolare il carico come necessario. "
- Brian Prescott, Prodotti di controllo del movimento
Questo dovrebbe essere ovvio, ma vediamo casi di clienti che cercano di acquistare o far funzionare azionamenti che sono significativamente sottopotenziati per le loro applicazioni. Se il vostro azionamento non è valutato per emettere abbastanza potenza, non riuscirete a raggiungere la coppia o la velocità desiderata.
I problemi con l'uso di un azionamento troppo potente sono meno ovvi, ma comunque problematici. Cercare di far funzionare un motore a bassa potenza con un'unità ad alta potenza non è solo un grande spreco di denaro, ma è anche difficile.
Immaginate di far funzionare un servoazionamento da 150 ampere a 4 ampere, avrete difficoltà a ottenere un controllo preciso, specialmente se state usando un controller analogico. Il minimo cambiamento di comando in ingresso corrisponderà a un drammatico cambiamento di uscita.
I motori hanno valori di corrente e tensione che dovrebbero essere compatibili con quelli dei servoazionamenti selezionati. Troppa poca potenza e non riuscirete a far muovere il motore. Troppa potenza e brucerete il motore.
Per ulteriori consigli su come scegliere il servoazionamento giusto per il vostro motore, leggete il nostro 5 regole empiriche per la scelta di un servoazionamento.
Il vostro azionamento deve essere abbastanza potente per il motore della vostra applicazione
Inoltre non volete un servo drive che sia incredibilmente sovralimentato per il vostro motore.
Induttanza insufficiente
Se il vostro motore non soddisfa il requisito di induttanza minima, il cablaggio di induttori alle fasi del motore diventa necessario.
Contrariamente alla credenza comune, l'induttanza non è il nemico. Alcune persone si vantano con noi di aver ridotto la loro induttanza quasi a zero e noi fischiamo tra i denti perché non è questo l'obiettivo. Infatti, la maggior parte dei servoazionamenti hanno un requisito minimo di induttanza.
Se l'induttanza del motore è troppo bassa, l'anello di corrente diventa instabile e difficile da controllare. La risposta oscillerà e causerà il surriscaldamento del motore. Se il vostro motore o sistema ha bisogno di più induttanza, potrebbe essere necessario aggiungere induttori ai cavi di fase del motore.
Confrontate l'induttanza del motore sul datasheet del motore con l'induttanza minima del carico sul datasheet del servoazionamento e assicuratevi che siano compatibili. Se avete una scelta tra due motori, cercate di favorire quello che soddisfa il requisito di induttanza minima del carico, altrimenti potrebbe essere necessario aggiungere induttori supplementari al motore a bassa induttanza. Questo aumenta il peso, occupa spazio e aumenta il costo.
Detto questo, non si vuole nemmeno esagerare con l'induttanza, perché questo può causare la lentezza dell'anello di corrente.
Contattate il nostro supporto tecnico se avete dei dubbi, in modo che possiamo valutare il vostro sistema. La stabilità e l'efficienza dell'anello di corrente sono determinate da una serie di fattori tra cui l'induttanza del motore, la frequenza di commutazione e la tensione del bus.
Cercare di fare tutto in una volta
Fate la vostra messa a punto iniziale con il motore scollegato dagli altri collegamenti.
Se avete un sistema meccanico complesso, è sconsigliabile installare un servoazionamento appena tolto dalla scatola e tentare di fare la configurazione e la messa a punto con tutto collegato. Farlo in questo modo non solo è difficile, ma può anche essere pericoloso. Non volete che un braccio robotico mal regolato inizi a girare in modo incontrollato.
Invece, scollegate il motore dal resto del sistema e fatelo funzionare da solo con il servoazionamento. Sì, probabilmente dovrete risintonizzare una volta che avrete collegato di nuovo il motore al sistema meccanico, ma sarete ad un punto di partenza molto migliore e più sicuro. Una cattiva messa a punto è scomoda, ma è molto meglio che avere l'intero sistema in una condizione di fuga o che gira nella direzione sbagliata.
Gli errori accadranno durante la configurazione dei servoazionamenti, e questi errori saranno molto meno consequenziali quando il vostro motore è disconnesso dal resto del sistema meccanico.
Pensieri finali
Non vogliamo mai scoraggiare le persone dal fare domande e cercare assistenza. Qui a ADVANCED Motion Controls, saremo sempre qui per sostenerti. Ecco perché abbiamo il nostro portale di supporto e un team di assistenza tecnica disponibile durante tutte le ore di lavoro.
Detto questo, speriamo che questa guida vi aiuti ad evitare alcuni di questi errori comuni la prossima volta che state impostando un servoazionamento, e forse non avrete nemmeno il nostro aiuto.
Se ci sono tre cose da prendere da questo blog, dovrebbero essere le seguenti:
- Siamo tutti umani, e anche gli esperti di controllo del movimento commettono errori.
- Seriamente, per l'amore di tutto ciò che è buono e decente in questo mondo, leggete le schede tecniche e i manuali dell'hardware del #$!&ing!
Guarda, abbiamo capito. I manuali non sono esattamente avvincenti da leggere, ma andiamo, non li facciamo per il nostro divertimento.
I manuali dell'hardware forniscono istruzioni per l'installazione di diversi gruppi di servoazionamenti, mentre le schede tecniche forniscono le piedinature, le impostazioni degli interruttori e altre informazioni chiave per i singoli modelli di azionamento. Insieme, dovrebbero fornire quasi tutto quello che c'è da sapere su come collegare il drive al sistema.
Li mettiamo a vostra disposizione per una ragione, e abbiamo speso molto tempo a lavorarci per renderli il più utili possibile. Renderà il vostro processo di configurazione e installazione molto più facile, ve lo prometto.
LEGGILI E BASTA. DICO SUL SERIO. - Contatta il nostro supporto tecnico per assistenza. Sono sempre felici di aiutare 🙂
da Jackson McKay, ingegnere di marketing
