改善自动化性能

在某些时候，自动化硬件不可避免地变得过时。究竟何时改进或重新设计很难知道，但有迹象表明不能忽视。相当简单地，当系统的公差和吞吐量不再符合市场需求时，是时候升级了。如果上一代系统的公差只能达到千分之一英寸，并且市场需要十万分之一，则需要升级。由于机器的吞吐量因较高的公差或由于高故障率而受到影响时，将需要升级。在这两种情况下，所使用的伺服驱动技术将对新系统的成功产生重大影响。伺服驱动器提供了不可能的人类交互的运动。必须仔细选择此驱动技术以确保自动化过程是预期的。甚至可以选择伺服硬件以提高性能值，这使得价格较少的关注。在今天的市场中，通过通过跨越联和界限进行技术推进，这种升级周期似乎发生得更快，更快。

每个人的目标是下一代产品的目标是对准市场的性能要求和价格点。作为一个项目经理，您必须在工程师之间进行针对验证和已知（但可能过时的）技术以及您的营销人员愿望包括来自市场的最新进步（可能尚未被广泛接受的最新进步）的针对性。您必须明智地选择组件，同时减轻使用新的和未经测试的技术的风险。重新设计成功的机器时，您正在建立在坚实的基础上。所有的更改都应提高性能，功能或易用性。您永远不会重新设计以使系统慢，更难使用，并且功能较少。

在Aerotech，我们在设计下一代伺服驱动器时，我们遵循相同的方法，X系列。我们建立在一个能够从同一驱动器运行多个电机类型（刷刷，无刷和步进）的技术，只有参数更改，一个有20个数字和4个模拟I / O点的驱动器，以及驱动器每轴接受多个编码器，我们改进了它。我们拍摄了一个可靠的产品，通过创建一个更快和免疫的公共汽车来实现更可靠的产品。我们乘坐了一个低位抖动的驱动器，使其降低。我们拍摄了一个具有高编码器采样率的驱动器，并使它们更快。在以下部分中，我们将讨论为什么采用这些更改以及如何利用它们，您可以通过使用测试和经过验证的技术来提高系统的性能。

沟通故障

当网络在工业工作场所倒闭或“故障”时，务必遵循停机时间和生产力的损失，这导致客户不满意并降低利润。但是，可以选择伺服驱动通信硬件，从而降低潜在的连接问题。

尽管在过去的20年里，无线技术已经走过了很长的路要走，但在工业运动控制方面仍然需要硬连线连接。亚博微信vip群以太网连接涉及工业通信时是黄金标准。然而，这些铜缆还提供了一种用于噪声的路径。电磁干扰（EMI）始终引起铜连接互通通信的问题，因为表示通信包的低级电信号可能会损坏。传统的消除EMI方法是具有声音接地实践和添加线路滤波器，电容器，金属屏蔽和电感器，以最大限度地减少噪声尖峰。在具有大电亚博微信vip群动机的运动控制环境中，放大器和I / O的运动控制环境中，需要解决许多噪声源。这些附加组件和布线不仅增加了材料成本，而且还增加了大量的工程和劳动力成本，因为所有这些组件都需要设计到机器中并用手安装。而且，由于一些噪声源仅在工厂楼层上，因此在终端用户的设施委托机器之前没有发现这些，因为首次出现问题总是一个错误的地方。

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通过光纤连接，驱动器之间的距离可以延长，而无需增加沿电缆运行增加EMI易感性的担忧。传输距离可以大幅增长（在驱动器之间> 100米VS <10米），允许整个机器或工厂地板的分布板，并消除了将所有电机电源和反馈电缆运行回集中位置的需要。保持电机电缆运行较短降低了电缆的成本，也需要制定电缆托盘并穿过地板或天花板。因此，驱动器可以更靠近移动硬件并且远离控制PC。由于控制通信可靠性增加和布线电缆放置变得更容易，因此您的机器受益于减少的停机时间和更容易安装。这是在分布式I / O的经过验证技术的上建立，并将其应用于电机和驱动器。

工具提示抖动和模糊图像

不受控制和不需要的动作可能会在任何过程中造成严重破坏。在拍摄图像的同时导致波浪切割或相机抖动的切割工具会影响模糊图像的图像将影响系统的吞吐量并导致子路径输出。补偿这种运动的常用方法是降低您的速度和加速率，影响吞吐量。如果我们能够保持吞吐量高，而且产量很高，这将使您的系统成为优势。

这种不需要的运动的水平称为噪声底板。噪声底板是系统中的环境障碍。在测量功能时，必须观察到这种噪声的地面，并了解它如何影响您的测量以及如何精确测量。最好看看带有伺服活动的噪音地板。这给出了自然振动的图片与伺服引起的振动。

噪音地板受到运动系统中的抖动的影响，地面振动和驱动抖动来命名一些更常见的罪魁祸首。伺服环用于校正定位中的任何误差，空气隔离系统用于最小化地板振动，并且使用电流回路控制来最小化驱动感应抖动。Aerotech的X-Drives解决了三个振动源中的两个。

为了实现较低的噪音地面，您可以提高电流回路分辨率，这使得能够具有较小的电流步骤并提高伺服环速率，这将更快地“看到”振动，并能够更快地弥补它。我们最新的驱动器硬件已经实现了这些功能，并且我们看到噪音地板的减少两到四次超过较旧的驱动技术。在零件原位的同时进行测量或触发操作时，这种位置稳定性至关重要。

由于新的伺服硬件具有2-4倍的噪声，因此可以远离更昂贵的基于线性放大器的驱动硬件，并使用经济脉冲宽度调制（PWM）硬件。对于用于要求较低的效率，昂贵的昂贵和Bulkier线性放大器的应用，PWM放大器现在可能是一种可能性。这可以最大限度地减少柜空间并降低成品的成本。PWM驱动器比其线性对应物昂贵40％，总体积和重量较小超过四倍。PWM驱动器比线性驱动器产生较少的热量，并且可以在更高的功率额定值下运行。如果线性驱动器纯粹用于取向位置要求，PWM X-Drives是一个经济的选择和真实升级。这是一个在最真实的意义上的双赢，成本较低。

模拟噪声和数据速率瓶颈

大多数定位系统需要某种类型的反馈来准确地感测系统位置。控制系统使用此信息来生成错误信号。控制回路基于该信号进行确定，使得它可以补偿此错误。通常为此目的选择编码器。增量编码器通常有两个味道 - 数字或模拟。模拟与数字辩论一直在发生，因为第一个光盘在20世纪80年代发布。数字化信号消除保真度并采取真正的正弦曲线，将其转换为楼梯。光学编码器仍然是模拟的，但该信号在编码器电子设备中或在驱动端进行数字化。接收模拟反馈信号的驱动器最终在内部数字化这些信号。这些模拟信号上的插值值越高，您将获得纯正的正弦曲线。

在与前面提到的噪声层相同的静脉中，模拟编码器信号本身将具有噪音。为了最小化这种噪声，使用过滤技术。更高的方法可以对模拟编码器进行采样，驱动电子器件可以过性越多，过滤此信号以消除此噪音。图3显示了这种增加的采样率的结果。由于这种噪音与位置抖动直接相关，我们可以看到旧驱动器100倍的提高！

这种更高的采样率的另一个好处是速度的增加。驱动器只能读取这么多的每秒计数 - 采样率越高，我们可以读取的数量越多。编码器制造商每年都有更精细的音高尺度，这些尺度受到驱动器最大输入速率的影响。从40μm间距刻度移动到4μm间距尺度，如果驱动器也更快地升级，则导致10倍的潜在最大定位速度升级，以便更快地读取这些尺度。与他们的前辈相比，X系列驱动器具有4倍的编码器输入速率。

由于具有更高的性能始终是新设计的目标，因此利用具有X-Drive的模拟编码器，可以使用鲁棒控制包来最小化可听噪声并最大化速度稳定性的环境。

结论

让设计阶段是您寻找愿意与您合作的合作伙伴充分利用新机器的机会。采摘错误的伺服驱动器可能会限制机器的整体性能。改进了通信可靠性，定位精度和编码器采样，该方法内置于经过可靠，强大，性能增强的经过验证的驱动技术，是设计您的下一个系统时的安全选择，这些系统将推动贵公司的增长。