Elektromagnētisko traucējumu (EMI) problēmu risināšana servodzinēju pakāpēs

Mēs jau vairāk nekā 9 gadus būvējam manuālas un motorizētas skatuves. Mēs arī izgatavojam automatizētas izlīdzināšanas platformas. Tāpēc esam saskārušies ar daudzām elektromagnētisko traucējumu problēmām. Dažas ir vienkāršas, bet citas liek gribēties raut matus.

Ja strādājat ar optisko izlīdzināšanu, jūs pazīstat šo sajūtu. Skatuve kustas. Kamera izskatās. Attēlā ir troksnis. Pozīcija atšķiras par dažiem mikroniem. Jūs pārbaudāt mehāniku. Viss ir cieši. Tad jūs saprotat, ka problēma nav mehāniska. Tas ir elektrisks troksnis.

Šī rokasgrāmata ir paredzēta pircējiem, inženieriem un ikvienam, kam nepieciešamaservo motora pakāpekas tiešām darbojas īstā rūpnīcā. Bez liekvārdības. Tikai praktiskas lietas, ko esam iemācījušies no reāliem projektiem.

Ko EMI dara ar servo motora posmu

EMI apzīmē elektromagnētiskos traucējumus. Tas ir nevēlams elektriskais troksnis. Tas var izplatīties pa kabeļiem vai pa gaisu. Nonākot uz skatuves, tas rada traucējumus diskdziņa, kodētāja, kameras vai sensoru darbībā.

Rezultāts?Kustību vadības traucējumiPlatforma nepārvietojas tieši tur, kur norādīts. Dažreiz tā ir niecīga kļūda. Dažreiz tā ir liela. Optiskajā izlīdzināšanā pat niecīga kļūda ir liela problēma.

Laboratorijā esam redzējuši standarta paliktni ar 2 µm atkārtojamību. Ražošanas līnijā tā samazinājās līdz 15 µm. Tas pats paliktnis. Tā pati mehānika. Vienīgā atšķirība bija elektromagnētiskie traucējumi no tuvumā esošajām iekārtām.

No kurienes rodas EMI motorizētajos posmos

EMI motorizētās pakāpēsparasti nāk no četrām vietām. Apskatīsim tās sīkāk.

Vadītājs parasti ir galvenais aizdomās turamais

Lielākā daļa servo piedziņu izmanto PWM. Tas nozīmē, ka tās ļoti ātri ieslēdz un izslēdz barošanu. Mēs runājam par 10 kHz līdz 100 kHz vai vairāk. Šī ātrā pārslēgšanās rada augstfrekvences troksni. Tas ir lielākais EMI avots lielākajā daļā sistēmu.

Kabeļi un zemējums: parastie aizdomās turamie

Strāvas kabeļiem un signāla kabeļiem nekad nevajadzētu atrasties kopā. Ja tie tā notiek, troksnis pārlec no viena uz otru. Esam redzējuši 3 metrus garu neekranētu kodētāja kabeli blakus 220 V barošanas kabelim. Tas pievienoja 10 µm kļūdu. Tikai kabeļu izvietojuma dēļ.

Vēl viena liela problēma ir slikts zemējums. Zemējuma cilpa darbojas kā antena. Tā uztver troksni un nosūta to tieši uz jūsu kodētāju vai kameru.

Kodētāji un kameras ir upuri

Enkoderi sūta zemsprieguma signālus. Tos ir viegli traucēt. Ja kodētāja kabelis nav ekranēts, troksnis var mainīt impulsus. Tad piedziņa domā, ka pakāpe atrodas kaut kur citur.

Arī kameras ir jutīgas. Elektromagnētiskie traucējumi attēlā parādās kā līnijas, sniegs vai slīdošas joslas. Programmatūra redz nepareizo malu. Tā aprēķina nepareizu nobīdi. Poga pārvietojas uz nepareizo vietu.

Citi avoti, par kuriem jūs, iespējams, neesat iedomājies

Metinātāji, sūkņi, lāzeri un pat dienasgaismas spuldzes var radīt elektromagnētiskos traucējumus (EMI). Reiz mums bija klients, kura platforma pārstāja darboties katru reizi, kad ieslēdzās tuvumā esošā metināšanas iekārta. Platforma bija kārtībā. Problēma bija vide.

Kāpēc automatizētā optiskā izlīdzināšana ir tik jutīga

EMI motorizētās platformās automatizētām optiskās izlīdzināšanas platformāmir izplatīta un dārga problēma. Lūk, kāpēc.

Optiskā izlīdzināšana ir slēgtas cilpas process. Kamera aplūko atzīmi. Programmatūra aprēķina nobīdi. Platforma pārvietojas, lai to izlabotu. Pēc tam kamera vēlreiz pārbauda. Ja kameras signālā nonāk EMI, attēls nav skaidrs. Ja EMI nonāk kodētāja signālā, diskdzinis rodas apjukums. Cilpa nekad nenostabilizējas.

Daudzās rūpnīcās mērķis ir no 1 µm līdz 5 µm. Elektromagnētiskie traucējumi var viegli pievienot 10 µm līdz 50 µm kļūdu. Tā ir atšķirība starp sekmīgu un nesekmīgu pārbaudi.

Kā samazināt kustības vadības traucējumus servo motoru pakāpēs automatizētām optiskās izlīdzināšanas platformām?

Šis ir lielais jautājums.Kā samazināt kustības vadības traucējumus servo motoru pakāpēs automatizētām optiskās izlīdzināšanas platformām?Atbilde nav viena maģiska detaļa. Tā ir sistēmiska pieeja.

Šeit ir 8 lietas, ko mēs darām reālos projektos.

1. Izmantojiet ekranētus vītā pāra kabeļus

Ekranēšana bloķē elektriskos laukus. Savēršana atceļ magnētiskos laukus. Enkoderiem izmantojiet ekranētus vītā pāra kabeļus. Motora barošanai izmantojiet ekranētus kabeļus. Augstas frekvences trokšņa gadījumā pievienojiet ekranējumu abos galos. Zemas frekvences trokšņa gadījumā izmēģiniet vienu galu. Pārbaudiet abus.

Labs ekrāns var samazināt troksni par 20 dB līdz 40 dB. Tas ir 10 līdz 100 reižu mazāks trokšņa spriegums.

2. Turiet strāvas un signāla vadus atsevišķi

Strāvas kabeļus novietojiet vismaz 20 cm attālumā no signāla kabeļiem. Ja tiem ir jākrustojas, dariet to 90 grādu leņķī. Nekad nenovietojiet tos paralēli lielos attālumos. Šis vienkāršais noteikums var samazinātkustības vadības traucējumiuz pusi vai vairāk.

3. Salabojiet zemējumu

Analogajiem signāliem izmantojiet viena punkta zemējumu. Augstas frekvences trokšņiem izmantojiet zemējuma plakni. Zemējuma vadiem jābūt īsiem un resniem. Izvairieties no ziedlapķēdēm. Slikts zemējums var pasliktināt EMI, nevis uzlabot.

4. Pievienojiet EMI filtrus un ferīta serdes

Uzstādiet EMI filtru piedziņas maiņstrāvas ieejā. Pievienojiet ferīta serdes motora un kodētāja kabeļiem. Ferīta serde var palielināt impedanci par 10–30 dB augstā frekvencē. Tā aptur trokšņa izplatīšanos pa kabeli.

5. Izvēlieties zema elektromagnētiskā lauka piedziņas un motorus

Ne visi diskdziņi ir vienādi. Dažiem ir mīkstā pārslēgšana. Dažiem ir iebūvēti filtri. Dažiem motoriem ir labāka tinumu konstrukcija. Pieprasiet EMI testa datus. Zema EMIservo motora pakāpevar izmaksāt par 10–20 % vairāk. Taču tas var ietaupīt 50 % atkļūdošanas laika.

6. Uzlabojiet kodētāja atgriezenisko saiti

Izmantojiet diferenciālos kodētājus vienpusējā koda vietā. Diferenciālie signāli noraida kopējā režīma troksni. Spēcīgos magnētiskajos laukos izmantojiet optiskos kodētājus. Netīrās vidēs izmantojiet magnētiskos kodētājus. Pielāgojiet kodētāju darbam.

7. Izmēriet pirms labošanas

Nevar salabot to, ko nevar izmērīt. Izmantojiet osciloskopu, lai pārbaudītu kodētāja signālus. Izmantojiet EMI uztvērēju, lai atrastu izstaroto troksni. Pārbaudiet kameras, kodētāja un diskdziņa tuvumā. Ierakstiet trokšņa līmeni pirms un pēc katras labošanas.

8. Izmantojiet programmatūras filtrus kā pēdējo līdzekli

Dažreiz ar aparatūru vien nepietiek. Diskdzinim var pievienot iecirtuma filtru. Kameras programmatūrā var pievienot zemfrekvences filtru. Var aprēķināt vairāku rādījumu vidējo vērtību. Šīs metodes nenovērš elektromagnētiskos traucējumus, bet samazina to ietekmi.

1. tabulā parādīts, kādus uzlabojumus jūs varat sagaidīt.

Zema EMI servo motora pakāpe salīdzinājumā ar standarta servo motora pakāpi automatizētai optiskajai izlīdzināšanai

Iegādājoties skatuvi, jums ir izvēle. Jūs varat iegādāties standarta skatuvi. Vai arī varat iegādāties skatuvi ar zemu elektromagnētisko traucējumu līmeni.Zema EMI servo motora pakāpe salīdzinājumā ar standarta servo motora pakāpi automatizētai optiskajai izlīdzināšanaiSalīdzināšana ir svarīga. Tā ietekmē cenu, izpildes laiku un veiktspēju.

Lūk, kā viņi salīdzina.

Vienkāršiem uzdevumiem ir piemērots standarta paliktnis. Ja pārvietojaties no punkta A uz punktu B ar 50 µm precizitāti, elektromagnētiskajiem traucējumiem (EMI) var nebūt nozīmes. Taču, ja optiskos komponentus izlīdzināt ar 1 µm precizitāti, standarta paliktnis var neizdoties.

Zema EMI pakāpe izmaksā vairāk. Taču tā samazina risku. Tā ietaupa inženierijas laiku. Tā uzlabo ražību. Daudzos projektos papildu izmaksas atmaksājas dažu nedēļu laikā.

Vienkāršs atlases kontrolsaraksts

Kā izvēlēties pareizoservo motora pakāpeIzmantojiet šo kontrolsarakstu.

1. darbība: definējiet savu EMI vidi.Uzskaitiet tuvumā esošās iekārtas. Metinātāji, sūkņi, lāzeri un piedziņas ir spēcīgi trokšņa avoti. Pārbaudiet attālumu. Pārbaudiet frekvenci.

2. darbība. Pārbaudiet atkārtojamību, ne tikai izšķirtspēju.Galdiņam var būt 0,1 µm izšķirtspēja. Taču, ja atkārtojamība ir 5 µm, tas nevar noturēt 1 µm izlīdzinājumu. Jautājiet testa datus sadaļā EMI.

3. darbība. Pajautājiet par ekranēšanu un zemējumu.Vai kabeļi ir ekranēti? Kā ir pievienots ekrāns? Vai ir iezemējuma plate? Vai varat sniegt iezemējuma shēmu?

4. darbība: pārskatiet kabeļu un savienotāju dizainu.Metāla savienotāji ir labāki nekā plastmasas. Tie nodrošina ekranēšanu. Pārbaudiet kabeļa locījuma rādiusu. Stingrs locījums var pārraut ekranējumu.

5. darbība: pieprasiet EMI testa datus.Pieprasiet izstarotās un vadītās emisijas datus. Pieprasiet imunitātes testa datus. Ja piegādātājs tos nevar nodrošināt, esiet uzmanīgi.

6. solis: Apsveriet kopējās izmaksas.Nesalīdziniet tikai posma cenu. Iekļaujiet inženierijas laiku, atkļūdošanas laiku, dīkstāves laiku un ražas zudumus.

Reāli gadījumi no mūsu ražotnes

Mēs esam redzējušiEMI motorizētās pakāpēsdaudzās nozarēs. Šeit ir četri reāli gadījumi.

1. gadījums: pusvadītāju plākšņu pārbaude.Klients izmantoja standartuservo motora pakāpeKamera uztvēra 5 µm troksni. Galda atkārtojamība bija 3 µm. Pēc ekranētu kabeļu un ferīta serdes pievienošanas troksnis samazinājās līdz 1 µm. Raža uzlabojās par 8%.

2. gadījums: Displeja paneļa remonts.Displeja remonta sistēmā ik pēc 20–30 cikliem radās nejaušas piedziņas kļūmes. Cēlonis bija zemējuma cilpa starp platformu un lāzeru. To novērsa vienpunkta zemējums un izolācijas transformators. Kļūmes pilnībā izzuda.

3. gadījums: medicīnisko preparātu skenēšana.Medicīniskajam skenerim bija nepieciešama vienmērīga kustība. Platforma vibrēja ar frekvenci 100 Hz. Iemesls bija PWM troksnis no piedziņas. Zemfrekvences filtrs un zema EMI piedziņa samazināja vibrāciju par 90%.

4. gadījums: lāzera izlīdzināšana.Lāzera izlīdzināšanas platformai bija 10 µm pozīcijas kļūda. Kodētāja kabelis nebija ekranēts. Tas 3 metrus atradās blakus 220 V barošanas kabelim. Pēc kabeļu atdalīšanas un ekranēta kodētāja kabeļa izmantošanas kļūda samazinājās līdz 1,5 µm.

Bieži uzdotie jautājumi

Kā samazināt kustības vadības traucējumus servo motoru pakāpēs automatizētām optiskās izlīdzināšanas platformām?
Izmantojiet ekranētus kabeļus. Atdaliet barošanu un signālu. Pareizi iezemējiet. Pievienojiet filtrus un ferītus. Izvēlieties pakāpi ar zemu EMI. Pārbaudiet ar osciloskopu. Šīs darbības samazinakustības vadības traucējumivairumā gadījumu par 80% līdz 95%.

Kāds ir lielākais EMI avots servodzinēja pakāpē?
PWM servo piedziņa ir lielākais avots. Motora kabeļi ir otrajā vietā. Zemējuma cilpas ir trešajā.

Vai es varu novērst EMI, nemainot posmu?
Jā. Varat pievienot filtrus, ferītus un ekranētus kabeļus. Varat uzlabot zemējumu. Taču, ja skatuves dizains ir slikts, uzlabojums var būt tikai daļējs.

Cik maksā zema EMI servodzinēja pakāpe?
Zema EMI pakāpiens maksā par 10–30 % vairāk nekā standarta pakāpiens. Precīza cena ir atkarīga no pārvietošanās attāluma, slodzes un precizitātes.

Vai man ir nepieciešama zema EMI pakāpe tīrtelpai?
Tīrtelpa nenovērš elektromagnētiskos traucējumus (EMI). Taču tīrtelpas aprīkojums bieži vien ir jutīgs. Tīrtelpas optiskajai izlīdzināšanai laba izvēle ir platforma ar zemu EMI līmeni.

Kā es varu pārbaudīt EMI?
Signāla trokšņa noteikšanai izmantojiet osciloskopu. Izstarotā trokšņa noteikšanai izmantojiet EMI uztvērēju. Pārbaudiet kameru, kodētāju un piedziņu. Salīdziniet pirms un pēc katra labojuma.

Kāpēc sadarboties ar mums

Mēs šajā nozarē darbojamies jau vairāk nekā 9 gadus. Mēs ražojam manuālas un motorizētas skatuves. Mēs arī ražojam automatizētas izlīdzināšanas platformas. Mēs koncentrējamies uz pētniecību un attīstību, ražošanu un pārdošanu. Mēs saprotam elektromagnētiskos traucējumus (EMI), jo mēs tos testējam katru dienu.

Mūsuservo motora pakāpeiespējas ietver:

Zema EMI kabeļu komplekti.

Ekranēti kodētāja kabeļi.

Iebūvēti EMI filtri.

Diferenciālie kodētāji.

Pielāgots zemējuma dizains.

EMI testa dati pēc pieprasījuma.

Mēs nepārdodam tikai skatuvi. Mēs palīdzam jums atrisināt visu kustības problēmu. Ja jums ir elektromagnētisko traucējumu (EMI) problēma, nosūtiet mums savu iestatījumu. Mēs varam pārskatīt jūsu kabeļus, zemējumu un piedziņas iestatījumus. Mēs varam ieteikt zema EMI skatuvi, kas atbilst jūsu budžetam.

Parunāsim par jūsu EMI problēmu

Vai veidojat automatizētu optiskās izlīdzināšanas platformu? Vai esat noguris no tāskustības vadības traucējumiVai jums ir nepieciešamsservo motora pakāpekas darbojas trokšņainā rūpnīcā?

Sazinieties ar mums jau šodien. Pastāstiet mums savu precizitātes mērķi, pārvietošanās diapazonu, slodzi un vidi. Mēs sniegsim jums skaidru ieteikumu. Mēs arī dalīsimies ar testa datiem un izvēles padomiem. Samazināsim EMI un uzlabosim jūsu ražu.

Sazinieties ar mums tūlīt. Saņemiet ātru cenu piedāvājumu. Atrisiniet savu EMI problēmu ar skatuvi, kas uzbūvēta reālai producēšanai.