सर्वो मोटर स्टेजमधील विद्युत चुंबकीय हस्तक्षेप (EMI) समस्यांचे निराकरण करणे

आम्ही ९ वर्षांहून अधिक काळापासून मॅन्युअल आणि मोटराइज्ड स्टेज बनवत आहोत. आम्ही ऑटोमेटेड अलाइनमेंट प्लॅटफॉर्मसुद्धा बनवतो. त्यामुळे आम्ही EMI च्या अनेक समस्या पाहिल्या आहेत. काही सोप्या असतात, तर काही इतक्या त्रासदायक असतात की अक्षरशः डोक्याला हात लावावासा वाटतो.

जर तुम्ही ऑप्टिकल अलाइनमेंटचे काम करत असाल, तर तुम्हाला ही भावना माहीत असेल. स्टेज हलतो. कॅमेरा पाहतो. प्रतिमेत गोंधळ असतो. स्थिती काही मायक्रॉनने चुकलेली असते. तुम्ही यंत्रणा तपासता. सर्व काही घट्ट असते. मग तुमच्या लक्षात येते की समस्या यांत्रिक नाही. तो विद्युत गोंधळ आहे.

हे मार्गदर्शक खरेदीदार, अभियंते आणि ज्या कोणालाही गरज आहे त्यांच्यासाठी आहे.सर्वो मोटर स्टेजजे खऱ्या कारखान्यात प्रत्यक्षात काम करते. कोणताही फापटपसारा नाही. केवळ प्रत्यक्ष प्रकल्पांमधून शिकलेल्या व्यावहारिक गोष्टी.

सर्वो मोटर स्टेजवर EMI काय करते

EMI म्हणजे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंटरफेरन्स. हा एक नको असलेला विद्युत गोंगाट आहे. तो केबल्समधून किंवा हवेतून प्रवास करू शकतो. जेव्हा तो तुमच्या स्टेजमध्ये शिरतो, तेव्हा तो ड्राइव्ह, एन्कोडर, कॅमेरा किंवा सेन्सर्समध्ये अडथळा निर्माण करतो.

निकाल?गती नियंत्रण हस्तक्षेपस्टेज तुम्ही सांगितलेल्या ठिकाणीच अचूकपणे हलत नाही. कधीकधी ही एक छोटीशी चूक असते. कधीकधी ती मोठी असते. ऑप्टिकल अलाइनमेंटमध्ये, अगदी छोटीशी चूकसुद्धा एक मोठी समस्या असते.

आम्ही प्रयोगशाळेत २ µm पुनरावृत्तीक्षमता असलेला एक मानक स्टेज पाहिला आहे. उत्पादन लाइनवर, ती १५ µm पर्यंत कमी झाली. स्टेज तोच होता. कार्यप्रणालीही तीच होती. फरक फक्त जवळच्या उपकरणांमुळे होणाऱ्या EMI चा होता.

मोटरचालन टप्प्यांमध्ये ईएमआय कुठून येतो

मोटरयुक्त टप्प्यांमध्ये EMIसहसा चार ठिकाणांहून येते. चला, त्याबद्दल सविस्तर जाणून घेऊया.

ड्राइव्ह सहसा मुख्य संशयित असतो

बहुतेक सर्वो ड्राइव्ह PWM वापरतात. याचा अर्थ ते वीजपुरवठा खूप वेगाने चालू आणि बंद करतात. आपण १० kHz ते १०० kHz किंवा त्याहून अधिक वारंवारतेबद्दल बोलत आहोत. या वेगवान स्विचिंगमुळे उच्च-वारंवारतेचा गोंगाट निर्माण होतो. बहुतेक प्रणालींमध्ये EMI चा हा सर्वात मोठा स्रोत आहे.

केबल्स आणि ग्राउंडिंग: नेहमीचे संशयित

पॉवर केबल्स आणि सिग्नल केबल्स कधीही एकत्र जोडू नयेत. जर त्या तसे जोडल्या गेल्या, तर नॉईज एका केबलमधून दुसऱ्या केबलमध्ये जातो. आम्ही २२० व्होल्टच्या पॉवर केबलच्या शेजारी ३ मीटर लांबीची अनशिल्डेड एन्कोडर केबल पाहिली आहे. त्यामुळे केवळ केबलच्या मार्गामुळे १० मायक्रोमीटरची त्रुटी वाढली.

खराब ग्राउंडिंग ही आणखी एक मोठी समस्या आहे. ग्राउंड लूप अँटेनासारखे काम करते. ते नॉईज पकडते आणि थेट तुमच्या एन्कोडर किंवा कॅमेऱ्याकडे पाठवते.

एन्कोडर आणि कॅमेरे बळी ठरले आहेत.

एन्कोडर कमी-व्होल्टेजचे सिग्नल पाठवतात. त्यांच्यात सहज व्यत्यय येऊ शकतो. जर एन्कोडर केबल शील्ड केलेली नसेल, तर नॉईजमुळे पल्सेस बदलू शकतात. त्यामुळे ड्राइव्हला वाटते की स्टेज प्रत्यक्षात नसलेल्या ठिकाणी आहे.

कॅमेरे देखील संवेदनशील असतात. EMI प्रतिमेमध्ये रेषा, बर्फाचे लोट किंवा सरकणाऱ्या पट्ट्यांच्या स्वरूपात दिसून येतो. सॉफ्टवेअरला चुकीची कडा दिसते. ते चुकीच्या ऑफसेटची गणना करते. स्टेज चुकीच्या ठिकाणी जातो.

इतर स्रोत ज्यांचा तुम्ही कदाचित विचार केला नसेल

वेल्डर, पंप, लेझर आणि अगदी फ्लोरोसेंट दिवे सुद्धा EMI निर्माण करू शकतात. एकदा आमच्याकडे एक असा ग्राहक होता, ज्याच्या जवळचा वेल्डर चालू झाला की प्रत्येक वेळी त्याचा स्टेज खराब व्हायचा. स्टेज व्यवस्थित होता. समस्या वातावरणात होती.

स्वयंचलित ऑप्टिकल अलाइनमेंट इतके संवेदनशील का असते?

स्वयंचलित ऑप्टिकल अलाइनमेंट प्लॅटफॉर्मसाठी मोटरयुक्त स्टेजमधील EMIही एक सामान्य आणि खर्चिक समस्या आहे. त्याची कारणे खालीलप्रमाणे आहेत.

ऑप्टिकल अलाइनमेंट ही एक क्लोज्ड-लूप प्रक्रिया आहे. कॅमेरा एका खुणेकडे पाहतो. सॉफ्टवेअर ऑफसेटची गणना करते. ते दुरुस्त करण्यासाठी स्टेज हलतो. मग कॅमेरा पुन्हा तपासतो. जर कॅमेऱ्याच्या सिग्नलमध्ये EMI शिरला, तर प्रतिमा स्पष्ट येत नाही. जर एन्कोडरच्या सिग्नलमध्ये EMI शिरला, तर ड्राइव्ह गोंधळून जातो. हे लूप कधीही स्थिर होत नाही.

बऱ्याच कारखान्यांमध्ये १ µm ते ५ µm इतके लक्ष्य असते. EMI मुळे सहजपणे १० µm ते ५० µm इतकी त्रुटी वाढू शकते. उत्तीर्ण होणे आणि अनुत्तीर्ण होणे यातील हाच फरक असतो.

स्वयंचलित ऑप्टिकल अलाइनमेंट प्लॅटफॉर्मसाठी सर्वो मोटर स्टेजमधील मोशन कंट्रोलमधील व्यत्यय कसा कमी करावा?

हाच मोठा प्रश्न आहे.स्वयंचलित ऑप्टिकल अलाइनमेंट प्लॅटफॉर्मसाठी सर्वो मोटर स्टेजमधील मोशन कंट्रोलमधील व्यत्यय कसा कमी करावा?याचे उत्तर एका जादूच्या घटकात नाही. हा एक प्रणालीगत दृष्टिकोन आहे.

प्रत्यक्ष प्रकल्पांमध्ये आम्ही करत असलेल्या ८ गोष्टी येथे दिल्या आहेत.

१. शील्डेड ट्विस्टेड-पेअर केबल्स वापरा

शिल्डिंग विद्युत क्षेत्रांना रोखते. पिळल्याने चुंबकीय क्षेत्र नाहीसे होते. एन्कोडरसाठी शिल्डेड ट्विस्टेड-पेअर वापरा. ​​मोटर पॉवरसाठी शिल्डेड केबल्स वापरा. ​​उच्च-फ्रिक्वेन्सी नॉईजसाठी दोन्ही टोकांना शिल्ड जोडा. कमी-फ्रिक्वेन्सी नॉईजसाठी, एका टोकाने प्रयत्न करा. दोन्ही टोके तपासा.

एक चांगले शील्ड आवाज २० ते ४० डेसिबलने कमी करू शकते. म्हणजेच, आवाजाचा व्होल्टेज १० ते १०० पटीने कमी होतो.

२. पॉवर आणि सिग्नलच्या तारा वेगळ्या ठेवा

पॉवर केबल्स सिग्नल केबल्सपासून किमान २० सेमी दूर ठेवा. जर त्यांना एकमेकांना ओलांडायचेच असेल, तर ९० अंशांच्या कोनातून ओलांडा. त्यांना जास्त अंतरासाठी कधीही समांतर नेऊ नका. हा साधा नियम धोका कमी करू शकतो.गती नियंत्रण हस्तक्षेपअर्ध्याने किंवा त्याहून अधिक.

३. तुमचे ग्राउंडिंग दुरुस्त करा

अ‍ॅनालॉग सिग्नल्ससाठी सिंगल-पॉइंट ग्राउंड वापरा. ​​उच्च-फ्रिक्वेन्सी नॉईजसाठी ग्राउंड प्लेन वापरा. ​​ग्राउंड वायर्स लहान आणि जाड ठेवा. डेझी चेन्स टाळा. खराब ग्राउंडमुळे EMI सुधारण्याऐवजी, तो आणखी बिघडू शकतो.

४. ईएमआय फिल्टर्स आणि फेराइट कोअर्स जोडा

ड्राइव्हच्या एसी इनपुटवर ईएमआय फिल्टर लावा. मोटर आणि एन्कोडर केबल्सवर फेराइट कोअर लावा. फेराइट कोअर उच्च फ्रिक्वेन्सीवर १० ते ३० डीबी इम्पेडन्स वाढवू शकतो. तो केबलमधून नॉईजला प्रवास करण्यापासून थांबवतो.

५. कमी ईएमआय असलेले ड्राइव्ह आणि मोटर्स निवडा

सर्वच ड्राइव्ह सारखे नसतात. काहींमध्ये सॉफ्ट स्विचिंग असते. काहींमध्ये अंगभूत फिल्टर्स असतात. काही मोटर्सची वाइंडिंग रचना अधिक चांगली असते. EMI चाचणी डेटासाठी विचारा. कमी-EMIसर्वो मोटर स्टेजयासाठी १०% ते २०% जास्त खर्च येऊ शकतो. पण यामुळे डीबगिंगच्या वेळेत ५०% बचत होऊ शकते.

६. एन्कोडर फीडबॅक सुधारा

सिंगल-एंडेड ऐवजी डिफरेंशियल एन्कोडर वापरा. ​​डिफरेंशियल सिग्नल कॉमन-मोड नॉईजला नाकारतात. तीव्र चुंबकीय क्षेत्रात ऑप्टिकल एन्कोडर वापरा. ​​अस्वच्छ वातावरणात मॅग्नेटिक एन्कोडर वापरा. ​​कामाला अनुरूप असा एन्कोडर निवडा.

७. दुरुस्त करण्यापूर्वी मोजमाप करा

जे मोजता येत नाही, ते दुरुस्त करता येत नाही. एन्कोडर सिग्नल पाहण्यासाठी ऑसिलोस्कोप वापरा. ​​उत्सर्जित होणारा नॉईज शोधण्यासाठी EMI रिसीव्हर वापरा. ​​कॅमेरा, एन्कोडर आणि ड्राइव्हजवळ तपासा. प्रत्येक फिक्सच्या आधी आणि नंतर नॉईजची पातळी नोंदवा.

८. सॉफ्टवेअर फिल्टर्सचा वापर अगदी शेवटचा उपाय म्हणून करा.

कधीकधी केवळ हार्डवेअर पुरेसे नसते. तुम्ही ड्राइव्हमध्ये नॉच फिल्टर लावू शकता. तुम्ही कॅमेरा सॉफ्टवेअरमध्ये लो-पास फिल्टर लावू शकता. तुम्ही अनेक रीडिंग्जची सरासरी काढू शकता. या पद्धती EMI पूर्णपणे काढून टाकत नाहीत, पण त्याचा प्रभाव कमी करतात.

तुम्ही कोणत्या प्रकारची सुधारणा अपेक्षित करू शकता हे तक्ता १ मध्ये दाखवले आहे.

स्वयंचलित ऑप्टिकल अलाइनमेंटसाठी कमी EMI सर्वो मोटर स्टेज विरुद्ध मानक सर्वो मोटर स्टेज

जेव्हा तुम्ही स्टेज खरेदी करता, तेव्हा तुमच्याकडे पर्याय असतो. तुम्ही एक स्टँडर्ड स्टेज खरेदी करू शकता. किंवा तुम्ही लो ईएमआय (low EMI) स्टेज खरेदी करू शकता.स्वयंचलित ऑप्टिकल अलाइनमेंटसाठी कमी EMI सर्वो मोटर स्टेज विरुद्ध मानक सर्वो मोटर स्टेजतुलना महत्त्वाची आहे. त्याचा परिणाम किंमत, वितरण कालावधी आणि कार्यक्षमतेवर होतो.

त्यांची तुलना खालीलप्रमाणे आहे.

साध्या कामांसाठी एक सामान्य स्टेज ठीक आहे. जर तुम्ही ५० µm अचूकतेने एका ठिकाणाहून दुसऱ्या ठिकाणी जात असाल, तर EMI चा फारसा परिणाम होणार नाही. पण जर तुम्ही १ µm अचूकतेने ऑप्टिकल घटकांना संरेखित करत असाल, तर एक सामान्य स्टेज अयशस्वी होऊ शकतो.

कमी EMI असलेल्या टप्प्याला जास्त खर्च येतो. पण त्यामुळे धोका कमी होतो. अभियांत्रिकी वेळेची बचत होते. उत्पादनक्षमता वाढते. अनेक प्रकल्पांमध्ये, हा अतिरिक्त खर्च काही आठवड्यांतच वसूल होतो.

एक साधी निवड तपासणी सूची

तुम्ही योग्य निवड कशी कराल?सर्वो मोटर स्टेजही तपासणी सूची वापरा.

पायरी १: आपले EMI वातावरण परिभाषित करा.जवळपासच्या उपकरणांची यादी करा. वेल्डर, पंप, लेझर आणि ड्राइव्ह हे आवाजाचे मोठे स्रोत आहेत. अंतर तपासा. वारंवारता तपासा.

पायरी २: केवळ रिझोल्यूशनच नव्हे, तर पुनरावृत्तीक्षमताही तपासा.एका स्टेजचे रिझोल्यूशन ०.१ µm असू शकते. परंतु जर रिपीटॅबिलिटी ५ µm असेल, तर ते १ µm अलाइनमेंट टिकवून ठेवू शकत नाही. EMI अंतर्गत चाचणी डेटाची मागणी करा.

पायरी ३: शिल्डिंग आणि ग्राउंडिंगबद्दल विचारा.केबल्स शील्डेड आहेत का? शील्ड कसे जोडले आहे? ग्राउंड प्लेन आहे का? तुम्ही ग्राउंडिंग डायग्राम देऊ शकता का?

पायरी ४: केबल आणि कनेक्टरच्या डिझाइनचे पुनरावलोकन करा.धातूचे कनेक्टर प्लास्टिकपेक्षा चांगले असतात. ते शिल्डिंग प्रदान करतात. केबलच्या वळणाची त्रिज्या तपासा. जास्त तीव्र वळणामुळे शिल्ड तुटू शकते.

पायरी ५: EMI चाचणी डेटाची विनंती करा.विकिरणित आणि संवाहक उत्सर्जनाचा डेटा मागा. प्रतिकारशक्ती चाचणीचा डेटा मागा. जर पुरवठादार तो देऊ शकत नसेल, तर सावध रहा.

पायरी ६: एकूण खर्चाचा विचार करा.केवळ स्टेजच्या किंमतीची तुलना करू नका. त्यात इंजिनिअरिंग वेळ, डीबगिंग वेळ, डाउनटाइम आणि उत्पादन घट यांचाही समावेश करा.

आमच्या कार्यशाळेतील प्रत्यक्ष उदाहरणे

आपण पाहिले आहेमोटरयुक्त टप्प्यांमध्ये EMIअनेक उद्योगांमध्ये. येथे चार वास्तविक उदाहरणे दिली आहेत.

प्रकरण १: सेमीकंडक्टर वेफरची तपासणी.एका ग्राहकाने मानक वापरलेसर्वो मोटर स्टेजकॅमेऱ्यात ५ µm नॉईज आढळला. स्टेजची रिपीटॅबिलिटी ३ µm होती. शील्डेड केबल्स आणि फेराइट कोअर जोडल्यानंतर, नॉईज १ µm पर्यंत कमी झाला. यिल्डमध्ये ८% ने सुधारणा झाली.

प्रकरण २: डिस्प्ले पॅनलची दुरुस्ती.एका डिस्प्ले दुरुस्ती प्रणालीमध्ये दर २०-३० सायकलला ड्राइव्हमध्ये अनियमित बिघाड होत होता. याचे कारण स्टेज आणि लेझरमधील ग्राउंड लूप होते. सिंगल-पॉइंट ग्राउंड आणि आयसोलेशन ट्रान्सफॉर्मरने ही समस्या दूर केली. बिघाड पूर्णपणे थांबले.

प्रकरण ३: वैद्यकीय स्लाईड स्कॅनिंग.एका मेडिकल स्कॅनरला सुरळीत हालचालीची आवश्यकता होती. स्टेज १०० हर्ट्झवर कंपन करत होता. याचे कारण ड्राइव्हमधील PWM नॉईज होते. लो-पास फिल्टर आणि लो-ईएमआय ड्राइव्हने कंपन ९०% ने कमी केले.

प्रकरण ४: लेझर संरेखन.एका लेझर अलाइनमेंट प्लॅटफॉर्ममध्ये १० µm स्थिती त्रुटी होती. एन्कोडर केबल अनशिल्डेड होती. ती २२० V पॉवर केबलच्या बाजूने ३ मीटरपर्यंत जात होती. केबल्स वेगळ्या करून आणि शिल्डेड एन्कोडर केबल वापरल्यानंतर, त्रुटी १.५ µm पर्यंत कमी झाली.

वारंवार विचारले जाणारे प्रश्न

स्वयंचलित ऑप्टिकल अलाइनमेंट प्लॅटफॉर्मसाठी सर्वो मोटर स्टेजमधील मोशन कंट्रोलमधील व्यत्यय कसा कमी करावा?
शील्डेड केबल्स वापरा. ​​पॉवर आणि सिग्नल वेगळे ठेवा. योग्यरित्या ग्राउंडिंग करा. फिल्टर्स आणि फेराइट्स लावा. कमी-ईएमआय (EMI) असलेला स्टेज निवडा. ऑसिलोस्कोपने चाचणी करा. या पायऱ्यांमुळे धोका कमी होतो.गती नियंत्रण हस्तक्षेपबहुतांश प्रकरणांमध्ये ८०% ते ९५% पर्यंत.

सर्वो मोटर स्टेजमध्ये EMI चा सर्वात मोठा स्रोत कोणता आहे?
PWM सर्वो ड्राइव्ह हा सर्वात मोठा स्रोत आहे. दुसऱ्या क्रमांकावर मोटर केबल्स आहेत. तिसऱ्या क्रमांकावर ग्राउंड लूप्स आहेत.

स्टेज न बदलता मी EMI दुरुस्त करू शकेन का?
होय. तुम्ही फिल्टर्स, फेराइट्स आणि शील्डेड केबल्स लावू शकता. तुम्ही ग्राउंडिंग सुधारू शकता. पण जर स्टेजची रचनाच खराब असेल, तर तुम्हाला केवळ अंशतःच सुधारणा मिळू शकेल.

कमी EMI असलेल्या सर्वो मोटर स्टेजची किंमत किती आहे?
लो ईएमआय स्टेजची किंमत स्टँडर्ड स्टेजपेक्षा १०% ते ३०% जास्त असते. अचूक किंमत ट्रॅव्हल, लोड आणि अचूकतेवर अवलंबून असते.

क्लीनरूमसाठी मला लो ईएमआय स्टेजची गरज आहे का?
क्लीनरूम EMI काढून टाकत नाही. परंतु क्लीनरूममधील उपकरणे अनेकदा संवेदनशील असतात. क्लीनरूममधील ऑप्टिकल अलाइनमेंटसाठी कमी EMI असलेला स्टेज हा एक चांगला पर्याय आहे.

मी EMI ची चाचणी कशी करू?
सिग्नल नॉईजसाठी ऑसिलोस्कोप वापरा. ​​रेडिएटेड नॉईजसाठी ईएमआय रिसीव्हर वापरा. ​​कॅमेरा, एन्कोडर आणि ड्राइव्हवर चाचणी करा. प्रत्येक फिक्सच्या आधी आणि नंतर तुलना करा.

आमच्यासोबत काम का करावे?

आम्ही या व्यवसायात ९ वर्षांहून अधिक काळापासून आहोत. आम्ही मॅन्युअल आणि मोटराइज्ड स्टेज बनवतो. आम्ही ऑटोमेटेड अलाइनमेंट प्लॅटफॉर्मसुद्धा बनवतो. आम्ही संशोधन आणि विकास (R&D), उत्पादन आणि विक्री यांवर लक्ष केंद्रित करतो. आम्ही दररोज EMI ची चाचणी करत असल्यामुळे आम्हाला त्याची चांगली समज आहे.

आमचेसर्वो मोटर स्टेजपर्यायांमध्ये समाविष्ट आहे:

कमी EMI असलेले केबल सेट.

शील्डेड एन्कोडर केबल्स.

अंगभूत EMI फिल्टर्स.

डिफरेंशियल एन्कोडर.

सानुकूलित ग्राउंडिंग डिझाइन.

EMI चाचणी डेटा विनंतीनुसार उपलब्ध.

आम्ही केवळ स्टेज विकत नाही. आम्ही तुम्हाला हालचालींची संपूर्ण समस्या सोडवण्यासाठी मदत करतो. जर तुम्हाला EMI ची समस्या असेल, तर तुमचा सेटअप आम्हाला पाठवा. आम्ही तुमच्या केबल्स, ग्राउंडिंग आणि ड्राइव्ह सेटिंग्जची तपासणी करू शकतो. आम्ही तुमच्या बजेटमध्ये बसणाऱ्या कमी EMI असलेल्या स्टेजची शिफारस करू शकतो.

तुमच्या EMI समस्येबद्दल बोलूया

तुम्ही स्वयंचलित ऑप्टिकल अलाइनमेंट प्लॅटफॉर्म तयार करत आहात का? तुम्ही कंटाळला आहात का?गती नियंत्रण हस्तक्षेपतुम्हाला गरज आहे का?सर्वो मोटर स्टेजगोंगाटाच्या कारखान्यात चालणारं?

आजच आमच्याशी संपर्क साधा. आम्हाला तुमचे अचूकतेचे लक्ष्य, प्रवासाची श्रेणी, भार आणि वातावरण याबद्दल सांगा. आम्ही तुम्हाला एक स्पष्ट शिफारस देऊ. आम्ही तुम्हाला चाचणी डेटा आणि निवडीबद्दल सल्ला देखील देऊ. चला, EMI कमी करून तुमचे उत्पादन वाढवूया.

आता आम्हाला ईमेल करा. त्वरित दरपत्रक मिळवा. प्रत्यक्ष निर्मितीसाठी तयार केलेल्या स्टेजद्वारे तुमची EMI समस्या सोडवा.