Синхронизация шаговых двигателей и серводвигателей необходима для достижения точного управления движением. Синхронизация двигателей означает скоординированное управление несколькими двигателями для обеспечения согласованного и точного движения. Эта возможность критически важна в автоматизированных системах, таких как робототехника и станки с ЧПУ.
Ниже приведены несколько распространённых методов синхронизации двигателей.
1. Импульсная синхронизация
Импульсная синхронизация обеспечивает согласованное движение нескольких двигателей путём подачи синхронизированных импульсных сигналов. Этот метод широко применяется как с шаговыми двигателями, так и с серводвигателями.
Механизм синхронизации
Контроллер одновременно подаёт импульсные сигналы на несколько двигателей, обеспечивая одинаковую частоту импульсов для каждого двигателя, что позволяет достичь синхронного движения.
При применении к шаговым двигателям используются две распространённые схемы подключения:
- Один драйвер управляет двумя двигателями. Например, драйвер DM456AI может одновременно управлять двумя двигателями, сохраняя синхронность.
- Один контроллер подаёт сигнал на два одинаковых драйвера шаговых двигателей, каждый из которых подключён к одинаковому двигателю. Недостатком этого подхода является необходимость большего монтажного пространства.
Особенности
- Простота реализации; подходит для низкоскоростных приложений малого масштаба. Импульсная синхронизация эффективна при ширине синхронизации до 1,5 м.
- Позиционное отклонение, как правило, достаточно велико, поэтому данный метод лучше подходит для гибких портальных систем, допускающих определённое отклонение.
2. Синхронизация через выход с делением частоты
Некоторые серводвигатели предоставляют функцию выхода с делением частоты, которую можно использовать для синхронизации. Этот метод особенно полезен, когда контроллер не может обеспечить два независимых импульсных выхода.
Например, подключение выхода энкодера с делением частоты (A+, A−, B+, B−) разъёма CN1 одного сервопривода A6 к импульсному входу другого сервопривода A6 обеспечит синхронную работу обоих устройств.
Особенности
- Основной принцип тот же, что и при импульсной синхронизации: простота реализации и пригодность для низкоскоростных приложений малого масштаба.
- Позиционное отклонение, как правило, достаточно велико, поэтому данный метод лучше подходит для гибких портальных систем, допускающих определённое отклонение.
3. CANopen и другие протоколы полевых шин
Шина CAN (Controller Area Network) — широко используемый протокол связи, особенно подходящий для приложений реального времени, требующих управления и мониторинга. Использование полевой шины на базе CAN для синхронизации серводвигателей является эффективным и надёжным решением.
Проектирование системы
- Выбор контроллера: Выберите сервопривод с поддержкой связи по шине CAN, чтобы обеспечить обработку команд синхронизации и данных обратной связи.
- Топология сети: Спроектируйте подходящую топологию сети — например, линейную (шинную) или звездообразную — для обеспечения стабильной передачи сигналов.
Стратегии синхронизации
- Базовая синхронизация: Главный контроллер отправляет команду синхронизации, и каждый серводвигатель начинает движение одновременно при получении команды. Этот подход подходит для простых требований к синхронизации.
- Прецизионная синхронизация: Используя данные обратной связи в реальном времени, главный контроллер непрерывно корректирует состояние каждого двигателя для компенсации изменений нагрузки и динамических условий, обеспечивая высокоточное синхронное управление.
4. Высококлассные сервоприводы со встроенной функцией портальной синхронизации
Некоторые высококлассные сервоприводы включают встроенную функцию портальной синхронизации. Обратите внимание, что StepperOnline в настоящее время не предлагает продукцию с данной функцией.