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三维喷头不同步的原因及解决方法
文章来源:郑州喷泉公司      发布者:郑州喷泉

三维喷头不同步的原因及解决方法

  一般来说,三维数码喷头所用电机通常为2 相或3 相步进电机,所用传感器为接近传感器,指标平台或摇摆部分的初始位置。

  对三维喷头而言,要求位置控制的精度又很高。若喷头出水口位置错位5毫米,喷出水柱高度为10 米时,水头位置将相差25 厘米,所以,水柱对出水位置具备很强的放大作用,这要求喷头出水口控制要很精确。而一般的位置传感器在运动一周时只有一个定位点,没有到达传感器指示位置时,只能通过步进电机所走步数进行控制。这样,在同一位置附近往返运动时,因电机失步和机械减速机构的间隙误差累计,造成喷头运动误差积累,产生不同步。

  因此,喷头内产生电机不同步的根本原因在于传感器只有一个定位点,无法实时校正械械间隙误差、电机失步、电机步长误差等。

  喷头内部电机都不同步,更谈不上喷头之间电机同步了。因此,三维喷头在实际应用中只能表演一些全部是快速运动的水型,来掩盖电机的不同步现象。

  通过以上分析,找到问题产生的根本原因,对症下药,才是解决问题之道。我们的解决方案就是更换两个电机主轴传感器为角度传感器,旋转一周可以实现2048个定位点,以够实时知道主轴转动位置,通过通讯手段,将主轴位置发送到三维喷头控制器,三维喷头控制器根据电机主轴的实时位置,根据误差和剩余 角度自动计算到达目标的速度。

  具体来说,两台电机均采用运行时间和到达目标位置作为唯一控制量进行控制。根据距离目标位置的角度△R和距离目标的时间△T,计算当前应该运行的速度是△R/△T,通过这样的剩余距离除以剩余时间实时校正运行速度,来保证达到目标的时间这个唯一量正确,实现两台电机的同步。

  在实际实现过程中,这种实时校正剩余距离和剩余时间的方法对控制系统的实时性能要求很高,而不可能使用台式计算机系统直接进行控制,无论是Windows XP 还是Vista,甚至包括目前的Win8,都是以事务处理为优先的操作系统,不是实时处理操作系统,因此,不可能使用计算机直接由上层软件控制,需要使用高性能单片机或DSP 来实时处理数据,系统中称为同步控制器的装置,作为计算机的下位机使用,完成对三维数码喷头的控制。这样,既解放了上位计算机的资源紧张问题,又满足了实时任务处理要求。而对上位计算机来说,主要任务是控制不同喷头间的同步,将喷头内两电机的同步问题,交给下位机处理。下位机直接接收步进电机主轴位置实时信息,进行主轴运行速度校正。

 


       
 
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