Основна функція імпульсних сигналів: позиціонування та контроль швидкості
Імпульсні сигнали - це команди положення, отримані сервоприводом. Їх кількість і частота безпосередньо визначають робочий об'єм і швидкість роботи двигуна.
Кількість імпульсів → Цільове положення (переміщення)
Сервопривод внутрішньо підраховує загальну кількість отриманих імпульсів (тобто «накопичене значення імпульсу») і перетворює його у фактичне механічне зміщення на основі електронного передавального числа.
Електронне передавальне число: це параметр регулювання для еквівалента імпульсу (наприклад, налаштування чисельника/знаменника), який використовується для узгодження співвідношення імпульсного сигналу з механічним зміщенням. Наприклад:
Якщо електронне передавальне відношення становить 1:1, а серводвигун відповідає 2500 лініям зворотного зв’язку датчика на оберт (тобто 10000 імпульсів на оберт, частота в 4 рази), тоді 1 імпульс=1/10000 обертів двигуна.
Якщо коефіцієнт механічної передачі становить крок ходового гвинта 10 мм/оберт, тоді 1 імпульс відповідає переміщенню ходового гвинта: (1/10000) обертів × 10 мм/оберт=0.001 мм (тобто еквівалент імпульсу 1 мкм).
Сценарії застосування: посилаючи фіксовану кількість імпульсів, серводвигун може точно рухатися до цільової позиції (наприклад, позиціонування в дозуючому верстаті, координувати рух у верстаті з ЧПК).
Частота імпульсу → Робоча швидкість
Частота імпульсного сигналу (одиниця: Гц або кГц) визначає швидкість обертання двигуна. Чим вище частота, тим швидше обертається двигун.
Формула: Швидкість двигуна (об/хв)=(частота імпульсів × 60) / (лінії кодера × 4 × електронний знаменник передавального числа).
(Примітка: «×4» вказує на множення частоти кодером у 4 рази, підраховуючи обидва фронти фази AB квадратурних імпульсів; електронний знаменник передавального числа впливає на еквівалент імпульсу.)
Сценарії застосування: шляхом регулювання частоти імпульсів можна досягти прискорення, уповільнення або постійної швидкості руху двигуна (наприклад, регулювання швидкості конвеєрної стрічки).
Основна функція сигналу напрямку: керування обертанням вперед і назад
Сигнал напрямку — це величина перемикання (високий/низький рівень), яка використовується для вказівки сервоприводу, чи повинен двигун обертатися в прямому чи зворотному напрямку.
Сигнальна логіка
Стан рівня сигналу напрямку (наприклад, високий/низький) пов'язаний з напрямком обертання двигуна. Конкретна логіка встановлюється параметрами драйвера (можна налаштувати як «високий рівень переднього обертання» або «низький рівень переднього обертання»).
Наприклад: якщо встановлено «високий рівень прямого обертання», двигун обертається вперед, коли сигнал напрямку високий, і назад, коли він низький.
Координація з імпульсами
Навіть якщо надсилається лише один -імпульс напрямку (наприклад, безперервний позитивний імпульс), двигун рухатиметься лише в одному напрямку. Для двонаправленого руху напрям двигуна має бути переключено за допомогою сигналу напрямку, а кількість імпульсів має бути скоординовано для досягнення різних положень позиціонування.
Типові застосування: автоматичний зворотно-поступальний рух (наприклад, лівий-правий помах роботизованої руки, поперемінний рух платформи XY за віссю X/Y).
Типові сценарії керування в режимі імпульсу + напрямку
Цей метод керування завдяки своїй простій структурі та низькій вартості (вимагає лише двох сигнальних ліній: імпульсу та напряму) широко використовується в одно-- або багато-осьових незалежних сценаріях керування:
Jog Control
Сигнал напрямку запускається зовнішньою кнопкою (наприклад, точкою вводу/виводу ПЛК), одночасно надаючи низькочастотний-імпульс (або підтримуючи імпульсний вихід за допомогою кнопки), уможливлюючи рух двигуна на низькій{1}}швидкості вручну (наприклад, точне-налаштування під час налагодження).
Контроль позиціонування
ПЛК або контролер руху обчислює кількість імпульсів для цільової позиції (перетвореної на основі електронного передавального числа), надсилає відповідну кількість імпульсів + сигнали напрямку, а водій керує двигуном, щоб точно досягти цільової точки (наприклад, положення обробки матеріалу пакувальної машини, координати розміщення машини забору-і-розміщення).
Контроль швидкості
Якщо точне позиціонування не потрібне, а необхідна лише робота з постійною швидкістю, можна надсилати безперервні імпульси (з фіксованою частотою), а сигнал напрямку визначає напрямок обертання (наприклад, безперервна робота конвеєрної стрічки).
Порівняння з іншими методами контролю
Порівняно з керуванням шиною (наприклад, EtherCAT, CANopen) або аналоговим керуванням (команди швидкості ±10 В), режим імпульсу + напрямку має такі переваги:
Просте апаратне забезпечення: потрібні лише дві сигнальні лінії (імпульс, напрямок) + сигнал увімкнення (EN), що призводить до низької вартості.
Сильний захист від-перешкод. Імпульсний сигнал — це цифрова величина (диференціал або відкритий колектор), що робить його менш сприйнятливим до електромагнітних перешкод (особливо на короткі-відстані).
Висока-продуктивність у реальному часі: не потрібні складні протоколи зв’язку; команди записуються безпосередньо до водія, що забезпечує швидку реакцію.
