在实际伺服电机控制时,会出现各种各样的问题,比如位置超限,编码器反馈异常等。大多数情况与控制器的脉冲信号配置有关。伺服电机的脉冲输入分为三种模式,分别为脉冲+方向,脉冲+脉冲,A+B相,针对这三种模式的配置输入,下文将以实例来演示如何测试这三种模式,并给出每种波形的技术要求。
我们要认识这三种模式的波形与特点。三种模式的波形,都是由FPGA时序来做相应的配置,外加驱动及隔离光耦,达到输出所需要的稳定的矩形波。下图为三种模式的波形配置图及测试实物图。
我们来逐步来测试不同配置的波形,所用某公司的一款控制器,把脉冲输出口,PU+,PU-,DR+,DR-,A+,A-,B+,B-,信号地这九根线通过导线引出来。先把PU+,-,DR+,-,信号地这三根信号用两路示波器探头夹取,示波器探头的地要共用信号地。开启控制器脉冲+方向模式并设置脉冲频率为1M的波形如下图。
我们设置控制器脉冲模式为“脉冲+方向”,频率设置为2MHz时,检测到的波形如下图,也许你会问,测试出的频率与设置的不相同啊,其实,由于抓取的波形时间较短,会出现频率计算不准确的现象,当我们抓取的时间较长时,波形放大后会出现波形失真的现象。
我们紧接着下一步测试,设置控制器的脉冲模式为“脉冲+脉冲”,频率设置为1MHz,采集的方向不需要特别在意,示波器的探头仍不需要改动,只需要留意方向超前脉冲,或者滞后脉冲的时间间隔即可,可通过示波器的测量来选择,后续会说明波形标准。
然后设置只需要改动频率大小为2MHz,模式不变,改变示波器的采集时间,采集的波形如下图所示,此时会发现波形出现很大的失真,但仍是可以满足测试要求的波形标准的。
其次,接着测试A+B相的波形,对于A+B相,实质上仍是FPGA配置罢了,信号方向角相差90度,幅值都是一样的,通过PU+,PU-,DR+,DR-,分别接到A+,A-,B+,B-,示波器的两路探头分别夹取A+,B+,示波器的地,共用信号地即可,采集1MHz的波形如下图所示。
改变输出频率为2MHz,此时我们可以看到波形有轻微的失真,给示波器添加测试标量,选择相位差这一标量,这样就方便我们来采集对应的相位角是否合格。抓取的波形如下所示。
最后,对这三种模式的脉冲测试就算结束了,我们不但要学会如何测试,更应该学会做个简单的排查,这样当我们的伺服电机运行中出现异常时,我们可以逐步排查,特别是控制器这块,我们要了解其输出的脉冲频率最大能满足多高的运行频率,这样我们以便更好地配合驱动器及伺服电机的使用。附图为对不同频率下波形时间间隔的测试要求 , 我们来通过测试波形的相关参数来判断这三种模式控制器所能达到的最优的脉冲输出参数。以上只是工作中的一些见解,希望对大家有所帮助,谢谢!