Lập trình và điều khiển động cơ servo trong thực tế

Ac servo trong thực tế hoạt động thế nào

Ví dụ thực tế: Bộ động cơ servo Mitsubishi Electrics MELSERVO J4 loại A. Bộ điều khiển sử dụng bộ điều khiển lập trình Mitsubishi Electric seri iQ-R. Màn hình hiển thị GT2708.

Ngoài ra, nếu bạn muốn thực hiện điều khiển động cơ AC servo theo ví dụ này, bạn có thể thay thế bộ điều khiển lập trình Mitsubishi Electric khác như iQ-F, series L, series F. Chỉ cần sử dụng mô đun định vị theo hướng dẫn của từng bộ điều khiển. 

Nếu bạn sử dụng một thiết bị cũ hoặc thiết bị đang sử dụng, hãy thực hiện sao lưu dữ liệu vào máy tính để có thể khôi phục dữ liệu trong trường hợp có sự cố.

Các bước thực hiện kết nối và điều khiển AC Servo

Kết nối AC Servo vào máy tính bằng cáp USB. Kết nối nguồn điện cho servo motor (Mitsubishi Electrics MELSERVO). 

Khởi động phần mềm MR Configurator2 trên máy tính đã kết nối. Chọn [Yes]. Đặt tên cho dự án và lưu lại bằng cách vào Project -> Save as… -> Yes.

Chú ý: Khi sao lưu xong hãy xóa hết dữ liệu trong thiết bị. 

Mở một Project mới bằng cách vào Project -> New project -> MR-J4-A (-RJ) trong menu [Model], chọn [Standard] trong menu [Operation Mode]. Sau đó tích chọn [Servo amplifer connection USB] -> OK

Vào cài đặt Parameter -> Basic -> [Control mode] -> [Position Control mode]. 

Trong [Rotation direction], CW nghĩa là theo chiều kim đồng hồ. CCW là ngược chiều kim đồng hồ. 

Sau đó chọn [Extersion 2] -> [Use EM2].

Tiếp theo chọn [Digital I/O] -> [Auto ON Assignment] -> Bật SON (Servo ON) -> [Axis Writing] -> Yes

Thông báo hiển thị sau khi ghi xong: Nguồn điện cấp cho bộ khuếch đại servo cần được tắt đi bật lại. -> Ok. Sau đó bạn khởi động lại nguồn điện để quá trình thay đổi cài đặt cho bộ khuêch đại servo được hoàn thành.

Điều khiển động cơ servo

Kiểm tra hướng quay của động cơ trước khi kết nối nó với thiết bị là điều không thể thiếu. Việc này sẽ tránh các sự cố hỏng hóc thiết bị, tai nạn lao động xảy ra do chuyển động bất thường. 

Sau khi kiểm tra hết các thiết lập và chắc chắn hoạt động của động cơ là đúng, ta tiến hành nối động cơ tới vít me và chạy thử.

Tiếp tục thao tác trên máy tính, trong phần mềm vừa nãy chúng ta đã thiết lập. Trên [Test Mode] chọn [JOG Mode] -> OK. Thiết lập các giá trị cho [Motor speed] và [Accel./decel.Time constant].

Motor speed (r/min): tốc độ quay của động cơ. Đơn vị đo lường tính trên phút, một phút bao nhiêu vòng. Bạn cài đặt dựa trên thực tế yêu cầu, có thể là 100, 200 vòng/phút…

Accel./decel.Time constant (ms): Thời gian để động cơ đạt mức tốc độ đã đặt trước. Đồng thời cũng là thời gian để động cơ giảm tốc và dừng lại. Tốc độ giới hạn trong khoảng 0-50000 ms tương đương 50s. Quá nhanh quá nguy hiểm!

Sau khi cài đặt tốc độ và thời gian xong, tích chọn [LSP, LSN auto ON]. Chọn tiếp [Forward CCW] -> OK -> lại bấm vào [Forward CCW] ta sẽ thấy vít me di chuyển lên. Nhấn vào [Reverse CW] vít me di chuyển ngược lại về vị trí cũ.

Cài đặt động cơ servo điều khiển vị trí

Trong ví dụ minh họa này, chúng tôi sẽ cài đặt để vít me dừng lại tại 1 điểm gọi là điểm A. 

Trên [Test Mode] chọn [JOG Mode] -> OK -> đặt giá trị [Motor Speed] là 200, Thời gian đạt tốc độ là 1000ms. 

Xem video trên.

Sau khi cài đặt xong phần chuyển động dừng lại tại điểm A, chọn [Positioning Mode] trên [Test Mode] -> OK -> [Command pulse unit] -> OK.

Các giá trị [Motor speed] và [Accel./decel.Time constant] cần được đặt giống như các giá trị trước đó. 

[Move Distance]: thiết lập quãng đường di chuyển. Quãng đường này là khoảng cách di chuyển thực tế. 

• Giá trị p/rev thể hiện độ chính xác của động cơ. Ví dụ [1000 p/rev] có nghĩa là điều khiển servo quay 360 chia thành 1000 mức tăng. Sau mỗi xung, bộ khuếch đại servo sẽ xuất ra 1 tín hiệu. Trong ví dụ này, mỗi xung gây là 0.36 độ chuyển động. Độ chính xác cao hơn nhiều lần so với tốc độ di chuyển của kim đồng hồ. 
• Giá trị càng lớn thì độ chính xác càng cao và quãng đường di chuyển càng nhỏ.

Để kết thúc cài đặt, trong hộp thoại Electronic Gear Setting, chọn [No. of cmd. input pulses per revolution]. Nhập giá trị 10000 – giá trị này thiết đặt cho bộ khuếch đại servo. Chia mỗi vòng quay thành 10000 xung -> OK. 

Cài đặt xong đừng quên ghi nó vào servo: [Axis Writing] -> Yes. Sau khi ghi xong bạn cần tắt nguồn điện và bật lại cho bộ khuếch đại servo.

 

Các ứng dụng của động cơ servo

Trong thời kỳ công nghiệp tự động hóa phát triển liên tục, tốc độ và độ chính xác là 2 điều không thể thiếu. Bằng cách tuân thủ chính xác các lệnh được thiết lập, động cơ servo được ứng dụng đa dạng trong nhiều hệ thống công nghiệp và thương mại. 

Robot công nghiệp là một điển hình. Tại mỗi khớp chung của robot được lắp đặt 1 động cơ servo giúp điều khiển góc di chuyển chính xác của các khớp. 

Ứng dụng động cơ servo trong ngành điện – điện tử: Máy lắp ráp các linh kiện điện tử cần tới độ chính xác cao và tốc độ nhanh chóng như lắp các thiết bị bảng mạch điện tử. Các servo AC thỏa mãn yêu cầu này.

Ứng dụng trong ngành sản xuất thực phẩm, đồ uống: Nhu cầu về quy trình thực phẩm chất lượng cao và an toàn hơn ngày càng tăng, vì vậy, động cơ servo thường được sử dụng như là giải pháp cho nhiều lĩnh vực, ngay cả đối với quy trình thực phẩm.

Ứng dụng trong các máy gia công cơ khí chính xác: các động cơ servo được lắp đặt tại các trục X, Y, Z.. của máy gia công. Điều khiển chính xác mũi khoan gia công tới các vị trí như trong thiết lập. 

Ứng dụng trong điều khiển vận chuyển: Thiết bị vận chuyển là các linh kiện tuyệt đối không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực, khi các ngành công nghiệp trở nên tinh vi và tự động hóa. Một trong các ứng dụng điển hình là việc di chuyển các thiết bị trong nhà kho qua hệ thống băng tải. Động cơ servo giúp điều khiển tốc độ nhanh chậm theo mục đích sử dụng.

Xem thêm: Động cơ Servo là gì? Phân biệt động cơ AC servo và DC servo