Sterowanie stołem obrotowym

Pomiar formy przestrzennej przedmiotu umieszczonego na stole obrotowym za pomocą współrzędnościowej maszyny pomiarowej z głowicą stykową, tak aby stół obrotowy obracał się o zadaną wartość kątową na polecenia wydawane przez współrzędnościową maszynę pomiarową.

Zrealizowane za pomocą mikrokontrolera DSPIC33EP32MC202. Serwomotor obraca wrzeciono główne poprzez przekładnię redukcyjną 1/80. Na wale silnika znajduje się enkoder inkrementalny (sygnały A, B, indeks), który daje 4500 impulsów na 1 obrót silnika plus 1 sygnał indeksu. To jest 360 000 impulsów/1 obrót stołu (rozdzielczość 0,001°, 4500 x 80 = 360 000).

• Sygnał DIR, wybór kierunku obrotu
• Sygnał STEP (chociaż to nie jest silnik krokowy !!), który obraca wrzeciono główne o pewną wielkość.

Jako wyjściową "hipotezę", taki impuls obraca wrzeciono o 0,001°, i dla każdego impulsu STEP generowany jest jeden inkrementalny impuls wyjściowy na enkoderze inkrementalnym na wale silnika. (To zapewnia sprzężenie zwrotne, dzięki czemu można zrealizować sterowanie w pętli zamkniętej). Ze względu na konstrukcję mechaniczną i bezwładność systemu, można go przyspieszyć tylko do określonej (zmierzonej) prędkości; powyżej tej prędkości przychodzące impulsy "krokowe" nie są wykonywane natychmiast, ale elektronika serwomotoru buforuje je i wykonuje dopiero później. W ten sposób powstaje poślizg (slip), opóźnienie, które jest wskazywane przez różnicę między liczbą wydanych impulsów a liczbą przychodzących impulsów inkrementalnych (proporcjonalnych do rzeczywistego kąta obrotu). (Liczba imp. incr. będzie mniejsza!) Serwomotorem należy sterować tak, aby ta wartość poślizgu nie przekroczyła zdefiniowanego poziomu!

Przed właściwymi operacjami roboczymi wrzeciono główne musi zostać ustawione w punkcie referencyjnym (punkcie zerowym).

Realizacja :

Na obrzeżu wrzeciona głównego znajduje się "trzpień" pozycjonujący "punkt zerowy/punkt referencyjny", który podczas obrotu, gdy dotrze do czujnika indukcyjnego umieszczonego na stojanie, generuje sygnał, który nazywamy sygnałem biegu pełzającego, ponieważ jeśli ten sygnał nadejdzie, początkowy szybki obrót zmienia się w powolny obrót pełzający. Ze względu na przekładnię redukcyjną (1/80 ?), sygnał indeksu enkodera inkrementalnego dociera w ciągu maks. kilku stopni po nadejściu sygnału. To, skorygowane o wartość przesunięcia (ze względu na konstrukcję mechaniczną), wyznacza referencję lub punkt zerowy, do którego sterowanie jeszcze obraca wrzeciono główne.

Z QEI - quadrature encoder interface, który odbiera sygnały QEA, QEB i IND enkodera inkrementalnego i zlicza impulsy za pomocą 32-bitowego licznika w górę/w dół! (Sygnał indeksu jest potrzebny do przejścia do pozycji ref.!) Przy rejestracji punktu referencyjnego należy użyć sygnału indeksu (IND).

PIC zlicza sygnały inkrementalne, wykrywa nadejście sygnału indeksu, odbiera polecenia z tabletu (OS Android), wykonuje je sterując "krokowaniem", przyspieszaniem, zwalnianiem i ciągłym ruchem serwomotoru aż do osiągnięcia zadanej pozycji inkrementalnej. Następnie czeka na kolejne polecenie. Podczas ruchu ciągle wysyła aktualne dane o pozycji (wartość kąta, dokładność 0,001°!) do tabletu, który je wyświetla.