Основная функция импульсных сигналов: позиционирование и контроль скорости.
Импульсные сигналы представляют собой команды положения, получаемые сервоприводом. Их количество и частота напрямую определяют объем двигателя и рабочую скорость.
Количество импульсов → Целевое положение (смещение)
Сервопривод внутренне подсчитывает общее количество полученных импульсов (т. е. «значение накопления импульсов») и преобразует его в фактическое механическое смещение на основе передаточного числа электронной передачи.
Передаточное число электронного редуктора: это параметр настройки эквивалента импульса (например, настройка числителя/знаменателя), используемый для согласования отношения импульсного сигнала к механическому смещению. Например:
Если передаточное число электронного редуктора составляет 1:1, а серводвигатель соответствует 2500 строкам обратной связи энкодера на оборот (т. е. 10 000 импульсов на оборот, 4-кратная частота), то 1 импульс=1/10 000 оборота двигателя.
Если передаточное число механической передачи составляет шаг ходового винта 10 мм/оборот, то 1 импульс соответствует перемещению ходового винта: (1/10000) оборотов × 10 мм/оборот=0.001 мм (т. е. эквивалент импульса 1 мкм).
Сценарии применения: Отправляя фиксированное количество импульсов, серводвигатель может точно перемещаться в заданное положение (например, позиционирование в дозирующей машине, координация движения на станке с ЧПУ).
Частота импульсов → Рабочая скорость
Частота импульсного сигнала (единицы измерения: Гц или кГц) определяет скорость вращения двигателя. Чем выше частота, тем быстрее вращается двигатель.
Формула: Скорость двигателя (об/мин)=(частота импульсов × 60) / (строки энкодера × 4 × знаменатель передаточного числа электронного редуктора).
(Примечание: «×4» указывает на 4-кратное умножение частоты энкодером, учитывающее оба фронта фазы AB квадратурных импульсов; знаменатель передаточного числа электронного редуктора влияет на эквивалент импульса.)
Сценарии применения: Регулируя частоту импульсов, можно добиться ускорения, замедления или движения двигателя с постоянной скоростью (например, управление скоростью конвейерной ленты).
Основная функция сигнала направления: управление прямым и обратным вращением.
Сигнал направления — это величина переключения (высокий/низкий уровень), используемая для указания сервоприводу, должен ли двигатель вращаться в прямом или обратном направлении.
Сигнальная логика
Состояние уровня сигнала направления (например, высокий/низкий) связано с направлением вращения двигателя. Конкретная логика задается параметрами драйвера (настраиваемыми как «вращение вперед на высоком уровне» или «вращение вперед на низком уровне»).
Например: если установлено «Вращение вперед на высоком уровне», двигатель вращается вперед, когда сигнал направления высокий, и реверсирует, когда он низкий.
Координация с импульсами
Даже если посылается только один-импульс направления (например, непрерывный положительный импульс), двигатель будет двигаться только в одном направлении. Для двунаправленного движения направление двигателя должно переключаться с помощью сигнала направления, а количество импульсов должно быть скоординировано для достижения различных положений позиционирования.
Типичные области применения: автоматическое возвратно-поступательное движение (например, поворот роботизированной руки влево-вправо, попеременное движение платформы XY по осям X/Y).
Типичные сценарии управления в режиме «импульс + направление»
Этот метод управления, благодаря своей простой структуре и низкой стоимости (требуется только две сигнальные линии: импульсная и направленная), широко используется в сценариях одно-или много-осного независимого управления:
Управление толчком
Сигнал направления запускается внешней кнопкой (например, точкой ввода-вывода ПЛК) с одновременной выдачей импульса низкой-частоты (или поддержанием вывода импульса с помощью кнопки), что позволяет вручную перемещать двигатель на низкой-скорости (например, для точной-настройки во время отладки).
Управление позиционированием
ПЛК или контроллер движения вычисляет количество импульсов для заданного положения (преобразованное на основе электронного передаточного числа), отправляет соответствующее количество импульсов + сигналы направления, а водитель управляет двигателем для точного достижения целевой точки (например, положения погрузки материала упаковочной машины, координат размещения устройства захвата-и-установки).
Контроль скорости
Если точное позиционирование не требуется и требуется только работа с постоянной скоростью, можно отправлять непрерывные импульсы (фиксированная частота), и сигнал направления определяет направление вращения (например, непрерывная работа конвейерной ленты).
Сравнение с другими методами управления
По сравнению с управлением по шине (например, EtherCAT, CANopen) или аналоговым управлением (команды скорости ±10 В) режим «импульс + направление» имеет следующие преимущества:
Простое аппаратное обеспечение: требуются только две сигнальные линии (импульс, направление) + сигнал включения (EN), что обеспечивает низкую стоимость.
Сильная защита от-помех. Импульсный сигнал представляет собой цифровую величину (дифференциальную или с открытым коллектором), что делает его менее восприимчивым к электромагнитным помехам (особенно на коротких-расстояниях).
Высокая производительность-в режиме реального времени: не требуются сложные протоколы связи; команды записываются непосредственно в драйвер, что приводит к быстрому реагированию.
