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利用 ServoBoost 提升机器吞吐量:先进的控制算法如何取得成效


在大批量生产过程自动化中,周期时间的每一毫秒都至关重要。随着精密平台移动速度的加快和精度要求的提高,传统的基于 PID 的控制方案往往成为瓶颈。ACS 运动控制公司的 ServoBoost 算法直接解决了这一难题,在伺服性能方面实现了质的飞跃,并将其转化为 更高的吞吐量 在提高系统整体稳定性的同时,缩短总的运动和整定时间。

什么是 ServoBoost?

ServoBoost 是一种先进的伺服控制算法,集成在 ACS Motion Control 的 SPiiPlus 平台伺服驱动器中。它利用专用的 伺服处理器 硬件和现代控制理论,显著优于线性 PID/PIV 伺服环路--满足对具有苛刻的运动和整定、静止抖动和匀速性的机器的基本要求。

在 ACS 产品组合中,ServoBoost 是 SPiiPlus EtherCAT 运动控制平台的重要组成部分之一 。通过一种能动态适应系统行为的独特计算方法,提高运动系统的性能。

标准伺服控制的局限性

高精度运动平台面临着几个性能限制因素:

  • 机械共振
  • 有效载荷动态变化
  • 编码器噪声和非线性
  • 跨轴耦合 在龙门式或多轴平台上
  • 性能不一致 跨机器,造成调试周期长和生产延误

这通常表现为较长的整定时间、位置误差振荡或速度纹波,所有这些都会直接降低机器的吞吐量。

ServoBoost 解决局限性,提高吞吐量

1.缩短总的运动和整定时间

ServoBoost 先进的补偿算法可实时分析系统误差,并高频率地采取优化纠正措施。

  • 运动平台更快到达目标位置
  • 工艺工具(照相机、激光器、探头)提前介入
  • 短运动序列(如检测、贴片、扫描)可实现更快的周期率
蓝色 采用优化的标准伺服算法的位置误差
红色 采用 ServoBoost 时的位置误差

2.最大限度减少速度误差,实现更高的匀速性

对于扫描、成像和激光加工应用而言,恒定的速度至关重要。ServoBoost 可显著降低速度纹波,使运动更加平稳,并在不降低加工质量的情况下实现更高的进给速度。

3.增强频率范围内的稳定性

传统的伺服回路在以下方面存在困难 机械共振 - 尤其是带有悬臂结构的大型平台和工具。ServoBoost 可以识别这些共振,并自动对其进行抑制,从而将对系统的影响降至最低。 此外,ServoBoost 还能与 ACS 的其他功能无缝集成,例如 MotionBoostSmoothPTP和 Input Shaping,从而进一步减少运动引起的共振,提高吞吐量。

频率响应
蓝色 采用标准伺服算法
红色 采用 ServoBoost

4.减少大量手动调谐的需要

从原型机到量产机,原始设备制造商经常在调整一致性方面遇到困难。ACS 明确强调,ServoBoost 可帮助解决以下问题 系统性能的变化 并减轻工程团队的负担。这使得规模化生产更快、更可预测。

5.提高高负荷循环应用中的稳定性

ServoBoost 的实时校正功能可确保 性能稳定 ,补偿 机械磨损可变负载

总运动质量增加 x3

红色 采用标准伺服算法的位置误差 绿色 采用 ServoBoost 的位置误差

结论:简单升级并显著提升机器吞吐量

ServoBoost 代表着伺服控制性能的一大进步,由于它可以在 ACS 运动控制器和驱动器中轻松激活,因此原始设备制造商无需重新设计机械即可激活这些优势。

对于追求速度和精度极限的机器制造商而言,ServoBoost 可提供:

  • 更高的吞吐量
  • 提高精度
  • 缩短调谐时间
  • 机器性能更加一致
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