Controlul mișcării este unul dintre nucleele din domeniul controlului industrial, care joacă un rol imens în imprimare, ambalare, asamblare și alte scenarii industriale. Controlul mișcării provine din controlul motorului, sarcina controlului motorului este de a controla un singur cuplu motor, viteza, poziția și alți parametri, astfel încât motorul să finalizeze acțiunea specificată. Controlul mișcării se bazează pe controlul motorului pentru a realiza controlul mai multor motoare, sistemul de control al mișcării coordonează automat mai multe motoare pentru a finaliza mișcarea specificată. Aplicarea unui sistem complex și precis de control al mișcării nu numai că reduce foarte mult costul de producție, dar reduce și apariția defecțiunilor în procesare și îmbunătățește calitatea produselor. În zilele noastre, odată cu dezvoltarea rapidă a tehnologiei de automatizare a producției industriale, o varietate de sisteme de control al mișcării sunt utilizate pe scară largă în industria logistică și liniile mari de asamblare.
Brațul robot care apare frecvent în viziunea noastră este cea mai critică verigă a sistemului de control al mișcării pentru a ajuta producția industrială. În prezent, cel mai avansat braț robot din lume are 7 articulații fără angrenaj, fiecare motor antrenând o mișcare articulară. Când manipulatorul este în funcționare normală, sistemul de control al mișcării coordonează șapte motoare în același timp, astfel încât manipulatorul să poată prinde cu ușurință obiectele din orice poziție din spațiu. Nu numai asta, poate îndeplini și alte funcții complexe, ci chiar poate ajuta oamenii să curețe sau să cânte la un instrument.
În urmă cu câțiva ani, roboții de măturat au explodat pe internet ca simbol al controlului mișcării. Sistemul de control al mișcării va conduce motorul pentru a efectua diferite acțiuni, astfel încât robotul să poată finaliza sarcina eficient. În fabrică, brațul robot este utilizat pe scară largă în linia de asamblare, în linia de asamblare a producției de automobile, brațul robot poate ridica cu ușurință zeci de kilograme sau chiar sute de kilograme de piese pentru a finaliza sudarea și asamblarea. Putem vedea că sistemele de control al mișcării nu sunt folosite doar în industrie, ci și în viața noastră.
Pentru a înțelege sistemul de control al mișcării, este necesar să ne concentrăm pe executanții comenzii de mișcare - motorul. Cele mai multe dintre motoarele utilizate în sistemul de control al mișcării sunt motoare pas cu pas și servomotoare. Următorul Xiaobian va prezenta pe scurt cele două tipuri de motoare.
1 motor pas
Motorul pas cu pas poate transforma semnalul de impuls de intrare în deplasare unghiulară, în funcționarea normală a motorului pas cu pas, viteza motorului, poziția, viteza în plus sau în minus depinde doar de frecvența și numărul de semnale de impuls și nu este afectată de modificarea sarcinii. . Când driverul motorului pas cu pas primește un semnal de impuls, el conduce motorul pas cu pas să se rotească la un unghi fix în direcția stabilită. Se numește „step Angle”, iar rotirea lui se face pas cu pas, pas câte un pas, și de aici își ia numele motorul pentru fiul vitreg.
2 Servomotor
Servomotorul convertește semnalul electric primit în ieșirea de deplasare unghiulară pe arborele motorului. Driverul servomotorului controlează electricitatea trifazată pentru a forma un câmp electromagnetic, iar rotorul se rotește sub acțiunea câmpului magnetic. Codificatorul servomotorului transmite semnalul către driver, iar acesta ajustează Unghiul de rotație al rotorului în funcție de comparația dintre valoarea de feedback și valoarea țintă.
Comparația a două tipuri de motoare
1. Diferite metode de control
Motorul pas cu pas adoptă control în buclă deschisă, servomotorul adoptă control în buclă închisă, diferența dintre cele două metode de control este că controlul în buclă închisă va compara valoarea țintă și valoarea reală, va ajusta poziția motorului, în comparație cu precizia de control a servomotorul este mai bun decât motorul pas cu pas.
2. Precizie diferită de control
Cu cât are mai multe faze motorul pas cu pas, cu atât va fi mai mare precizia acestuia. Motorul {{0}}fazat are un cost redus, dar vibrația este mare la viteză mică, iar cuplul scade rapid la viteză mare. Motorul de fază 5-are vibrații mici și performanță bună la viteză mare, care este cu 30~50% mai mare decât viteza motorului de fază 2-și poate chiar înlocui servomotorul în unele ocazii. Servomotorul are propriul său encoder, cu cât este mai mare scara codificatorului, cu atât este mai mare precizia. În general, precizia servomotorului este echivalentă cu unghiul pasului de 0,036 grade motorului pas cu pas, desigur, nu există un unghi atât de mic pas al motorului pas cu pas, unghiul pas al motorului pas cu pas general este de 1,8, cele de mai sus. este doar o metaforă, astfel, în implementarea controlului mișcării de înaltă precizie, performanța servomotorului cu mult dincolo de motorul pas cu pas.
3. Diferite caracteristici de joasă frecvență
Spre deosebire de servomotoarele, motoarele pas cu pas folosesc tehnologia de amortizare sau tehnologia de subdiviziune pentru a depăși fenomenul de vibrație la viteză mică la viteză mică. Motorul pas cu pas la viteză mică este încă predispus la fenomenul de vibrații, iar servomotorul, indiferent de viteză mare sau de viteză mică, nu va apărea fenomen de vibrație.
4. Performanțe sportive diferite
Motor pas cu pas pentru controlul în buclă deschisă, frecvența de pornire este prea mare sau sarcina este prea mare, ușor pentru a provoca fenomenul de pierdere a treptei, viteza de oprire este prea mare, ușor de depășit fenomenul, servomotor pentru controlul în buclă închisă, servomotor poate eșantiona direct feedback-ul semnal al buclei de viteză internă formată de codificatorul motorului și al buclei de poziție, în general, nu vor apărea fenomene de pierdere a treptei sau depășire.
5. Viteza variază în consecință
Este nevoie de sute de milisecunde pentru ca motorul pas cu pas să accelereze de la viteza statică la viteza de lucru, în timp ce servomotorul durează, în general, doar câteva milisecunde, care poate fi folosit pentru ocazii de control care necesită pornire și oprire rapidă.
Din comparația de mai sus, servomotorul este mai bun decât motorul pas cu pas în multe aspecte ale performanței, nu suntem noi în selecția modelului de motor atunci când toate servomotoarele de pe linie? Nu așa, prețul servomotorului va fi mult mai mare decât motorul pas cu pas, motorul pas cu pas va învinge servomotorul în ceea ce privește performanța costurilor, după ce stăpânești caracteristicile celor două motoare, în funcție de nevoi diferite, este deosebit de important să alege tipul potrivit de motor.
Sistemele de control al mișcării nu sunt compuse doar din motoare și unități, dar mai important decât ele este controlul, schemele de control sau algoritmii care coordonează mișcarea mai multor motoare. De exemplu, există un sistem de mișcare în care o placă turnantă acționată de două motoare este umplută cu peliculă, astfel încât filmul să poată fi derulat de la o placă turnantă la alta la o viteză stabilită fără a se rupe. În procesul de înfășurare a filmului, diametrul de înfășurare al celor două plăci turnante se va schimba constant. Pentru a vă asigura că filmul nu se rupe și nu respectă viteza de înfășurare a filmului specificată, este necesar să reglați constant viteza celor două motoare. În acest caz, algoritmul PID este necesar pentru controlul în buclă închisă, astfel încât valoarea de feedback a obiectului controlat: tensiunea afectează viteza motorului. În acest fel, bazându-se pe performanța răspunsului rapid al servomotorului, viteza este redusă atunci când tensiunea este prea mare, iar viteza este accelerată când tensiunea este prea mică. Sub reglare constantă, tensiunea și viteza de înfășurare a filmului îndeplinesc cerințele.
Pe lângă algoritmul PID, algoritmul de complement al diferențelor de mișcare este utilizat și în sistemul de control al manipulatorului cu 6 grade de libertate sau chiar 7 grade de libertate pentru a se asigura că manipulatorul rulează în poziția specificată. Calitatea schemei sistemului de control al mișcării determină dacă sistemul este sigur și fiabil și dacă eficiența este ridicată. Având o capacitate excelentă de proiectare a programelor, ne va face mai competitivi.