Liikeohjaus on yksi teollisuuden hallinnan ytimistä, jolla on valtava rooli painatuksessa, pakkaamisessa, kokoonpanossa ja muissa teollisissa skenaarioissa. Liikeohjaus on peräisin moottorin ohjauksesta, moottorin ohjauksen tehtävänä on ohjata yhden moottorin vääntömomenttia, nopeutta, asentoa ja muita parametreja, jotta moottori suorittaa määritetyn toiminnon. Liikeohjaus perustuu moottorin ohjaukseen useiden moottoreiden ohjaamiseksi, liikkeenohjausjärjestelmä koordinoi automaattisesti useita moottoreita määritellyn liikkeen suorittamiseksi. Monimutkaisen ja tarkan liikkeenohjausjärjestelmän soveltaminen ei ainoastaan vähennä huomattavasti tuotantokustannuksia, vaan myös vähentää väärinkäytösten esiintymistä käsittelyssä ja parantaa tuotteiden laatua. Nykyään teollisuustuotannon automaatiotekniikan nopean kehityksen myötä erilaisia liikkeenohjausjärjestelmiä käytetään laajalti logistiikkateollisuudessa ja suurilla kokoonpanolinjoilla.
Visiossamme usein esiintyvä robottikäsi on liikkeenohjausjärjestelmän kriittisin lenkki, joka auttaa teollista tuotantoa. Tällä hetkellä maailman edistyksellisimmässä robottikäsivarressa on 7 vaihteetonta niveltä, joista jokainen moottori käyttää nivelliikettä. Manipulaattorin ollessa normaalikäytössä liikkeenohjausjärjestelmä koordinoi seitsemää moottoria samanaikaisesti, jotta manipulaattori voi helposti tarttua esineisiin missä tahansa tilassa. Paitsi, että se voi suorittaa muita monimutkaisia toimintoja, se voi jopa auttaa ihmisiä siivoamaan tai soittamaan soitinta.
Muutama vuosi sitten lakaisurobotit räjähtivät Internetissä liikkeenhallinnan ruumiillistumana. Liikeohjausjärjestelmä ohjaa moottoria suorittamaan erilaisia toimintoja, jotta robotti voi suorittaa tehtävän tehokkaasti. Tehtaalla robottivartta käytetään laajalti kokoonpanolinjalla, autojen valmistuksen kokoonpanolinjalla robottivarsi voi helposti nostaa kymmeniä tai jopa satoja kilogrammoja osia hitsauksen ja kokoonpanon suorittamiseksi. Näemme, että liikkeenohjausjärjestelmiä ei käytetä vain teollisuudessa, vaan myös elämässämme.
Liikeohjausjärjestelmän ymmärtämiseksi on tarpeen keskittyä liikekomennon suorittajiin - moottoriin. Suurin osa liikkeenohjausjärjestelmässä käytetyistä moottoreista on askelmoottoreita ja servomoottoreita. Seuraava Xiaobian esittelee lyhyesti kahdenlaisia moottoreita.
1 askelmoottori
Askelmoottori voi muuntaa tulopulssisignaalin kulmasiirtymäksi, askelmoottorin normaalissa toiminnassa moottorin nopeus, asento, plus- tai miinusnopeus riippuu vain pulssisignaalien taajuudesta ja lukumäärästä, eikä kuormituksen muutos vaikuta siihen . Kun askelmoottorin kuljettaja vastaanottaa pulssisignaalin, hän käyttää askelmoottoria pyörimään kiinteässä kulmassa asetettuun suuntaan. Sitä kutsutaan "askelkulmaksi", ja sen pyöriminen tapahtuu askel askeleelta, yksi askel kerrallaan, ja sieltä askelpoikamoottori saa nimensä.
2 servomoottori
Servomoottori muuntaa vastaanotetun sähköisen signaalin moottorin akselin kulmasiirtymälähdöksi. Servomoottoriohjain ohjaa kolmivaiheista sähköä muodostaen sähkömagneettisen kentän, ja roottori pyörii magneettikentän vaikutuksesta. Servomoottorin kooderi syöttää signaalin takaisin kuljettajalle ja ohjain säätää roottorin pyörimiskulmaa takaisinkytkentäarvon ja tavoitearvon vertailun mukaan.
Kahden moottorityypin vertailu
1. Erilaiset valvontamenetelmät
Askelmoottori ottaa käyttöön avoimen silmukan ohjauksen, servomoottori käyttää suljetun silmukan ohjausta, ero näiden kahden ohjaustavan välillä on siinä, että suljetun silmukan ohjaus vertaa tavoitearvoa ja todellista arvoa, säätää moottorin asentoa verrattuna ohjaustarkkuuteen. servomoottori on parempi kuin askelmoottori.
2. Erilainen ohjaustarkkuus
Mitä enemmän askelmoottorissa on vaiheita, sitä suurempi on sen tarkkuus. Vaihemoottorin {{0}}kustannukset ovat alhaiset, mutta tärinä on suuri alhaisella nopeudella ja vääntömomentti laskee nopeasti suurella nopeudella. Vaihemoottorin 5-värähtely on vähäistä ja nopea suorituskyky, joka on 30–50 prosenttia suurempi kuin 2-vaihemoottorin nopeus, ja se voi jopa korvata servomoottorin joissakin tapauksissa. Servomoottorilla on oma enkooderi, mitä suurempi kooderin skaala, sitä suurempi tarkkuus. Yleensä servomoottorin tarkkuus vastaa 0,036 asteen askelmoottorin askelkulmaa, ei tietenkään ole niin pientä askelmoottorin askelkulmaa, yleisen askelmoottorin askelkulma on 1,8, yllä oleva on vain metafora, joten erittäin tarkan liikkeenohjauksen toteutuksessa servomoottorin suorituskyky on paljon askelmoottorin ulkopuolella.
3. Erilaiset matalataajuiset ominaisuudet
Toisin kuin servomoottorit, askelmoottorit käyttävät vaimennustekniikkaa tai alajakotekniikkaa hitaan nopeuden tärinäilmiön voittamiseksi alhaisella nopeudella. Askelmoottori alhaisella nopeudella on edelleen altis tärinäilmiölle, ja servomoottori suurella tai alhaisella nopeudella ei näytä tärinäilmiötä.
4. Erilaiset urheilusuoritukset
Askelmoottori avoimen silmukan ohjaukseen, käynnistystaajuus on liian korkea tai kuorma liian suuri helposti aiheuttamaan askelhäviöilmiön, pysäytysnopeus on liian korkea helppo ylittää ilmiö, servomoottori suljetun silmukan ohjaukseen, servokäyttö voi ottaa suoraan näytteen palautteestasi moottorin kooderin muodostaman sisäisen nopeussilmukan ja asemasilmukan signaali ei yleensä näy askelhäviö- tai ylitysilmiössä.
5. Nopeus vaihtelee vastaavasti
Askelmoottorin kiihtyminen staattisesta työnopeuteen kestää satoja millisekunteja, kun taas servomoottorilla kestää yleensä vain muutama millisekunti, jota voidaan käyttää nopeaa käynnistystä ja pysäytystä vaativiin ohjaustilanteisiin.
Yllä olevasta vertailusta, servomoottori on parempi kuin askelmoottori monissa suorituskyvyn näkökohdissa, että emmekö me valinnassa moottorimallia, kun kaikki servomoottorit ovat linjalla? Ei niin, servomoottorin hinta on paljon korkeampi kuin askelmoottorin, askelmoottori päihittää servomoottorin kustannustehokkuuden suhteen, kun kahden moottorin ominaisuudet on hallittu erilaisten tarpeiden mukaan, on erityisen tärkeää valitse oikea moottorityyppi.
Liikeohjausjärjestelmät eivät koostu vain moottoreista ja käyttötavoista, vaan niitä tärkeämpiä ovat ohjaus, ohjausjärjestelmät tai algoritmit, jotka koordinoivat useiden moottoreiden liikettä. Esimerkiksi on olemassa liikejärjestelmä, jossa kahdella moottorilla toimiva kääntöpöytä on täytetty kalvolla, jotta kalvo voidaan kelata auki yhdeltä levyltä toiselle säädetyllä nopeudella rikkoutumatta. Kalvon käämityksen aikana kahden kääntöpöydän käämityksen halkaisija muuttuu jatkuvasti. Sen varmistamiseksi, että kalvo ei rikkoudu ja täytä määritettyä kalvon käämitysnopeutta, on tarpeen säätää jatkuvasti kahden moottorin nopeutta. Tässä tapauksessa tarvitaan PID-algoritmi suljetun silmukan ohjauksen tekemiseen, jotta ohjattavan kohteen takaisinkytkentäarvo: jännitys vaikuttaa moottorin nopeuteen. Tällä tavalla servomoottorin nopean vasteen suorituskykyyn luotaen nopeus pienenee, kun jännitys on liian suuri, ja nopeus kiihtyy, kun jännitys on liian pieni. Jatkuvassa säädössä kalvon kireys ja kelausnopeus täyttävät vaatimukset.
Manipulaattorin ohjausjärjestelmässä käytetään PID-algoritmin lisäksi myös liikeeron komplementtialgoritmia 6 tai jopa 7 vapausasteen vapausasteessa varmistamaan, että manipulaattori kulkee määritettyyn asentoon. Liikeohjausjärjestelmän laatu määrittää, onko järjestelmä turvallinen ja luotettava ja onko sen tehokkuus korkea. Erinomaiset ohjelmasuunnittelukyvyt tekevät meistä kilpailukykyisempiä.