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, ohjausjärjestelmä koordinoi automaattisesti useita moottoreita määritellyn liikkeen suorittamiseksi. Monimutkaisen ja tarkan liikkeenohjausjärjestelmän käyttö vähentää huomattavasti tuotantokustannuksia ja vähentää myös käsittelyvirheiden esiintymistä ja parantaa tuotteiden laatua. Nykyään teollisuustuotannon automaatiotekniikan nopean kehityksen myötä erilaisia liikkeenohjausjärjestelmiä käytetään laajalti logistiikkateollisuudessa ja suurilla kokoonpanolinjoilla.
Visiossamme usein esiintyvä mekaaninen varsi on liikkeenohjausjärjestelmän kriittisin lenkki, joka auttaa teollista tuotantoa. Tällä hetkellä maailman edistyksellisimmässä mekaanisessa varressa on 7 vaihteetonta niveltä, ja jokainen moottori käyttää niveltä. Manipulaattorin ollessa normaalikäytössä liikkeenohjausjärjestelmä koordinoi seitsemää moottoria samanaikaisesti, jotta manipulaattori voi helposti tarttua esineeseen 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 mikrokosmosena. Kun lakaisurobotti on muotoillut liikereitin, liikkeenohjausjärjestelmä ohjaa moottoria suorittamaan erilaisia toimintoja, jotta lakaisurobotti voi suorittaa tehtävän tehokkaasti. Tehtaalla robottivartta käytetään laajalti kokoonpanolinjalla, autojen valmistuksen kokoonpanolinjalla robottivarsi voi helposti nostaa kymmeniä tai jopa satoja kiloja osia hitsauksen ja kokoonpanon suorittamiseksi. Kuten näemme, liikkeenohjausjärjestelmiä ei käytetä vain teollisuudessa, vaan niitä löytyy myös lähimmästä elämästämme.
Liikeohjausjärjestelmän ymmärtämiseksi on tärkeää ymmärtää liikekomennon suorittajat - moottorit. Suurin osa liikkeenohjausjärjestelmässä käytetyistä moottoreista on askelmoottoreita ja servomoottoreita. Seuraava Xiaobian esittelee lyhyesti kahdenlaisia moottoreita.
1-portainen moottori
Askelmoottori voi muuttaa tulopulssisignaalin kulmasiirtymäksi. Askelmoottorin normaalissa toiminnassa moottorin nopeus, asento, nopeus ja hidastuvuus riippuvat vain pulssisignaalien taajuudesta ja lukumäärästä, eikä kuormituksen muutos vaikuta niihin. Kun askelmoottoriohjain vastaanottaa pulssisignaalin, se käyttää askelmoottoria kiertämään kiinteää kulmaa asetettuun suuntaan. Sitä kutsutaan "askelkulmaksi", ja se pyörii askel askeleelta, yksi askel kerrallaan, ja sieltä liotusmoottori saa nimensä.
2 servomoottori
Servomoottori muuntaa vastaanotetun sähköisen signaalin moottorin akselin kulmasiirtymälähtöön, ja servomoottorin ohjain ohjaa kolmivaiheista sähköä muodostaen sähkömagneettisen kentän, ja roottori pyörii magneettikentän vaikutuksesta. Servomoottorin kooderi syöttää signaalin takaisin kuljettajalle ja kuljettaja säätää roottorin pyörimiskulmaa takaisinkytkentäarvon ja tavoitearvon vertailun mukaan.
Kahden moottorin vertailu
1. Erilaiset valvontamenetelmät
Askelmoottori ottaa käyttöön avoimen silmukan ohjauksen ja servomoottori käyttää suljetun silmukan ohjausta. Ero näiden kahden ohjaustavan välillä on se, että suljetun silmukan ohjaus vertaa tavoitearvoa todelliseen arvoon ja säätää moottorin asentoa. Sitä vastoin servomoottorin ohjaustarkkuus on parempi kuin askelmoottorin.
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. Servomoottorin mukana tulee enkooderi, ja mitä enemmän anturissa on asteikkoja, sitä suurempi tarkkuus. Yleensä servomoottorin tarkkuus vastaa askelmoottoria, jonka askelkulma on 0,036 astetta, ei tietenkään ole niin pientä askelmoottorin askelkulmaa, yleisen askelmoottorin askelkulma on 1,8, yllä oleva on vain analogia, voidaan nähdä, että 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 alhaisilla nopeuksilla. Askelmoottori alhaisella nopeudella on edelleen altis tärinälle, ja servomoottori suurella tai alhaisella nopeudella ei näytä tärinäilmiötä.
4. Erilainen liikesuorituskyky
Askelmoottori on avoimen silmukan ohjaus, liian korkea käynnistystaajuus tai kuorma on helppo aiheuttaa kadonneen askeleen ilmiön, liian suuri nopeus pysähtyessä on helppo aiheuttaa ylitysilmiötä, servomoottori on suljetun silmukan ohjaus, servoohjain voi ottaa suoraan näytteen palautesignaalista moottorin kooderin, sisäisen nopeussilmukan ja asentosilmukan, yleensä ei näy kadonneen askelen tai ylityksen ilmiöltä.
5 Nopeus vaihtelee vastaavasti
Askelmoottoreiden kiihtyminen staattisesta työnopeuteen kestää satoja millisekunteja, kun taas servomoottorit tarvitsevat yleensä vain muutaman millisekunnin, jota voidaan käyttää nopeaa käynnistystä ja pysäytystä vaativissa ohjaustilanteissa.
Yllä olevasta vertailusta voidaan todeta, että servomoottorit ovat parempia kuin askelmoottorit monissa suorituskyvyn osissa. Onko oikein valita servomoottorit, kun valitsemme moottorimalleja? Ei, servomoottorin hinta on paljon korkeampi kuin askelmoottorin, askelmoottorin hinta on kustannustehokkuuden kannalta kuin servomoottorin, kahden moottorin ominaisuuksien hallitsemisen jälkeen eri tarpeiden mukaan on erityisen tärkeää valita oikean tyyppinen moottori.
Liikeohjausjärjestelmät eivät koostu vain moottoreista ja toimilaitteista, vaan niitä tärkeämpiä ovat ohjausjärjestelmät tai algoritmit, jotka koordinoivat useiden moottoreiden liikettä. Esimerkiksi on olemassa liikejärjestelmä, jossa kalvo kääritään kahdella moottorilla toimivan kääntöpöydän ympärille, jotta kalvo voidaan rullata auki yhdeltä kääntöpöydältä toiselle ilman rikkoutumista, asetetulla kalvon kelausnopeudella. Kalvon käämityksen aikana kahden kääntöpöydän käämin halkaisija muuttuu jatkuvasti. Sen varmistamiseksi, että kalvo ei rikkoudu ja täytä määritettyä kalvon käämitysnopeutta, kahden moottorin nopeutta on säädettävä jatkuvasti, mikä edellyttää PID-algoritmin käyttöä suljetun silmukan ohjaamiseen, jotta ohjattu kohde: jännityksen palautearvo vaikuttaa moottorin nopeuteen. Tällä tavalla servomoottorin nopeaan reagointikykyyn luotaen nopeutta pienennetään, kun jännitys on liian suuri, ja nopeutta kiihdytetään, kun jännitys on liian pieni. Jatkuvassa säädössä kalvon kireys ja kelausnopeus saavuttavat vaatimukset.
PID-algoritmin lisäksi liikeero-algoritmia käytetään myös 6 vapausasteen tai jopa 7 vapausasteen manipulaattorin ohjausjärjestelmässä varmistamaan, että manipulaattori kulkee määritettyyn asentoon. Liikeohjausjärjestelmän laatu määrittää, onko järjestelmä turvallinen ja luotettava ja onko sen tehokkuus korkea. Erinomaiset ohjelmasuunnittelukyvyt tekevät meistä kilpailukykyisempiä.