Kontrola kretanja jedna je od jezgri u području industrijske kontrole, koja igra veliku ulogu u tiskanju, pakiranju, montaži i drugim industrijskim scenarijima. Upravljanje kretanjem proizašlo je iz upravljanja motorom, zadatak upravljanja motorom je kontrolirati pojedinačni moment motora, brzinu, položaj i druge parametre, tako da motor dovrši navedenu radnju. Kontrola kretanja temelji se na kontroli motora kako bi se postigla kontrola više motora, sustav kontrole kretnji automatski koordinira više motora kako bi se dovršio određeni pokret. Primjena složenog i preciznog sustava upravljanja kretanjem ne samo da uvelike smanjuje troškove proizvodnje, već također smanjuje pojavu pogrešaka u obradi i poboljšava kvalitetu proizvoda. U današnje vrijeme, s brzim razvojem tehnologije automatizacije industrijske proizvodnje, različiti sustavi upravljanja kretanjem naširoko se koriste u logističkoj industriji i velikim montažnim linijama.
Robotska ruka koja se često pojavljuje u našoj viziji najkritičnija je karika sustava upravljanja pokretima za pomoć industrijskoj proizvodnji. Trenutačno najnaprednija robotska ruka na svijetu ima 7 zglobova bez zupčanika, a svaki motor pokreće pokret zgloba. Kada je manipulator u normalnom radu, sustav upravljanja pokretima koordinira sedam motora istovremeno, tako da manipulator može lako uhvatiti predmete na bilo kojoj poziciji u prostoru. Ne samo to, može obavljati i druge složene funkcije, može čak pomoći ljudima da očiste ili sviraju instrument.
Prije nekoliko godina, roboti za čišćenje eksplodirali su na internetu kao oličenje kontrole kretanja. Sustav za kontrolu pokreta pokretat će motor za izvođenje različitih radnji, tako da robot može učinkovito obaviti zadatak. U tvornici, robotska ruka se naširoko koristi u montažnoj traci, u montažnoj traci za proizvodnju automobila, robotska ruka može lako podići desetke kilograma ili čak stotine kilograma dijelova za dovršetak zavarivanja i sastavljanja. Vidimo da se sustavi upravljanja pokretima ne koriste samo u industriji, već iu našim životima.
Za razumijevanje sustava upravljanja kretanjem potrebno je usredotočiti se na izvršitelje naredbe kretanja - motor. Većina motora koji se koriste u sustavu upravljanja kretanjem su koračni motori i servo motori. Sljedeći Xiaobian će ukratko predstaviti dvije vrste motora.
Motor s 1 korakom
Koračni motor može transformirati ulazni impulsni signal u kutni pomak, u normalnom radu koračnog motora, brzina motora, položaj, plus ili minus brzina ovise samo o frekvenciji i broju impulsnih signala i na njih ne utječe promjena opterećenja . Kada pokretač koračnog motora primi impulsni signal, on pokreće koračni motor da se okreće pod fiksnim kutom u postavljenom smjeru. Zove se "koračni kut", a njegova se rotacija odvija korak po korak, korak po korak, i po tome je pastorak motor dobio svoje ime.
2 Servo motor
Servo motor pretvara primljeni električni signal u izlazni kutni pomak na osovini motora. Pogon servo motora upravlja trofaznom električnom strujom kako bi se stvorilo elektromagnetsko polje, a rotor se okreće pod djelovanjem magnetskog polja. Enkoder servo motora vraća signal drajveru, a drajver prilagođava kut rotacije rotora prema usporedbi između vrijednosti povratne sprege i ciljane vrijednosti.
Usporedba dva tipa motora
1. Različite metode kontrole
Koračni motor prihvaća upravljanje otvorenom petljom, servo motor prihvaća upravljanje zatvorenom petljom, razlika između dvije metode upravljanja je u tome što će upravljanje zatvorenom petljom usporediti ciljanu vrijednost i stvarnu vrijednost, prilagoditi položaj motora, u usporedbi s preciznošću upravljanja servo motor je bolji od koračnog motora.
2. Različita točnost upravljanja
Što više faza ima koračni motor, to će njegova točnost biti veća. {{0}}fazni motor ima nisku cijenu, ali su vibracije velike pri maloj brzini, a okretni moment brzo opada pri velikoj brzini. 5-fazni motor ima male vibracije i dobre performanse velike brzine, što je 30~50 posto više od brzine 2-faznog motora, a u nekim slučajevima čak može zamijeniti servo motor. Servo motor ima vlastiti enkoder, što je veća skala enkodera, veća je točnost. Općenito, točnost servo motora je ekvivalentna kutu koraka od 0,036 stupnjeva koračnog motora, naravno, ne postoji tako mali kut koraka koračnog motora, kut koraka općeg koračnog motora je 1,8, gornji je samo metafora, dakle, u implementaciji visokoprecizne kontrole kretanja, performanse servo motora daleko nadilaze koračni motor.
3. Različite niskofrekventne karakteristike
Za razliku od servo motora, koračni motori koriste tehnologiju prigušivanja ili tehnologiju podjele za prevladavanje fenomena vibracija male brzine pri maloj brzini. Koračni motor pri maloj brzini i dalje je sklon fenomenu vibracija, a servo motor, bez obzira na veliku ili malu brzinu, neće se pojaviti kao fenomen vibracija.
4. Različite sportske izvedbe
Koračni motor za kontrolu otvorene petlje, početna frekvencija je previsoka ili je opterećenje preveliko lako uzrokuje fenomen gubitka koraka, zaustavna brzina je previsoka fenomen lakog prekoračenja, servo motor za kontrolu zatvorene petlje, servo pogon može izravno uzorkovati povratnu informaciju signal interne petlje brzine i petlje položaja formirane koderom motora, općenito se neće pojaviti gubitak koraka ili fenomen prekoračenja.
5. Brzina varira u skladu s tim
Potrebno je stotine milisekundi da koračni motor ubrza od statičke do radne brzine, dok servo motoru općenito treba samo nekoliko milisekundi, što se može koristiti za kontrolne situacije koje zahtijevaju brzo pokretanje i zaustavljanje.
Iz gornje usporedbe, servo motor je bolji od koračnog motora u mnogim aspektima performansi, zar ne u odabiru modela motora kada su svi servo motori na liniji? Nije tako, cijena servo motora bit će puno viša od koračnog motora, koračni motor će pobijediti servo motor u smislu troškovne učinkovitosti, nakon svladavanja karakteristika dvaju motora, prema različitim potrebama, posebno je važno odaberite pravi tip motora.
Sustavi upravljanja kretanjem nisu sastavljeni samo od motora i pogona, već je važnije od njih upravljanje, upravljačke sheme ili algoritmi koji koordiniraju kretanje više motora. Na primjer, postoji sustav kretanja u kojem se okretna ploča koju pokreću dva motora puni filmom, tako da se folija može odmotati s jedne okretne ploče na drugu određenom brzinom bez pucanja. U procesu namotavanja filma, promjer namotavanja dva gramofona će se stalno mijenjati. Kako bi se osiguralo da folija ne pukne i zadovolji zadanu brzinu namotavanja folije, potrebno je stalno podešavati brzinu dvaju motora. U ovom slučaju, PID algoritam je potreban za upravljanje zatvorenom petljom, tako da povratna vrijednost kontroliranog objekta: napetost utječe na brzinu motora. Na taj način, oslanjajući se na performanse brzog odziva servo motora, brzina se smanjuje kada je napetost prevelika, a brzina se ubrzava kada je napetost premala. Pod stalnim podešavanjem, napetost i brzina namotavanja folije zadovoljavaju zahtjeve.
Osim PID algoritma, u sustavu upravljanja manipulatorom koristi se i algoritam komplementa razlike kretanja sa 6 stupnjeva slobode ili čak 7 stupnjeva slobode kako bi se osiguralo da manipulator trči do zadane pozicije. Kvaliteta sheme sustava upravljanja kretanjem određuje je li sustav siguran i pouzdan te je li njegova učinkovitost visoka. Izvrsna sposobnost dizajniranja programa učinit će nas konkurentnijima.