Judesio valdymas yra viena iš pagrindinių pramonės valdymo srities, kuri atlieka didžiulį vaidmenį spausdinimo, pakavimo, surinkimo ir kituose pramoniniuose scenarijuose. Judesio valdymas kilo iš variklio valdymo, variklio valdymo užduotis yra valdyti vieno variklio sukimo momentą, greitį, padėtį ir kitus parametrus, kad variklis atliktų nurodytą veiksmą. Judesio valdymas yra pagrįstas variklio valdymu, kad būtų galima valdyti kelis variklius, judesio valdymo sistema automatiškai koordinuoja kelis variklius, kad užbaigtų nurodytą judėjimą. Sudėtingos ir tikslios judesio valdymo sistemos taikymas ne tik labai sumažina gamybos sąnaudas, bet ir sumažina netinkamo apdorojimo riziką bei pagerina gaminių kokybę. Šiais laikais, sparčiai tobulėjant pramoninės gamybos automatizavimo technologijoms, logistikos pramonėje ir didelėse surinkimo linijose plačiai naudojamos įvairios judesio valdymo sistemos.
Mūsų vizijoje dažnai pasitaikanti roboto ranka yra svarbiausia judesio valdymo sistemos grandis, padedanti pramoninei gamybai. Šiuo metu pažangiausia pasaulyje roboto ranka turi 7 jungtis be pavarų, kiekvienas variklis varo jungties judesį. Kai manipuliatorius veikia normaliai, judesio valdymo sistema vienu metu koordinuoja septynis variklius, todėl manipuliatorius gali lengvai sugriebti objektus bet kurioje erdvės vietoje. Negana to, jis gali atlikti kitas sudėtingas funkcijas, netgi gali padėti žmonėms apsivalyti ar groti instrumentu.
Prieš kelerius metus šluojantys robotai sprogo internete kaip judesio valdymo pavyzdys. Judesio valdymo sistema privers variklį atlikti įvairius veiksmus, kad robotas galėtų efektyviai atlikti užduotį. Gamykloje roboto ranka plačiai naudojama surinkimo linijoje, automobilių gamybos surinkimo linijoje roboto ranka gali lengvai pakelti dešimtis kilogramų ar net šimtus kilogramų sveriančių dalių, kad užbaigtų suvirinimą ir surinkimą. Matome, kad judesio valdymo sistemos naudojamos ne tik pramonėje, bet ir mūsų gyvenime.
Norint suprasti judesio valdymo sistemą, reikia sutelkti dėmesį į judesio komandos vykdytojus – variklį. Dauguma judesio valdymo sistemoje naudojamų variklių yra žingsniniai varikliai ir servovarikliai. „Xiaobian“ trumpai pristatys dviejų tipų variklius.
1 pakopos variklis
Žingsninis variklis gali paversti įvesties impulso signalą į kampinį poslinkį, normaliai veikiant žingsniniam varikliui, variklio greitis, padėtis, pliusinis ar minusinis greitis priklauso tik nuo impulsų signalų dažnio ir skaičiaus, o apkrovos pokytis jam neturi įtakos. . Kai žingsninio variklio vairuotojas gauna impulsų signalą, jis varo žingsninį variklį, kad jis suktųsi fiksuotu kampu nustatyta kryptimi. Jis vadinamas „žingsnio kampu“, o jo sukimas vyksta žingsnis po žingsnio, po vieną žingsnį, ir štai kur posūnio variklis gavo savo pavadinimą.
2 servo variklis
Servo variklis paverčia gautą elektrinį signalą į kampinio poslinkio išvestį ant variklio veleno. Servo variklio vairuotojas valdo trifazę elektros energiją, kad susidarytų elektromagnetinis laukas, o rotorius sukasi veikiant magnetiniam laukui. Servo variklio kodavimo įrenginys grąžina signalą vairuotojui, o vairuotojas reguliuoja rotoriaus sukimosi kampą pagal grįžtamojo ryšio vertės ir tikslinės vertės palyginimą.
Dviejų tipų variklių palyginimas
1. Skirtingi valdymo būdai
Žingsninis variklis naudoja atvirojo ciklo valdymą, servo variklis naudoja uždarojo ciklo valdymą, skirtumas tarp dviejų valdymo metodų yra tas, kad uždaro ciklo valdymas palygins tikslinę vertę ir tikrąją vertę, pakoreguos variklio padėtį, palyginti su valdymo tikslumu. servo variklis yra geresnis nei žingsninis variklis.
2. Skirtingas valdymo tikslumas
Kuo daugiau žingsninio variklio fazių, tuo didesnis bus jo tikslumas. Fazinio variklio {{0}} kaina yra maža, tačiau esant mažam greičiui vibracija yra didelė, o sukimo momentas greitai krenta dideliu greičiu. 5-Fazinis variklis turi mažą vibraciją ir gerą greitį, kuris yra 30–50 proc. didesnis nei 2-fazinio variklio greitis, ir kai kuriais atvejais netgi gali pakeisti servovariklį. Servo variklis turi savo kodavimo įrenginį, kuo daugiau kodavimo skalės, tuo didesnis tikslumas. Apskritai, servo variklio tikslumas yra lygus 0,036 laipsnių žingsninio variklio žingsnio kampui, žinoma, tokio mažo žingsninio variklio žingsnio kampo nėra, bendro žingsninio variklio žingsnio kampas yra 1,8, aukščiau nurodyta. yra tik metafora, taigi, įgyvendinant didelio tikslumo judesio valdymą, servo variklio veikimas yra daug didesnis nei žingsninis variklis.
3. Skirtingos žemo dažnio charakteristikos
Skirtingai nuo servo variklių, žingsniniai varikliai naudoja slopinimo arba padalijimo technologiją, kad įveiktų mažo greičio vibracijos reiškinį esant mažam greičiui. Mažu greičiu veikiantis žingsninis variklis vis dar yra linkęs į vibracijos reiškinį, o servo variklis, nesvarbu, važiuojant dideliu ar mažu greičiu, vibracijos reiškinio neatsiras.
4. Skirtingi sportiniai rezultatai
Žingsninis variklis, skirtas atviros kilpos valdymui, paleidimo dažnis per didelis arba apkrova per didelė, nesunku sukelti žingsnio praradimo reiškinį, stabdymo greitis yra per didelis, kad būtų lengva viršyti reiškinį, servo variklis uždaros kilpos valdymui, servo pavara gali tiesiogiai paimti grįžtamąjį ryšį variklio kodavimo įrenginio suformuotas vidinis greičio kilpos ir padėties kilpos signalas paprastai nepasirodys žingsnio praradimo ar viršijimo reiškinys.
5. Greitis atitinkamai kinta
Prireikia šimtų milisekundžių, kad žingsninis variklis įsibėgėtų nuo statinio iki darbinio greičio, o servo variklis paprastai užtrunka tik kelias milisekundes, kurias galima naudoti valdymo atvejais, kai reikia greitai paleisti ir sustabdyti.
Iš pirmiau pateikto palyginimo, servo variklis yra geresnis už žingsninį variklį daugeliu veiklos aspektų, tai ar ne mes pasirenkame variklio modelį, kai visi servo varikliai yra linijoje? Ne taip, servo variklio kaina bus daug didesnė nei žingsninio variklio, žingsninis variklis įveiks servo variklį pagal sąnaudas, įvaldžius dviejų variklių charakteristikas, atsižvelgiant į skirtingus poreikius, ypač svarbu pasirinkti tinkamą variklio tipą.
Judesio valdymo sistemos yra sudarytos ne tik iš variklių ir pavarų, bet už juos svarbesnis yra valdymas, valdymo schemos ar algoritmai, koordinuojantys kelių variklių judėjimą. Pavyzdžiui, yra judesių sistema, kurioje dviem varikliais varomas patefonas pripildomas plėvele, kad plėvelę būtų galima išvynioti nuo vieno patefono ant kito nustatytu greičiu, nesulaužant. Plėvelės apvijos metu dviejų patefonų apvijos skersmuo nuolat keisis. Siekiant užtikrinti, kad plėvelė nesutrūktų ir atitiktų nurodytą plėvelės vyniojimo greitį, būtina nuolat reguliuoti dviejų variklių sūkius. Šiuo atveju PID algoritmas reikalingas norint atlikti uždarojo ciklo valdymą, kad valdomo objekto grįžtamasis ryšys: įtampa paveiktų variklio greitį. Tokiu būdu, pasikliaujant greitu servo variklio atsaku, greitis sumažinamas, kai įtampa yra per didelė, o greitis padidinamas, kai įtampa yra per maža. Nuolat reguliuojant, plėvelės įtempimas ir vyniojimo greitis atitinka reikalavimus.
Be PID algoritmo, manipuliatoriaus valdymo sistemoje naudojamas ir judesio skirtumo komplemento algoritmas su 6 laisvės laipsniais ar net 7 laisvės laipsniais, kad būtų užtikrintas manipuliatoriaus važiavimas į nurodytą padėtį. Judesio valdymo sistemos schemos kokybė lemia, ar sistema yra saugi ir patikima, ar didelis efektyvumas. Turėdami puikų programos kūrimo gebėjimą, būsime konkurencingesni.