Kontrola kretanja je jedna od jezgri u polju industrijske kontrole, koja igra ogromnu ulogu u štampanju, pakovanju, montaži i drugim industrijskim scenarijima. Kontrola kretanja proizilazi iz kontrole motora, zadatak kontrole motora je da kontroliše jedan obrtni moment motora, brzinu, poziciju i druge parametre, tako da motor dovrši određenu radnju. Kontrola kretanja se zasniva na kontroli motora kako bi se postigla kontrola više motora, sistem kontrole kretanja automatski koordinira više motora kako bi dovršio određeno kretanje. Primena složenog i preciznog sistema kontrole kretanja ne samo da značajno smanjuje troškove proizvodnje, već i smanjuje pojavu grešaka u obradi i poboljšava kvalitet proizvoda. Danas, sa brzim razvojem tehnologije automatizacije industrijske proizvodnje, različiti sistemi kontrole kretanja se široko koriste u logističkoj industriji i velikim montažnim linijama.
Robotska ruka koja se često pojavljuje u našoj viziji je najkritičnija karika sistema kontrole kretanja koja pomaže industrijskoj proizvodnji. Trenutno, najnaprednija robotska ruka na svijetu ima 7 zglobova bez zupčanika, svaki motor pokreće pokret zgloba. Kada je manipulator u normalnom radu, sistem upravljanja kretanjem 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, čak može pomoći ljudima u čišćenju ili sviranju nekog instrumenta.
Prije nekoliko godina, roboti za čišćenje eksplodirali su na Internetu kao oličenje kontrole pokreta. Sistem kontrole kretanja pokreće motor da izvodi različite radnje, tako da robot može efikasno da izvrši zadatak. U tvornici, robotska ruka se široko koristi u montažnoj liniji, u proizvodnoj liniji za proizvodnju automobila, robotska ruka može lako podići desetine kilograma ili čak stotine kilograma dijelova za završetak zavarivanja i montaže. Vidimo da se sistemi kontrole kretanja ne koriste samo u industriji, već iu našim životima.
Da bi se razumio sistem upravljanja kretanjem, potrebno je fokusirati se na izvršioce komande pokreta - motor. Većina motora koji se koriste u sistemu kontrole kretanja su koračni motori i servo motori. Sljedeći Xiaobian će ukratko predstaviti dvije vrste motora.
1 Step motor
Koračni motor može transformirati ulazni impulsni signal u kutni pomak, u normalnom radu koračnog motora, brzina motora, pozicija, plus ili minus brzina ovisi samo o frekvenciji i broju impulsnih signala i na njega ne utječe promjena opterećenja . Kada vozač koračnog motora primi impulsni signal, on pokreće koračni motor da se rotira pod fiksnim kutom u zadanom smjeru. Zove se "ugao koraka" i njegova rotacija se vrši korak po korak, korak po korak, i tu je motor posinka dobio ime.
2 Servo motor
Servo motor pretvara primljeni električni signal u izlazni kutni pomak na osovini motora. Pogon servo motora upravlja trofaznom strujom kako bi se formiralo elektromagnetno polje, a rotor se rotira pod djelovanjem magnetnog polja. Enkoder servo motora vraća signal vozaču, a vozač prilagođava ugao rotacije rotora prema poređenju između povratne i ciljne vrijednosti.
Poređenje dva tipa motora
1. Različite metode kontrole
Koračni motor usvaja kontrolu otvorene petlje, servo motor usvaja kontrolu zatvorene petlje, razlika između dvije metode kontrole je u tome što će kontrola zatvorene petlje upoređivati ciljnu vrijednost i stvarnu vrijednost, podesiti položaj motora, u poređenju sa kontrolnom preciznošću servo motor je bolji od koračnog motora.
2. Različita tačnost kontrole
Što više faza koračni motor ima, to će biti veća njegova preciznost. {{0}}fazni motor ima nisku cijenu, ali su vibracije velike pri maloj brzini, a obrtni moment brzo opada pri velikoj brzini. 5-fazni motor ima male vibracije i dobre performanse velike brzine, što je 30~50 posto veće od brzine 2-faznog motora, a može čak i zamijeniti servo motor u nekim prilikama. Servo motor ima svoj vlastiti enkoder, što je veća skala enkodera, to je veća tačnost. Općenito, tačnost servo motora je ekvivalentna kutu koraka od 0,036 stepeni koračnog motora, naravno, ne postoji tako mali ugao koraka koračnog motora, ugao koraka općeg koračnog motora je 1,8, gore navedeno je samo metafora, tako da, u implementaciji precizne kontrole kretanja, performanse servo motora daleko prevazilaze koračni motor.
3. Različite karakteristike niske frekvencije
Za razliku od servo motora, koračni motori koriste tehnologiju prigušenja ili tehnologiju podjele kako bi prevladali fenomen 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 vibracije.
4. Različite sportske performanse
Koračni motor za kontrolu otvorene petlje, početna frekvencija je previsoka ili je opterećenje preveliko lako je izazvati pojavu gubitka koraka, brzina zaustavljanja je previsoka, fenomen je previsok, servo motor za kontrolu zatvorene petlje, servo pogon može direktno uzorkovati povratne informacije signal interne petlje brzine i pozicijske petlje formiranog kod enkodera motora, općenito se neće pojaviti fenomen gubitka koraka ili prekoračenja.
5. Brzina varira u skladu s tim
Koračnom motoru su potrebne stotine milisekundi da ubrza od statičke do radne brzine, dok servo motoru općenito traje samo nekoliko milisekundi, što se može koristiti za kontrolne prilike koje zahtijevaju brzo pokretanje i zaustavljanje.
Iz gornje usporedbe, servo motor je bolji od koračnog motora u mnogim aspektima performansi, zar nismo u odabiru modela motora kada su svi servo motori na liniji? Nije tako, cijena servo motora će biti mnogo veća od koračnog motora, koračni motor će pobijediti servo motor u pogledu troškova, nakon savladavanja karakteristika dva motora, prema različitim potrebama, posebno je važno odaberite pravi tip motora.
Sistemi kontrole kretanja nisu samo sastavljeni od motora i pogona, već su važniji od njih kontrola, upravljačke šeme ili algoritmi koji koordiniraju kretanje više motora. Na primjer, postoji sistem kretanja u kojem se gramofon koji pokreću dva motora puni folijom, tako da se film može odmotati s jednog gramofona na drugi pri određenoj brzini bez lomljenja. U procesu namotavanja filma, promjer namotaja dva gramofona će se stalno mijenjati. Kako bi se osiguralo da se folija ne pukne i da zadovolji zadanu brzinu namotavanja filma, potrebno je stalno prilagođavati brzinu dva motora. U ovom slučaju, PID algoritam je neophodan za kontrolu zatvorene petlje, tako da povratna vrednost kontrolisanog objekta: napetost utiče 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 filma zadovoljavaju zahtjeve.
Pored PID algoritma, algoritam komplementa razlike u kretanju se takođe koristi u sistemu upravljanja manipulatorom sa 6 stepeni slobode ili čak 7 stepeni slobode kako bi se osiguralo da manipulator radi do određene pozicije. Kvalitet šeme sistema kontrole kretanja određuje da li je sistem siguran i pouzdan i da li je efikasnost visoka. Odlična sposobnost dizajniranja programa učinit će nas konkurentnijim.