ניו-טק מגזין | מרץ 2019

MOTION CONTROL מוסף מיוחד

על גבי רשת בזמן אמת sub -1 μs ודאות של של בקר ה- I / Os ועולה מכך בבירור כי ל- תפקיד מכריע בהקשר של סנכרון בקרת motor תנועה ברשת. למעשה, הרשת בזמן אמת אינה זו שקובעת את רמת הדיוק של הסנכרון - אלא של המערכת. I / Os את ה- נוכל לראות כי למערכת 1 אם נביט שוב באיור , שאינם C , ו- A , B שלושה דומיינים של סנכרון, קשורים זה לזה. הם למעשה מחוץ לסנכרון עם אחד. PWM חוסר וודאות המשתנה עד למשך ניתן לראות את ההשפעה של חוסר ודאות multiaxis servo התזמון בבירור במערכות בעלות ביצועים גבוהים ליישומים כגון רובוטיקה ומיכון. קיזוז הזמן המשתנה בין השפעה ישירה I / O צירי בקרת המנוע ברמת וניתנת למדידה על דיוק המיקום התלת ממדי הסופי של הרובוט או של כלי המכונה. חשבו על פרופיל תנועה פשוט, כמו זה המוצג motor . בדוגמה זו, הפניית מהירות ה- 3 באיור (עקומה בצבע אדום) קופץ מעלה ולאחר מכן שוב למטה. אם שיעור הקפיצה הוא במסגרת היכולת של המערכת האלקטרומכנית, המהירות בפועל צפויה לעקוב אחר ההתייחסות. אבל, אם יש השהייה בכל מקום שהוא במערכת, המהירות בפועל (העקומה בצבע כחול) תהיה לאחר ההתייחסות, . Δθ והתוצאה היא שגיאת מיקום, x במכונות מרובות צירים, מיקום מטרה (, θ 1,( ) מתורגם לפרופילי צירים זוויתיים y , z ,...) בהתאם לבנייה המכנית של המכונה. θn פרופילי הצירים הזוויתיים מגדירים רצף של פקודות מיקום / מהירות לכל ציר בהפרשי מהירות שווים. כל הבדל בעיתוי בין הצירים גורם לדיוק מופחת של המכונה. חשבו למשל . נתיב 4 על שני הצירים המופיעים באיור מטרה עבור המכונה מתואר על ידי קבוצה ). עיכוב גורם לשגיאת x , y של קואורדינטות ( והנתיב בפועל y תזמון על הפקודה עבור ציר הופך להיות לא סדיר. ההשפעה של השהייה קבועה עשויה, במקרים מסוימים, להיות ממוזערת על ידי פיצוי מתאים. להשהייה משתנה ולא ידועה, אשר לא ניתן לפצות עבורה, חשיבות מכרעת. יתר על כן, השהיות משתנות מובילות לרווח לולאת בקרה משתנה, מה שמקשה על כוונון הלולאה לביצועים מיטביים. יש לציין כי השהייה בכל מקום במערכת יגרום לחוסר דיוק ברמת הדיוק של המכונה. חוסר וודאות בסנכרון ואימפקט יישום

צירים טיפוסית. 2 מערכת בקרת תנועה של רשת בעלת :1 איור «

. CNC רמת דיוק גבוהה מאוד, כגון מיכון ללולאת המיקום בדרך כלל יש רוחב פס נמוך . I / O למדי ולכן היא פחות רגישה לסנכרון של כלומר, סנכרון של צמתים ברמת התייחסות מוביל לרוב לביצועים סבירים, למרות שהרשת נמצאים בדומיינים שונים של סנכרון. I / O וה- בעוד שטופולוגיית הבקרה המוצגת בחלק היא נפוצה, נעשה שימוש גם 5 העליון של איור בגישות חלוקת בקרה אחרות שבהן לולאות המיקום ו/או המהירות מוטמעים בצד בקר התנועה, והפניות המהירות / מומנט הפיתול מועברות על פני הרשת. המגמות בעת האחרונה בתעשייה מצביעות על מעבר לשיטת חלוקה חדשה, שבה כל לולאות הבקרה מועברות לבקר תנועה עוצמתי בצד motor מבקרי ה- .)5 המסטר של הרשת (ראו בתחתית איור חילופי הנתונים ברשת בזמן אמת הם הפניית i ומשוב מתקן (, motor *) לבקר ה- v מתח ( ) לבקר התנועה. טופולוגיית בקרה זו, ω , θ מרובה ליבות PLCs המאופשרת באמצעות חזק ורשתות בזמן אמת, יש מספר יתרונות. ראשית, הארכיטקטורה היא סקלבילית ) מאוד. ניתן להוסיף / להסיר צירים scalable ( בקלות מבלי לדאוג לגבי כוח העיבוד של בקר

כתוצאה מכך, מזעור או ביטול ההשהיות מאפשר תפוקה מוגברת ואיכות טובה יותר של המוצר הסופי.

סנכרון וטופולגיות בקרה חדשות

הגישה המסורתית לבקרת תנועה מוצגת . בקר תנועה, לרוב 5 בחלק העליון של איור motor *) לבקר θ , שולח הפניות מיקום ( PLC מורכב motor על גבי רשת בזמן אמת. בקר ה- משלוש לולאות משוב מדורגות כאשר הלולאה הפנימית שולטת במומנט הפיתול / מתח ), הלולאה האמצעית שולטת במהירות T / i ( .) θ ) והלולאה הנוספת שולטת במיקום ( ω ( הלולאה השולטת במומנט הפיתול יש את רוחב הפס הגדול ביותר וללולאת המיקום יש את הקטן ביותר. משוב ממתקן נשמר באופן והוא מסונכרן היטב motor מקומי לבקר ה- עם אלגוריתם הבקרה ומודולטור רוחב פולס. בטופולוגיית מערכת זו, הצירים מסונכרנים באמצעות החילוף של הפניות המיקום בין בקר , אבל המתאם לסנכרון motor התנועה ובקר ה- ) PWM (משוב ו- motor של בקר ה- I / O של ה- הופך לבעייתי רק בהקשר של יישומים בעלי

.PWM עדכון מחזור לטיימר :2 איור

«

39 l New-Tech Magazine