什么是運動控制?
運動控制是指“控制移動”之意。其代表可以舉出利用各種電機進行位置控制等。電能附加給電機,使電機工作,轉(zhuǎn)換為動能。這項技術(shù)作為機床、機械手控制、半導體制造裝置、注塑成型機、數(shù)字家電檢查裝置等的核心,發(fā)揮著巨大的作用,在這一領(lǐng)域的設(shè)備投資近年來大幅增長。
輸送機的旋轉(zhuǎn)控制多軸機械手的軸控制
旋轉(zhuǎn)平臺定位控制
XY工作臺定位控制
什么是運動控制接口板?
按照指定的脈沖個數(shù)和頻率,輸出脈沖序列的計算機接口板。可根據(jù)目的位置、速度、加減速率等動作參數(shù),自動輸出控制脈沖。還具備定位控制需要的各種限位輸入功能。電機本體控制由電機驅(qū)動器進行。由運動控制接口板向電機驅(qū)動器輸出脈沖信號,控制電機。連接脈沖輸入型號的步進電機、伺服電機使用。
什么是電機驅(qū)動單元?
這是用于驅(qū)動步進電機和伺服電機的控制單元。通過向驅(qū)動單元進行控制信號的設(shè)置/取得,進行電機控制。
什么是步進電機?
這是可高精度定位的電機。與輸入脈沖同步,呈階梯狀地一點點旋轉(zhuǎn)一定角度。由于步進電機根據(jù)輸入脈沖準確旋轉(zhuǎn),所以無需旋轉(zhuǎn)量檢測就能夠高精度定位。一般的分辨率是:1步(1個脈沖)= 1.8°、 0.72°、0.36°等。
特征
可以開環(huán)高精度定位。
啟動和停止的響應性優(yōu)越。
不累積停止時的角度誤差(一般步進電機的誤差為一般±0.05°,精度高)。
即使處于停止狀態(tài),也可獲得較大的自保持力。
低速時可獲得大轉(zhuǎn)矩。
電機的結(jié)構(gòu)簡單,使維護工作變得簡單。
步進角
向電機驅(qū)動器輸入1個脈沖時步進電機轉(zhuǎn)動的角度。一般精度分為:1步(1個脈沖)= 1.8°、 0.72°、0.36°等。用脈沖個數(shù)指定旋轉(zhuǎn)量,用脈沖頻率指定轉(zhuǎn)速。
例如:步進角為0.72°時,使小車移動50mm所需要的脈沖個數(shù)是多少?
電機旋轉(zhuǎn)90°所需要的脈沖個數(shù):90 ÷ 0.72 = 125
脈沖電機旋轉(zhuǎn)一周(360°)所需的脈沖個數(shù):125×4=500個脈沖
假設(shè)旋轉(zhuǎn)1周小車移動10mm,則50mm÷10mm=5周
需要的移動脈沖個數(shù): 500個脈沖×5周 = 2500個脈沖
轉(zhuǎn)速
步進電機的轉(zhuǎn)速準確地與脈沖信號的速度成正比。轉(zhuǎn)速和脈沖信號的速度關(guān)系可由下述公式求得。用脈沖個數(shù)指定旋轉(zhuǎn)量,用脈沖頻率指定轉(zhuǎn)速。
電機轉(zhuǎn)速(r/min) = 步進角(°)/360°×脈沖速度(頻率: Hz) × 60
例如:求步進角= 0.72°、脈沖速度=1000Hz 時的電機速度
電機轉(zhuǎn)速(r/min) = 0.72/360 × 1000 × 60 = 120(r/min)
失步
在步進電機運轉(zhuǎn)中,出現(xiàn)急劇的速度變化(加減速)或超過負載時,電機不能與脈沖同步旋轉(zhuǎn),發(fā)生停止、錯誤的現(xiàn)象叫做“失步”。近年的步進電機已經(jīng)采用了不會失步的機構(gòu)。
什么是伺服電機?
伺服電機分為交流伺服電機和直流伺服電機。主要在制造工廠使用(機床、產(chǎn)業(yè)機械手等)。伺服電機具備檢測轉(zhuǎn)角的編碼器,進行閉環(huán)高精度的定位。
特征
能夠產(chǎn)生較大的加減速轉(zhuǎn)矩,即使負荷或脈沖速度急劇變化,也不會產(chǎn)生失步現(xiàn)象,獲得高速響應。
不僅可從低速到高速獲得平穩(wěn)而圓滑的旋轉(zhuǎn),運轉(zhuǎn)中噪音也小,靜音效果好。
以小型化、輕量化實現(xiàn)高輸出功率。
什么是編碼器輸入?
公司的運動控制接口板產(chǎn)品配置了用于反饋控制的計數(shù)器功能。連接增量型(加法、減法動作)的編碼器,能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的反饋控制。反饋控制自身需要進行編程。輸入回路支持2相(A相/B相)以及單相(UP/DOWN)。可使用支持差動輸出、TTL電平輸出、集電極開路輸出的編碼器。
主要用途
從伺服電機輸出脈沖→管理/控制位置信息
步進電機的失步檢測
脈沖輸出信號/輸出格式
2脈沖方式(獨立脈沖輸出)
這是輸出正方向用(CW)、負正方向用(CCW)2種獨立脈沖信號,進行控制的方式。CW(Clock Wise)表示順時針旋轉(zhuǎn)(右旋),CCW(Counter Clock Wise)表示反時針方向(左旋)。
公用脈沖方式(方向信號輸出:OUT(脈沖輸出)、 DIR(方向輸出)
使用1個控制移動量和速度的脈沖信號、決定旋轉(zhuǎn)方向的信號,進行控制。
OUT(提前脈沖輸出)、DIR(滯后脈沖輸出)方式
輸出OUT(提前脈沖輸出)信號和DIR(滯后脈沖輸出)信號。當DIR與OUT相位相差+90°時,朝正方向(順時針方向)動作(旋轉(zhuǎn))。當DIR與OUT相位相差-90°時,朝負方向(反時針方向)動作(旋轉(zhuǎn))。
多軸同步、接口板間多軸同步
運動控制接口板能夠?qū)Χ鄠€軸之間的同時開始/停止進行同步控制。此外,連接專用的同步控制線纜,最多可進行16塊(128個軸)的同步控制。使用8軸接口板時,還可以4軸為單位分組。
限位輸入
這是檢測電機(小車)停止點、減速點、原點等的功能。能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的定位控制。
+LIM / -LIM (方向限位): + 為順時針方向,-為反時針方向
這是檢測界限位置的輸入信號。分別將+LIM和-LIM安裝在正負界限位置,在電機的轉(zhuǎn)向為CW(順時針方向)時和CCW(反時針方向)時,防止電機超過界限位置旋轉(zhuǎn)。小車一旦達到該位置,不管處于何種動作狀態(tài),電機立即停止。
之后,只要限位還在起作用,即使向同一方向再發(fā)出動作指示(命令),電機也不會超過限位位置動作。向反方向下達動作指令,電機才可以開始再次移動(旋轉(zhuǎn))。
+SD / -SD(方向減速): +為順時針方向,-為反時針方向。
SD是檢測電機高速旋轉(zhuǎn)中(加減速動作時)開始減速的位置的限位輸入。高速動作(移動)的小車在此位置開始減速,降到開始速度后停止。
ORG(原點限位)
這是檢測各動作的基準——原點——的開關(guān)輸入。可通過軟件設(shè)置邏輯方向。根據(jù)設(shè)置,當有信號輸入時停止。
PTP動作
PTP動作是指從某一地點向別的地方移動(Point To Point)的動作。用于簡單的定位控制。我公司的運動控制接口板可在動作中的任何時刻,更改停止位置。右圖表示在加速、恒速動作中,將新數(shù)據(jù)改為遠離最初的目標位置的情形。例如,從開始位置指定3,000個脈沖的位置,正在移動中,此時不必停止電機,就可以改為5,000個脈沖的位置。
JOG動作
JOG動作是不指定移動距離的移動動作。手動進行電機定位時使用。連續(xù)地使電機動作,直到輸入±LIM信號或者發(fā)出停止命令。在動作過程中的任意時刻,均可以改變速度和加減速時間。
ORG動作
ORG(原點復位)動作是使電機移動到原點的動作。我公司的產(chǎn)品具有下述獨特的原點復位功能。當進行了原點復位的設(shè)置、動作類型指定為ORG以后,一旦動作開始,直到原點復位終了,驅(qū)動程序會自動地進行控制。
因此,原點復位動作的控制邏輯無需客戶設(shè)計,從而簡單地實現(xiàn)原點復位的動作。
可以指定原點復位的結(jié)束方向
原點限位傳感器不一定是高精度的傳感器。因此,從正方向檢出限位和從負方向檢出限位有時在位置上存在誤差。為了解決這個問題,始終只從一個方向檢出原點限位。
不需要NORG(Near原點)
當利用加減速移動進行原點復位時,為了保證用原點限位確實停止,需要在原點限位附件設(shè)置減速停止限位傳感器,將其作為Near原點。利用一個原點限位開關(guān),發(fā)揮Near原點的作用。
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