يعد التحكم في الحركة أحد المجالات الأساسية للتحكم الصناعي ويلعب دورًا كبيرًا في السيناريوهات الصناعية مثل الطباعة والتعبئة والتجميع. نشأت التحكم في الحركة من التحكم في المحرك ، وهي مهمة التحكم في المحرك هي التحكم في عزم الدوران الفردي والسرعة والموضع والمعلمات الأخرى ، بحيث يكون المحرك لإكمال الإجراء المحدد. ويتحقق التحكم في الحركة على أساس التحكم في المحرك إلى التحكم في المحرك المتعدد ، يقوم نظام التحكم في الحركة تلقائيًا بتنسيق محركات متعددة لإكمال الحركة المحددة. يقلل تطبيق نظام التحكم في الحركة الدقة المعقدة في تقليل تكاليف الإنتاج بشكل كبير في نفس الوقت أيضًا من حدوث سوء الفعل في المعالجة ، وتحسين جودة المنتج. التطوير السريع اليوم لتكنولوجيا أتمتة الإنتاج الصناعي ، تستخدم مجموعة متنوعة من أنظمة التحكم في الحركة على نطاق واسع في صناعة الخدمات اللوجستية وخطوط التجميع الكبيرة.
المظهر المتكرر في رؤيتنا للذراع الآلي هو نظام التحكم في الحركة للمساعدة في الإنتاج الصناعي للربط الأكثر أهمية ، والذراع الروبوتية الأكثر تقدماً في العالم لديه سبعة مفاصل بدون تروس ، كل محرك يقود حركة مفصلية. التشغيل العادي للذراع الميكانيكي ، يقوم نظام التحكم في الحركة بتنسيق سبع محركات في نفس الوقت ، يمكن للذراع أن يدرك بسهولة أي موضع في مساحة الكائن. ليس ذلك فحسب ، بل يمكنه أيضًا تحقيق وظائف معقدة أخرى ، بل إنها تساعد الناس على تنظيف أو لعب الآلات الموسيقية.
قبل بضع سنوات ، كان الروبوت الكامل ، الذي أصبح نجاحًا كبيرًا على الإنترنت ، مثالًا للتحكم في الحركة. عندما يقوم روبوت شامل بإعداد مسار ، فإن نظام التحكم في الحركة يدفع المحركات إلى تنفيذ إجراءات مختلفة حتى يتمكن الروبوت الشامل من إكمال مهامه بكفاءة. في المصانع ، تستخدم الأسلحة الآلية على نطاق واسع في خطوط التجميع ، وفي خطوط تصنيع السيارات ، يمكن للأسلحة الآلية أن ترفع عشرات الكيلوغرامات بسهولة أو حتى مئات الكيلوغرامات من الأجزاء لإكمال اللحام والتجميع. يمكننا أن نرى أن نظام التحكم في الحركة لا يستخدم في الصناعة فحسب ، بل ليس من الصعب العثور عليها في الحياة الأقرب إلينا.
لفهم نظام التحكم في الحركة ، تحتاج إلى التركيز على الفهم هو المنفذ لأمر الحركة - المحرك. معظم المحركات المستخدمة في أنظمة التحكم في الحركة لشركة Stepper Motors و Servo Motors ، تقدم الافتتاحية التالية بإيجاز نوعين من المحركات لك.
1 سائر محرك
يمكن أن يكون محرك السائر هو إشارة نبض الإدخال في إزاحة زاوية ، في التشغيل الطبيعي لمحرك السائر ، تعتمد سرعة المحرك ، الموضع ، التسارع والخلاف فقط على تواتر وعدد إشارات النبض ، ولا يخضع لتغييرات الحمل. عندما يتلقى سائق محرك السائر إشارة نبض ، فإنه يدفع محرك السائر لتدوير زاوية ثابتة في اتجاه المجموعة. يطلق عليه "زاوية الخطوة" ويدور خطوة بخطوة ، زاوية خطوة واحدة لكل خطوة ، وبالتالي اسم محرك السهول.
2 servomotor
يحول محرك المؤازرة الإشارة الكهربائية التي يتلقاها في إخراج الإزاحة الزاوي على عمود المحرك. يتحكم برنامج تشغيل محرك المؤازرة في الكهرباء الثلاثة مراحل لتشكيل مجال كهرومغناطيسي ، ويتم تدوير الدوار تحت عمل المجال المغناطيسي. يشفر المشفر الذي يأتي مع محرك المؤازرة الإشارات الخلفية إلى السائق ، والذي يقارن قيمة التغذية المرتدة مع القيمة الهدف وضبط زاوية دوران الدوار.
مقارنة بين المحركين
1 وضع التحكم مختلف
محرك السوار باستخدام التحكم في الحلقة المفتوحة ، محرك المؤازرة باستخدام التحكم في الحلقة المغلقة ، والفرق بين طريقتي التحكم هو أن التحكم في الحلقة المغلقة سيقارن القيمة الهدف والقيمة الفعلية ، وضبط موضع المحرك ، مقارنة مع دقة التحكم في محرك المؤازرة أفضل من محرك السائر.
2 دقة التحكم مختلفة
كلما زادت مراحل محرك السائر ، زادت دقتها. {{0}} تكلفة محرك المرحلة منخفضة ، ولكن في الاهتزاز منخفض السرعة ، انخفض عزم الدوران عالي السرعة بسرعة ، 5- محرك المرحلة أقل اهتزازًا ، أداء عالي السرعة جيد ، من 2- سرعة محرك المرحلة 30 ~ 50 ٪ ، ويمكن أن تحل محل محرك المؤازرة في بعض المناسبات. يأتي محرك المؤازرة مع تشفير ، وكلما زاد مقياس التشفير ، كلما زاد الدقة. بشكل عام ، تعادل دقة محرك المؤازرة زاوية الخطوة البالغة 0.036 درجة من محرك السهول ، بالطبع ، لا توجد زاوية خطوة صغيرة من محرك السهول ، زاوية خطوة السهول العامة 1.8 ، ما سبق فقط تشبيه ، يمكن رؤيته في تحقيق التحكم في الحركة عالي الدقة ، وتتجاوز أداء محركات السائر.
3 خصائص التردد المنخفضة مختلفة
على عكس محركات المؤازرة ، على الرغم من السرعات المنخفضة ، ستستخدم Stepper Motors تقنية التخميد أو تقنية التقسيم الفرعي للتغلب على ظاهرة الاهتزاز منخفض السرعة. لا يزال محرك الخطوة في السرعة المنخفضة سهلة للغاية لظاهرة الاهتزاز ، في حين أن محرك المؤازرة سواء في السرعة العالية أو منخفضة لن يهتز الظاهرة.
4 أداء الحركة مختلف
محرك التنقل للتحكم في الحلقة المفتوحة ، وتردد البدء مرتفع للغاية أو أن الحمل كبير جدًا بسبب ظاهرة الخطوة المفقودة ، ومن السهل أن يكون التوقف عن السرعة العالية للغاية هو تجاوز ظاهرة محركات المؤازرة للتحكم في الحلقة المغلقة. مباشرة على إشارات التغذية المرتدة المشفر المحرك ، فإن التركيب الداخلي لحلقة السرعة وحلقة الموضع ، لن يفقد بشكل عام الخطوة أو يتجاوز الظاهرة.
5 السرعة وفقًا لذلك مختلفة
يتسارع محرك السائر يتسارع من التوقف إلى سرعة العمل إلى مئات المللي ثانية ، في حين أن محرك المؤازرة يتطلب عمومًا فقط بضعة ميلي ثانية ، يمكن استخدامه لمتطلبات مناسبات التحكم السريعة في بدء التشغيل.
من المقارنة أعلاه ، تكون محركات المؤازرة في العديد من جوانب الأداء أفضل من محركات السهول ، وهذا ليس اختيارنا لنماذج المحركات عندما يكون جميع محركات المؤازرة على الخط؟ ليس كذلك ، سيكون سعر محرك المؤازرة أعلى بكثير من محرك السائر ، وسيكون محرك السائر في الجوانب الفعالة من حيث التكلفة لمحرك المؤازرة ، بعد إتقان خصائص المحركين ، وفقًا للاحتياجات المختلفة ، اختر النوع الصحيح من المحرك مهم بشكل خاص.
لا يتكون نظام التحكم في الحركة فقط من المحركات والمحركات ، مقارنة بها أكثر أهمية للتحكم ، وتنسيق حركة نظام التحكم في المحرك المتعدد أو الخوارزمية. على سبيل المثال ، هناك نظام حركة ، مدفوعًا بمحركين على القرص الدوار مليء بالفيلم ، من أجل تحقيق الفيلم لا يمكن كسره في حالة سرعة متعددة الفيلم ، من القرص الدوار ثم الترجيع إلى آخر القرص الدوار. في عملية لف الفيلم ، سيستمر قطر لفة القرص الدوار في التغيير ، من أجل ضمان عدم كسر الفيلم ويتماشى مع سرعة لف الفيلم المحددة ، والحاجة إلى ضبط سرعة المحركين باستمرار ، والتي يتطلب استخدام خوارزميات PID للتحكم في الحلقة المغلقة ، بحيث تؤثر قيمة ردود الفعل من التوتر على سرعة المحرك. وبهذه الطريقة ، بالاعتماد على أداء الاستجابة السريعة لمحرك المؤازرة ، عندما يكون التوتر كبيرًا جدًا بحيث لا يقلل السرعة ، عندما يكون التوتر صغيرًا جدًا بحيث لا يسرع السرعة. تحت ضبط مستمر ، يصل التوتر وسرعة اللف للفيلم إلى المتطلبات.
بالإضافة إلى خوارزمية PID ، سيتم أيضًا استخدام أيضًا في 6 درجات من الحرية أو حتى 7 درجات من حرية نظام التحكم في الذراع الآلي لضمان أن خوارزمية الحركة التفاضلية تعمل إلى الموضع المحدد. يحدد حل نظام التحكم الجيد في الحركة ما إذا كان النظام آمنًا وموثوقًا وفعالًا. إن وجود قدرة جيدة على تصميم البرنامج سيجعلنا أكثر تنافسية أيضًا.