المرحلة ، القيادة وتصميم التشفير.

يجب أن تعمل المكونات التي تشكل نظام تحديد المواقع عالي الدقة-المحامل ، ونظام قياس الموضع ، ونظام المحرك والقيادة ، ووحدة التحكم-معًا قدر الإمكان. الجزء 1 قاعدة النظام المغطاة والمحامل. الجزء 2 قياس الموقف المغطى. هنا ، نناقش تصميم المرحلة ، القيادة ، وتصميم التشفير ؛ مضخم محرك الأقراص. ووحدات التحكم.

الطرق الثلاثة الشائعة الاستخدام لتجميع المراحل الخطية عند استخدام المشفرات الخطية:
• يتم وضع القيادة والتشفير في أو أقرب ما يمكن إلى مركز كتلة الشريحة.
• يقع محرك الأقراص في وسط الكتلة. يرتبط المشفر بجانب واحد.
• يقع محرك الأقراص على جانب واحد ؛ المشفر ، من ناحية أخرى.

يحتوي النظام المثالي على محرك الأقراص في وسط كتلة الشريحة مع المشفر. ومع ذلك ، هذا عادة ما يكون غير عملي. حل وسط معتاد يحدد موقع محرك الأقراص قليلاً إلى جانب واحد ؛ المشفر ، خارجا قليلا إلى الآخر. هذا يعطي تقريب جيد لمحرك مركزي مع ملاحظات الحركة بجانب نظام محرك الأقراص. تفضل محركات الأقراص المركزية لأن قوة القيادة لا تقدم أي ناقلات القوة غير المرغوب فيها في الشريحة لتسبب التواء أو الصخور. نظرًا لأن نظام المحمل يقيد الشريحة بإحكام ، فإن التقيد سيؤدي إلى زيادة الاحتكاك والارتداء وعدم الدقة في وضع الحمل.

تستخدم طريقة بديلة نظام نمط Gantry مع محركين ، واحد على كل جانب من الشريحة. قوة القيادة الناتجة تحاكي حملة مركزية. مع هذه الطريقة ، يمكنك تحديد موقع الملاحظات في المركز. إذا كان هذا مستحيلًا ، فيمكنك تحديد موقع المشفرات على كل جانب والتحكم في الجدول باستخدام برنامج محرك Gantry الخاص.

مضخم محرك
تتلقى مضخمات محرك Servo إشارات التحكم ، عادةً ± 10 VDC ، من وحدة التحكم وتوفير جهد التشغيل والإخراج الحالي للمحرك. بشكل عام ، هناك نوعان من مضخمات الطاقة: مكبر الصوت الخطي ومكبر مضخم عرض النبض (PWM).

مكبرات الصوت الخطية غير فعالة وبالتالي يتم استخدامها بشكل رئيسي على محركات الأقراص المنخفضة. القيود الأولية على سعة معالجة طاقة الإخراج لمكبر صوت خطي هي الخصائص الحرارية لمرحلة الإخراج وخصائص انهيار ترانزستورات الإخراج. تبديد الطاقة لمرحلة الإخراج هو ناتج التيار والجهد عبر ترانزستورات الإخراج. على النقيض من ذلك ، فإن مضخمات PWM فعالة وتستخدم عادةً لقدرات الطاقة التي تزيد عن 100 W. هذه المضخمات تبديل جهد الخرج بترددات تصل إلى 50 ميغاهيرتز. يتناسب متوسط ​​قيمة جهد الإخراج مع جهد الأمر. ميزة هذا النوع هي أن الجهد يتم تشغيله وإيقاف تشغيله ، مما تسبب في زيادة قدرة تبديد الطاقة بشكل كبير.

بمجرد اختيار نوع المضخم ، تتمثل الخطوة التالية في التأكد من أن المضخم يمكن أن يوفر الجهد المستمر والإخراج المطلوب في المستويات المطلوبة لأقصى سرعة دوران المحرك (أو السرعة الخطية للمحركات الخطية) للتطبيق.

بالنسبة للمحركات الخطية بدون فرش ، يمكنك التمييز بين مكبرات الصوت. هناك نوعان من تخفيف الحركية بشكل عام: شبه منحرف وجبات الجيبية. انطلاق شبه المنحرف هو نوع رقمي من التخفيف حيث يتم تشغيل التيار لكل من المراحل الثلاث إما على أو إيقاف تشغيله. أجهزة استشعار القاعة ذات التأثير المزروع في المحرك عادة ما تفعل ذلك. المغناطيس الخارجية تؤدي إلى أجهزة الاستشعار. ومع ذلك ، فإن العلاقة بين أجهزة استشعار التأثير القوي ، ولفائف الملف ، والمغناطيس أمر بالغ الأهمية وتتضمن دائمًا تسامحًا صغيرًا في الموقف. لذلك ، يحدث توقيت الاستجابة للمستشعرات ، دائمًا إلى حد ما خارج الطور بملف حقيقي ومغناطيس. هذا يؤدي إلى تباين طفيف في تطبيق التيار على الملفات ، مما يؤدي إلى اهتزاز لا مفر منه.

انطلاق شبه المنحرف أقل ملاءمة لتطبيقات المسح والسرعة الدقيقة للغاية. ومع ذلك ، فهو أقل تكلفة من التخفيف الجيبي ، لذلك يتم استخدامه على نطاق واسع للأنظمة عالية السرعة أو النقطة أو على الأنظمة التي لن تؤثر فيها نعومة الحركة على المعالجة.

مع تخفيف الجيوب الأنفية ، لا يحدث تبديل التشغيل. بدلاً من ذلك ، عن طريق التبديل الإلكتروني ، يتم تعديل تحول الطور الحالي 360 درجة من المراحل الثلاث في نمط الجيوب الأنفية. هذا يؤدي إلى قوة ناعمة وثابتة من المحرك. وبالتالي ، فإن تخفيف الجيوب الأنفية على شكل جيب مناسبة تمامًا لعمل ملامح دقيقة والتطبيقات التي تدعو إلى السرعة الثابتة الدقيقة مثل المسح واستخدامات الرؤية.

وحدات التحكم
هناك فئات أكثر من وحدات التحكم مما يمكننا مناقشته هنا بشكل كاف. في الأساس ، قد يتم تقسيم وحدات التحكم إلى عدة فئات اعتمادًا على لغة البرمجة ومنطق التحكم.

تستخدم وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs) مخطط منطق "سلم". يتم استخدامها بشكل أساسي للتحكم في وظائف الإدخال/الإخراج (I/O) المتعددة على الرغم من أن عدد قليل من الإمكانيات المحدودة للسيطرة على الحركة.

تتم برمجة أنظمة التحكم العددي (NC) من خلال لغة قياسية للصناعة ، RS274D أو متغير. يمكنهم إجراء حركات معقدة مثل الأشكال الكروية والسيطرة مع التحكم متعدد المحاور.

تستخدم الأنظمة غير NC مجموعة متنوعة من أنظمة التشغيل الملكية بما في ذلك برامج الواجهة سهلة الاستخدام لملفات تعريف الحركة الأساسية. تتكون معظم وحدات التحكم هذه من وحدة تحكم أساسية بدون شاشة أو لوحة مفاتيح. يتواصل وحدة التحكم مع مضيف من خلال منفذ RS- 232. يمكن أن يكون المضيف جهاز كمبيوتر شخصي (PC) أو محطة غبية أو وحدة اتصالات محمولة.

جميع وحدات التحكم في التصميم تقريبًا هي وحدات تحكم رقمية. أنها توفر مستوى من الموثوقية وسهولة الاستخدام التي لم يسمع بها أحد وحدات التحكم التناظرية. عادة ما يتم اشتقاق معلومات التغذية المرتدة للسرعة من إشارة موضع المحور. يتم تعديل جميع معلمات المؤازرة من خلال البرامج بدلاً من ضبط مضخم محرك الأقراص الشاق "الأواني" ، والتي تميل إلى الانجراف بعد الاستخدام وتغيرات درجة الحرارة. تقدم معظم وحدات التحكم الحديثة أيضًا عملية تلقائية لجميع معلمات المحور المؤازرة.

تتضمن وحدات التحكم الأكثر تقدماً أيضًا التحكم في محور المعالجة الموزعة والمعالج الرقمي (DSP). DSP هو في جوهره معالج مصمم خصيصًا لجعل الحسابات الرياضية بسرعة كبيرة (بعشر مرات على الأقل من المعالج الدقيق). هذا يمكن أن يوفر أوقات العينة المؤازرة في ترتيب 125 ميللي ثانية. الميزة هي التحكم الدقيق في المحور للتحكم في السرعة الثابتة والتحديد السلس.

خوارزمية تصفية متماثلة متكاملة (PID) متناسقة (PID) والسرعة وتغذية التسارع تعزز السيطرة المؤازرة للمحور. بالإضافة إلى ذلك ، تتحكم برمجة S-Curve لملفات التسارع وملفات تعريف التباطؤ التي تتناسب عادة مع حركة الجدول البدء والتوقف. وهذا يعطي تشغيلًا أكثر سلاسة وأكثر تحكمًا ، مما يؤدي إلى أوقات تسوية أسرع لكل من الموقف والسرعة.

تتضمن وحدات التحكم أيضًا إمكانات إدخال/إخراج رقمية أو تمثيلية واسعة النطاق. يمكن تغيير برنامج المستخدم أو الروتين الفرعي اعتمادًا على الموضع أو الوقت أو معلومات الحالة ، أو قيم المتغيرات ، أو العمليات الرياضية ، أو أحداث الإدخال/الإخراج الخارجية أو الداخلية ، أو مقاطعة الخطأ. يمكن أن تكون عملية المستخدم آلية بسهولة.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لمعظم وحدات التحكم زيادة دقة التغذية المرتدة من خلال الضرب الإلكتروني. على الرغم من أن الضرب 4 × شائع ، إلا أن بعض وحدات التحكم المتقدمة يمكن أن تتضاعف بمقدار 256 ×. على الرغم من أن هذا لا يوفر أي تحسن في الدقة ، إلا أنه يتمتع بزيادة حقيقية في استقرار موضع المحور - والأهم من ذلك في العديد من الاستخدامات - التكرار.

في نهجك العام ، إلى جانب العوامل المذكورة أعلاه ، يجب أن تفكر في عوامل أخرى قد تعدل قرارات المكونات ، مثل الميزانية والبيئة وعمر العمر المتوقع وسهولة الصيانة و MTBF وتفضيلات المستخدم النهائي. يتيح النهج المعياري تجميع النظام من المكونات القياسية المتاحة بسهولة والتي ستلبي حتى متطلبات التطبيق الأكثر تطلبًا إذا تم تحليل النظام من القاعدة لأعلى لتوافق المكون العام.