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    sistema de guía lineal

    Los perfiles de movimiento más comunes para sistemas de movimiento lineal son el trapezoidal y el triangular. En un perfil trapezoidal, el sistema acelera desde cero hasta su velocidad máxima, mantiene esa velocidad durante un tiempo (o distancia) determinado y luego desacelera hasta cero. Por el contrario, el perfil triangular acelera desde cero hasta la velocidad máxima e inmediatamente desacelera hasta cero, sin velocidad constante (es decir, todo el tiempo de movimiento se dedica a acelerar o desacelerar).

    En realidad, ninguno de estos perfiles de movimiento es ideal para sistemas de movimiento, especialmente para aquellos que requieren un desplazamiento suave, alta precisión de posicionamiento o estabilidad al final del movimiento. Esto se debe a que el proceso de aceleración y desaceleración genera un fenómeno conocido como sacudida.

    Así como la aceleración es la tasa de cambio (derivada) de la velocidad, la sacudida es la tasa de cambio de la aceleración. En otras palabras, la sacudida es la velocidad a la que la aceleración aumenta o disminuye. La sacudida suele ser indeseable porque genera, como su nombre indica, movimientos bruscos y repentinos. En aplicaciones industriales como máquinas herramienta, robots SCARA y sistemas de dosificación, un cambio rápido en la aceleración (es decir, la sacudida) provoca vibraciones en el sistema. Cuanto mayor sea la sacudida, más fuertes serán las vibraciones. Y las vibraciones disminuyen la precisión del posicionamiento y aumentan el tiempo de estabilización.

    La forma de evitar las sacudidas es reducir la tasa de aceleración o desaceleración. En los sistemas de control de movimiento, esto se logra utilizando un perfil de movimiento en forma de S, en lugar del perfil trapezoidal, que produce sacudidas. En un perfil de movimiento trapezoidal, la aceleración se produce instantáneamente (al menos en teoría) y las sacudidas son infinitas. Para reducir la cantidad de sacudidas generadas durante el movimiento, las transiciones al inicio y al final de la aceleración y la desaceleración se suavizan hasta formar una "S". El perfil resultante se conoce como perfil de movimiento en forma de S.

    Si representamos gráficamente el perfil de aceleración para un movimiento trapezoidal (véase más arriba), observaremos que se trata de una función escalonada; es decir, la aceleración pasa de cero a su valor máximo instantáneamente, y la desaceleración pasa de su valor máximo a cero también instantáneamente. En un movimiento en forma de S, el perfil de aceleración adquiere forma trapezoidal, y tanto la aceleración como la desaceleración se producen de forma gradual, en lugar de instantánea y abrupta.

    El perfil en forma de S se basa en un sistema de tercer orden, lo que hace que las ecuaciones de movimiento para la aceleración, la velocidad y la distancia (desplazamiento) sean más complejas que las de los perfiles de movimiento trapezoidales.

    La desventaja de usar un perfil de movimiento en forma de S frente a uno trapezoidal es que el tiempo total del movimiento es mayor con el perfil en forma de S. Esto se debe a que la aceleración (y desaceleración) gradual lleva más tiempo que la aceleración instantánea de un movimiento trapezoidal. Sin embargo, la ventaja de tiempo que se obtiene al usar un perfil de movimiento trapezoidal puede verse contrarrestada por un tiempo de estabilización más prolongado, debido a las vibraciones inducidas por altos niveles de sacudida. Y dado que la sacudida ejerce una tensión considerable sobre los componentes mecánicos, incluso si se usa un movimiento trapezoidal como base, generalmente se aplica cierto grado de suavizado a las fases de aceleración y desaceleración, lo que hace que el perfil de movimiento se asemeje más a una S.


    Fecha de publicación: 14 de marzo de 2022
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