Lava-, asema- ja kooderisuunnittelu.

Komponenttien, jotka muodostavat korkean tarkkuuden paikannusjärjestelmän-laakerit, asennon mittausjärjestelmän, moottori- ja ajomatkan järjestelmän ja ohjaimen-on toimittava samoin kuin mahdollista. Osa 1 katettu järjestelmän pohja ja laakerit. Osa 2 katettu asennon mittaus. Täällä keskustellaan lava-, ajamisesta ja kooderisuunnittelusta; aseman vahvistin; ja ohjaimet.

Kolme yleisesti käytettyä menetelmää lineaaristen vaiheiden kokoamiseksi lineaarikoodereita käytettäessä:
• Aja ja kooderi on sijoitettu tai lähelle kuin mahdollista liukumäen massakeskukseen.
• Asema sijaitsee massan keskellä; Kooderi kiinnittyy toiselle puolelle.
• Asema sijaitsee toisella puolella; kooderi, toisaalta.

Ihanteellisessa järjestelmässä on asema liukumassan keskellä kooderin kanssa. Tämä on kuitenkin yleensä epäkäytännöllistä. Tavallinen kompromissi sijoittaa aseman hieman toiselle puolelle; kooderi, hieman toiseen. Tämä antaa hyvän likiarvon keskitetylle asemasta käyttöjärjestelmän vieressä olevasta liikepalautteesta. Keski -asemat ovat parempia, koska käyttövoima ei tuota ei -toivottuja voimavektoreita liukuun aiheuttamaan kiertymistä tai kukoistamista. Koska laakerijärjestelmä rajoittaa liukua tiukasti, kurkistaminen tuottaisi lisääntynyttä kitkaa, kulumista ja kuorman aseman epätarkkuutta.

Vaihtoehtoinen menetelmä käyttää poraustyyppistä järjestelmää, jossa on kaksi asemaa, yksi liukumäen molemmilla puolilla. Tuloksena oleva käyttövoima jäljittelee keskusasemaa. Tällä menetelmällä voit löytää sijainnin palautteen keskustasta. Jos tämä on mahdotonta, voit löytää kooderit kummallakin puolella ja ohjata pöytää erityisellä Gantry Drive -ohjelmistolla.

Aseman vahvistin
Servo -aseman vahvistimet vastaanottavat ohjaimelta hallintasignaalit, yleensä ± 10 VDC, ja tarjoavat moottorin käyttöjännitteen ja virran ulostulon. Yleensä on olemassa kahta tyyppiä tehonvahvistimia: lineaarinen vahvistin ja pulssin leveyden moduloitu (PWM) vahvistin.

Lineaariset vahvistimet ovat tehottomia, ja siksi niitä käytetään pääasiassa pienitehoisilla asemilla. Lineaarisen vahvistimen lähtötehonkäsittelykapasiteetin ensisijaiset rajoitukset ovat lähtövaiheen lämpöominaisuudet ja lähtötransistorien hajoamisominaisuudet. Lähtövaiheen tehon hajoaminen on virran ja jännitteen tuote lähtötransistorien yli. PWM -vahvistimet sitä vastoin ovat tehokkaita ja niitä käytetään tyypillisesti yli 100 W: n tehonkapasiteetteihin. Nämä vahvistimet kytkevät lähtöjännitettä taajuuksilla 50 MHz: iin. Lähtöjännitteen keskiarvo on verrannollinen komentojännitteeseen. Tämän tyyppisen etuna on, että jännite on kytketty päälle ja pois päältä, mikä aiheuttaa huomattavasti lisääntynyttä virran hajoamiskapasiteettia.

Kun olet valinnut vahvistintyypin, seuraava vaihe on varmistaa, että vahvistin voi tarjota vaaditun jatkuvan virran ja lähtöjännitteen tarvittavilla tasoilla sovelluksen enimmäismoottorin pyörimisnopeudelle (tai lineaarinen nopeus).

Harjattomille lineaarisille moottoreille voit tehdä toisen eron vahvistimien välillä. Kahden tyyppisen moottorin kommutoinnin tyypit ovat yleensä käytössä: trapetsiaalinen ja sinimuotoinen. Trapetsoidinen kommutointi on digitaalinen kommutointityyppi siinä mielessä, että kunkin kolmen vaiheen virta kytketään joko päälle tai pois päältä. Moottoriin implantoidut sal-efektianturit tekevät tämän yleensä. Ulkoiset magneetit laukaisevat anturit. Hall-vaikutusanturien, kelan käämien ja magneettien välinen suhde on kuitenkin kriittinen ja siihen liittyy aina pienen aseman sietokyky. Siksi anturien vasteen ajoitus tapahtuu aina jonkin verran hiukan vaiheesta todellisella kela- ja magneettipaikoilla. Tämä johtaa pieneen vaihteluun virran levittämisessä kelaihin, mikä johtaa väistämättömään tärinään.

Trapetsoidinen kommutointi on vähemmän sopiva erittäin tarkkaan skannaus- ja vakiona nopeussovelluksiin. Se on kuitenkin halvempaa kuin sinimuotoinen kommutointi, joten sitä käytetään laajasti suurissa nopeuksissa, pisteestä pisteeseen tai järjestelmiin, joissa liikkeen sileys ei vaikuta prosessointiin.

Sinusoidisella kommutoinnilla on-off-kytkentä ei tapahdu. Pikemminkin elektronisen kytkimen avulla kolmen vaiheen 360 asteen virran vaihesiirto moduloidaan sinimuotoisessa kuviossa. Tämä johtaa sileään, vakiovoimaan moottorista. Sinusoidinen muotoinen kommutointi soveltuu siksi tarkkuusmuotojen ja sovelluksiin, joissa vaaditaan tarkkaa jatkuvaa nopeutta, kuten skannausta ja visiota koskevaa käyttöä.

Ohjaimet
Ohjaimia on enemmän kuin voimme keskustella riittävästi täällä. Periaatteessa ohjaimet voidaan jakaa useisiin luokkiin ohjelmointikielen ja ohjauslogiikan mukaan.

Ohjelmoitavat logiikkaohjaimet (PLC) käyttävät “tikkaat” logiikkajärjestelmää. Niitä käytetään pääasiassa useiden erillisten tulo-/lähtö (I/O) -toimintojen hallintaan, vaikka muutama tarjoaa rajoitetun liikkeenohjausominaisuuden.

Numeeriset ohjausjärjestelmät (NC) on ohjelmoitu teollisuuden standardin kielen, RS274D: n tai variantin kautta. He voivat suorittaa monimutkaisia ​​liikkeitä, kuten pallomaisia ​​ja kierteisiä muotoja, joissa on moniakselinen hallinta.

Ei-NC-järjestelmät käyttävät erilaisia ​​omistusjärjestelmiä, mukaan lukien helppokäyttöiset käyttöliittymäohjelmat perusliikeprofiileihin. Suurin osa näistä ohjaimista koostuu perusohjaimimoduulista ilman näyttöä tai näppäimistöä. Ohjain kommunikoi isännän kanssa Rs-232-portin kautta. Isäntä voi olla henkilökohtainen tietokone (PC), tyhmä pääte tai kämmentietokone.

Lähes kaikki ylöspäin suuntautuvat ohjaimet ovat digitaalisia ohjaimia. Ne tarjoavat luotettavuuden ja helppokäyttöisyyden, joka oli ennenkuulumatonta analogisissa ohjaimissa. Nopeuden palautetiedot johdetaan yleensä akselin sijaintisignaalista. Kaikki servoparametrit säädetään ohjelmistojen kautta sen sijaan, että säätäisivät työvahvistinvahvistimen ”ruukut”, joilla on taipumus ajautua käytön jälkeen ja lämpötilan muutosten kanssa. Useimmat nykyaikaiset ohjaimet tarjoavat myös kaikkien akselien servoparametrien automaattia.

Edistyneempiin ohjaimiin sisältyy myös hajautettu prosessointi ja digitaalinen signaaliprosessorin (DSP) akselin ohjaus. DSP on pohjimmiltaan prosessori, joka on erityisesti suunniteltu tekemään matemaattisia laskelmia erittäin nopeasti (ainakin kymmenen kertaa nopeammin kuin mikroprosessori). Tämä voi tarjota servo -näytiaikoja luokkaa 125 ms. Etu on akselin tarkka säätö vakiona nopeuden hallintaan ja sileä muotoiluun.

Suhteellisen integraalijohdon (PID) suodatinalgoritmi ja nopeus ja kiihtyvyyssyöttö eteenpäin tehostaa akselin servoohjausta. Lisäksi kiihtyvyys- ja hidastumisprofiilien S-käyrän ohjelmointi hallitsee ääliötä, joka yleensä menee taulukon aloittamiseen ja pysäyttämiseen. Tämä antaa sileämmän, hallitumman toiminnan, mikä johtaa nopeampiin asettumisaikoihin sekä sijaintiin että nopeuteen.

Ohjaimet sisältävät myös laajat digitaaliset tai analogiset tulo-/lähtöominaisuudet. Käyttäjäohjelmaa tai aliohjelmaa voidaan muuttaa sijainnin, ajan tai tilatietojen, muuttujien arvojen, matemaattisten operaatioiden, ulkoisten tai sisäisten I/O -tapahtumien tai virheiden keskeytymisen mukaan. Käyttäjän prosessi voidaan helposti automatisoida.

Lisäksi suurin osa ohjaimista voi lisätä sijainnin palautteen resoluutiota elektronisen kertolaskun avulla. Vaikka 4 x kertominen on yleistä, jotkut edistyneiden ohjaimet voivat kertoa jopa 256 ×. Vaikka tämä ei paranna tarkkuutta, sillä on todellinen lisääntyminen akselin sijainnin vakaudessa ja - mikä tärkeintä monissa käytössä - toistettavuus.

Yleisessä lähestymistavassasi edellä mainittujen tekijöiden lisäksi sinun on otettava huomioon muut tekijät, jotka voivat muuttaa komponenttipäätöksiä, kuten budjetti, ympäristö, elinajanodote, ylläpidon helppous, MTBF ja loppukäyttäjän mieltymykset. Modulaarinen lähestymistapa mahdollistaa järjestelmän kokoonpanon vakiona, helposti saatavilla olevista komponenteista, jotka täyttävät jopa vaativimmat sovellusvaatimukset, jos järjestelmä analysoidaan pohjasta komponenttien yhteensopivuuden suhteen.