ग्राहक कम रखरखाव और उपकरण आकार, और तेज़ थ्रूपुट और मशीन सेटअप की मांग करते हैं। इन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, उपकरण निर्माता यांत्रिक घटकों की बजाय सर्वो-नियंत्रित गति को चुन रहे हैं।

गति नियंत्रण किसी मशीन की क्षमताओं और सीमाओं को परिभाषित करता है। इसलिए, इसके प्रवाह और लचीलेपन को अधिकतम करने और रखरखाव को कम करने के लिए, आपको अक्सर उस मशीन के भीतर गति नियंत्रण के तरीके को उन्नत करना होगा। पारंपरिक नियंत्रण डिज़ाइनों और उपकरणों से सर्वो नियंत्रण में परिवर्तन करने के अधिकांश कारण इनमें से एक या अधिक लाभ प्राप्त करना हैं:

• थ्रूपुट बढ़ाएँ। सर्वोमोटर्स उच्च त्वरण दर और गति उत्पन्न करते हैं।
• सटीकता बढ़ाएँ। सर्वो तेज़ गति से चलने वाले उपकरण को संसाधित करने के लिए आवश्यक उच्च सटीकता प्रदान कर सकते हैं।
• लचीलापन बढ़ाएँ। सर्वो पारंपरिक यांत्रिक घटकों के इलेक्ट्रॉनिक संस्करण प्रदान करते हैं। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉनिक कैम प्रोफाइल को लगभग तुरंत बदला जा सकता है। प्रोग्रामेबल मोशन प्रोफाइल अलग-अलग उत्पाद आकार और विन्यास के अनुसार समायोजित हो सकते हैं। इलेक्ट्रॉनिक "गियर" अनुपात अलग-अलग मशीन गति के अनुसार बदले जा सकते हैं। इसके अलावा, इलेक्ट्रॉनिक गियरिंग के साथ, मोटरों को अनुप्रयोग के लिए सुविधाजनक कहीं भी रखा जा सकता है, क्योंकि वे लंबे शाफ्ट, गियर और बेल्ट की आवश्यकता को समाप्त कर देते हैं।

इसके अलावा, एक विद्युत "लाइन शाफ्ट" लगभग असीमित संख्या में अक्षों से जुड़ सकता है। कई कॉन्फ़िगरेशन वाली मशीनों के लिए, इसका मतलब है कि अतिरिक्त गति अक्षों को अतिरिक्त यांत्रिक लिंकेज की आवश्यकता नहीं होती है।

सर्वो में उपलब्ध जानकारी की अधिकता के कारण लचीलापन भी बढ़ता है। उदाहरण के लिए, कई सर्वो नियंत्रक दोषों और त्रुटि स्थितियों का इतिहास संग्रहीत करते हैं जो समस्या निवारण में सहायक होते हैं। अधिकांश सर्वो प्रणालियाँ प्रदर्शन विश्लेषण के लिए ऑसिलोस्कोप-शैली के आरेख भी प्रदर्शित कर सकती हैं। • रखरखाव कम करें। सर्वो मशीन के यांत्रिक पुर्जों की संख्या कम करने में मदद करते हैं। इलेक्ट्रॉनिक गियर बेल्ट की जगह लेते हैं। इलेक्ट्रॉनिक कैम घिसाव से अप्रभावित रहते हैं। इलेक्ट्रॉनिक लिमिट स्विच को समय-समय पर पुनः समायोजन या प्रतिस्थापन की आवश्यकता नहीं होती है।

सर्वो के लिए कुछ अध्ययन और अनुभव की आवश्यकता होती है। यदि आप सर्वो नियंत्रण में नए हैं, तो अपना पहला सिस्टम चुनने और उसे लागू करने में कुछ समय ज़रूर लगेगा। (सर्वो शब्दावली पर एक नोट: कंट्रोलर शब्द के कई प्रयोग हैं। सिस्टम यागतिनियंत्रक सामान्यतः गति को नियंत्रित करने वाले प्रोग्राम को चलाता है;मोटरनियंत्रक एक को नियंत्रित करता हैमोटरभ्रम को कम करने के लिए, हम मोटर नियंत्रकों को ड्राइव के रूप में संदर्भित करेंगे)।

अनुप्रयोग का आकार और चयन

सर्वो कंपोनेंट्स का चयन और आकार निर्धारण जटिल लग सकता है क्योंकि इनमें कई कंपोनेंट्स होते हैं: मोटर, ड्राइव, कंट्रोलर, और एक औद्योगिक पीसी या पीएलसी की संभावना। अगर आपकी पृष्ठभूमि मैकेनिकल है, तो यह थोड़ा मुश्किल हो सकता है। सौभाग्य से, कम्पनियाँ - कंपोनेंट सप्लायर और कंट्रोल सिस्टम इंटीग्रेटर - इन कंपोनेंट्स को एक साथ पैकेज करती हैं और एप्लिकेशन सहायता भी प्रदान करती हैं। चाहे आप इसे स्वयं करें या पैकेज खरीदें, मूल प्रक्रिया यह है:

सबसे पहले, मोटर का चयन करेंमोटर का आकार चुनकर मोटर का चयन शुरू करें। बड़े आस्पेक्ट रेशियो (लंबे और छोटे व्यास वाले) वाले मोटर सबसे आम हैं। ये चौकोर या गोल हो सकते हैं, और ये बेहतरीन मूल्य और प्रदर्शन प्रदान करते हैं। डिस्क मोटर (छोटे और बड़े व्यास वाले) तंग जगहों में फिट हो जाते हैं और अपने कम जड़त्व वाले रोटर के कारण उच्च त्वरण प्रदान करते हैं। ये दोनों मोटरें सीलबंद और बिना सीलबंद संस्करणों में उपलब्ध हैं।

फ्रेमलेस या इंटीग्रल मोटर, रोटर और स्टेटर को मशीन में एकीकृत करने के लिए अलग करते हैं। ये मोटर कॉम्पैक्ट डिज़ाइन को सक्षम बनाती हैं और सटीकता बढ़ाकर और कंपन को कम करके डायरेक्ट-ड्राइव ऑपरेशन को बेहतर बनाती हैं।

रैखिक मोटर, जो मानक रोटरी मोटर और उससे जुड़े ड्राइव तंत्रों की जगह लेते हैं, सीधे रैखिक गति उत्पन्न करते हैं। ये मोटरें एक साथ थ्रूपुट और सटीकता को कई गुना बढ़ा सकती हैं।

मोटर का आकारमोटर का आकार मुख्यतः टॉर्क पर आधारित होता है: अधिकतम और निरंतर। मोटरों का आकार निर्धारित करना चुनौतीपूर्ण हो सकता है और विकास चक्र के अंत तक गलतियाँ पकड़ में नहीं आ सकतीं। चूँकि उस समय मोटर का आकार बढ़ाना मुश्किल हो सकता है, इसलिए अपनी गणनाओं में मार्जिन को शामिल करना बुद्धिमानी है। यदि आप इस प्रक्रिया में नए हैं, तो आपको शायद मोटर कंपनियों के एप्लिकेशन इंजीनियरों पर भरोसा करना चाहिए।

प्रतिक्रिया का चयन करेंसबसे आम फीडबैक उपकरण एनकोडर और रिज़ॉल्वर हैं। एनकोडर ऑप्टिकल उपकरण होते हैं जो एक पल्स ट्रेन उत्पन्न करते हैं। पल्स की संख्या कोणीय गति के समानुपाती होती है। ये उच्च सटीकता प्रदान करते हैं, खासकर उच्च रिज़ॉल्यूशन पर। रिज़ॉल्वर इलेक्ट्रो-मैकेनिकल उपकरण होते हैं जो मोटर के एक चक्कर के भीतर पूर्ण स्थिति का पता लगा लेते हैं और अपनी मज़बूती के लिए जाने जाते हैं। अपने अनुप्रयोग के लिए सबसे उपयुक्त उपकरण चुनें।

फीडबैक सेंसर के प्रकार चुनने के बाद, आपको उसका रिज़ॉल्यूशन चुनना होगा। आमतौर पर 1,000 लाइन एनकोडर या, समतुल्य रूप से, 12-बिट रिज़ॉल्वर, पर्याप्त रिज़ॉल्यूशन प्रदान करेगा। दोनों प्रति चक्कर लगभग 4,000 अलग-अलग स्थितियाँ उत्पन्न करते हैं, जो लगभग 0.1 डिग्री रिज़ॉल्यूशन के बराबर है। हालाँकि, यदि आपके अनुप्रयोग को उच्च रिज़ॉल्यूशन की आवश्यकता है, तो आपको सेंसर का चयन उचित रूप से करना चाहिए। एक चेतावनी: रिज़ॉल्यूशन और सटीकता के बीच अंतर करें। कई सर्वो रिज़ॉल्वर फीडबैक के लिए चयन योग्य रिज़ॉल्यूशन प्रदान करते हैं; हालाँकि, सटीकता (आमतौर पर 10 और 40 आर्क-मिनट के बीच) प्रभावित नहीं हो सकती है।

ड्राइव का चयन करेंविचार करें कि आप पावर सप्लाई मॉड्यूलर (अलग) चाहते हैं या ड्राइव में एकीकृत। एक ही परिवार की तीन या उससे ज़्यादा ड्राइव के पास होने पर, मॉड्यूलर पावर सप्लाई अच्छी तरह काम करती हैं। एक अक्ष के साथ, एकीकृत पावर सप्लाई आमतौर पर बेहतर फिट होती हैं। दो अक्षों के साथ, दोनों समाधान लगभग एक जैसे होते हैं।

यदि आप ड्राइव को बंद करने की योजना बना रहे हैं, तो ध्यान रखें कि ड्राइव के आकार में काफ़ी अंतर होता है और यह उपकरण के समग्र आकार को प्रभावित कर सकता है। बंद करने के आकार के आधार पर, आपको विभिन्न शीतलन विकल्पों पर भी विचार करना पड़ सकता है।

साइन विनिमय बनाम छह-चरण

ब्रशलेस सर्वो मोटरों में ड्राइव से मोटर तक विद्युत तरंग दो प्रकार से आती है: छह-चरण और साइन तरंग। साइन-वेव में, ड्राइव द्वारा उत्पन्न धारा तरंग, साइन तरंग के लगभग बराबर धारा उत्पन्न करती है। इससे अधिक सुचारू टॉर्क और कम तापन उत्पन्न होता है। छह-चरण विधि, सरल इलेक्ट्रॉनिक्स का उपयोग करके छह-खंड वर्ग तरंग उत्पन्न करती है। हालाँकि लागत कम होती है, लेकिन कम गति पर छह-चरण विधि का संचालन कठिन होता है।

ट्यूनिंग लचीलापनट्यूनिंग, फीडबैक लूप्स में गेन चुनने की प्रक्रिया, उच्च प्रदर्शन और स्थिर संचालन के लिए आवश्यक है। पहले, ट्यूनिंग विज्ञान से ज़्यादा कला थी। अब, आधुनिक सर्वो ड्राइव मशीन डिज़ाइनरों की सहायता के लिए कई उपकरण प्रदान करते हैं। ऑटो-ट्यूनिंग (या सेल्फ-ट्यूनिंग), वह प्रक्रिया जिसमें ड्राइव यांत्रिक प्रणाली को उत्तेजित करता है और लूप गेन का एक सेट उत्पन्न करता है, लगभग एक मानक बन गया है। ज़्यादातर ड्राइव डिजिटल गेन के साथ सेट होते हैं, इसलिए आपको सोल्डरिंग आयरन या पॉट ट्रिमर (छोटा स्क्रूड्राइवर) की ज़रूरत नहीं होगी। आपको ज़्यादा जटिल तरीकों की ज़रूरत कभी-कभार ही पड़ सकती है, लेकिन इनके उपलब्ध होने से ज़्यादा विकल्प मिलते हैं।

एनालॉग ड्राइव कम खर्चीली हो सकती हैं, लेकिन आपको पोटेंशियोमीटर को समायोजित करके या निष्क्रिय घटकों को बदलकर लूप्स को समायोजित करने की आवश्यकता हो सकती है। आपकी पसंद चाहे जो भी हो, ट्यूनिंग सीखने की प्रक्रिया का हिस्सा है और इसके लिए कुछ अध्ययन और प्रयोग की आवश्यकता होती है।

संचार को बढ़ावा देंकई ड्राइव गति और टॉर्क कमांड देने के लिए एनालॉग सिग्नल का उपयोग करते हैं। हालाँकि, डिजिटल संचार लोकप्रियता प्राप्त कर रहा है, क्योंकि यह संचार तारों को कम करता है और सिस्टम के लचीलेपन को बढ़ाता है। कई ड्राइव डिवाइसनेट, प्रोफिबस जैसे नेटवर्क और विशेष रूप से गति नियंत्रण के लिए एक नए नेटवर्क, सर्कोस, के साथ संगत हैं।

वोल्टेजध्यान रखें कि 110 Vac बिजली कारखाने में मिलना मुश्किल हो सकता है। यूरोप में, 460 Vac लोकप्रिय है; 230 Vac ड्राइव का उपयोग करने के लिए विदेशों में मशीनों में ट्रांसफार्मर की आवश्यकता हो सकती है। दुर्भाग्य से, 460 Vac ड्राइव महंगी हो सकती हैं। एक समझौता सार्वभौमिक बिजली आपूर्ति है जो वोल्टेज स्तरों को परिवर्तित करने के लिए पावर सेमीकंडक्टर का उपयोग करती है। मॉड्यूलर बिजली आपूर्ति वाले सिस्टम के लिए, एक सार्वभौमिक बिजली आपूर्ति 230 से 480 Vac तक किसी भी वोल्टेज का उपयोग कई 230 Vac अक्षों को बिजली देने के लिए कर सकती है।

विचार करने योग्य अंतिम बिंदु यह है कि किसी मशीन पर केवल कुछ ही ड्राइव परिवारों का उपयोग करके, आप स्पेयर पार्ट्स की सूची को सरल बना देते हैं।

नियंत्रक का चयन करें

नियंत्रक चुनते समय, एकल-अक्ष या बहु-अक्ष चुनें। एकल-अक्ष नियंत्रक एक गति नियंत्रक, ड्राइव और अक्सर एक विद्युत आपूर्ति को एक पैकेज में एकीकृत करते हैं। एक या दो-अक्ष प्रणालियों में, ये नियंत्रक लागत, आकार, तारों और प्रणाली की जटिलता को कम कर सकते हैं।

बहु-अक्ष नियंत्रक आमतौर पर अधिक जटिल प्रणालियों में बेहतर अनुकूल होते हैं। पहला, ये आमतौर पर लागत कम करते हैं, खासकर जब अक्षों की संख्या बढ़ती है। दूसरा, ये सिस्टम की जटिलता को कम करते हैं क्योंकि एक प्रोग्राम सभी गति को नियंत्रित कर सकता है। ये गति नियंत्रक सिंक्रनाइज़ेशन में भी अधिक लचीलापन प्रदान करते हैं क्योंकि ये आमतौर पर किसी भी अक्ष को किसी अन्य अक्ष से जोड़ते हैं, और प्रोग्राम निष्पादन के दौरान आपको उस लिंक को संशोधित करने की अनुमति देते हैं।

नियंत्रक चुनने के बाद, आपको "बॉक्स" या "बोर्ड" कॉन्फ़िगरेशन में से एक चुनना होगा। बॉक्स कॉन्फ़िगरेशन एक बंद नियंत्रक होता है जो अकेले काम करने में सक्षम होता है। बोर्ड नियंत्रक औद्योगिक कंप्यूटरों में प्लग किए जाते हैं। यदि आपकी मशीन पर पहले से ही एक औद्योगिक कंप्यूटर है, तो एक संगत बोर्ड लागत कम कर सकता है और नियंत्रण और मशीन के एकीकरण को बेहतर बना सकता है। यदि आप औद्योगिक कंप्यूटर का उपयोग करने की योजना नहीं बनाते हैं, तो बॉक्स-आधारित नियंत्रक जोड़ना आमतौर पर आसान होता है।

सुविधा सेट का मूल्यांकन करें

अंत में, नियंत्रक की विशेषताओं का मूल्यांकन करें। अब तक चर्चा किए गए कार्यों पर विचार करें: गियरिंग, कैमिंग, उच्च-गति पंजीकरण, और प्रोग्रामेबल लिमिट स्विच। अधिकांश नियंत्रक किसी न किसी रूप में ये सुविधाएँ प्रदान करते हैं, लेकिन विशिष्टताओं की तुलना आपके अनुप्रयोग की आवश्यकताओं के अनुसार की जानी चाहिए। क्या आपको संचालन के दौरान गियर अनुपात बदलने की आवश्यकता है? क्या आपको कैम प्रोफाइल को तुरंत संशोधित करने की आवश्यकता है? आपको किस पंजीकरण सटीकता की आवश्यकता है? क्या आपको संचालन के दौरान गति या लक्ष्य स्थिति में परिवर्तन की आवश्यकता है? क्या नियंत्रक इस अनुप्रयोग के लिए पर्याप्त अक्षों का समर्थन करता है? क्या यह आपकी मशीन के भविष्य के संस्करणों में फिट होगा?

लागत से निपटना

सर्वो घटकों की लागत अक्सर उन यांत्रिक घटकों की तुलना में अधिक होती है जिन्हें वे प्रतिस्थापित करते हैं। हालाँकि, कुछ महत्वपूर्ण कारक इस बढ़ी हुई लागत को कम करते हैं। उदाहरण के लिए, जटिल यांत्रिक उपकरणों को हटाने से कुल लागत और मशीन का आकार कम हो सकता है, जिससे सिस्टम का मूल्य बढ़ सकता है। सर्वो नियंत्रक अक्सर पीएलसी की जगह लेता है; इस स्थिति में, सर्वो में रूपांतरण की पूरी लागत की भरपाई की जा सकती है। अतिरिक्त लचीलापन मशीन मॉडल की संख्या, या मशीनों की एक श्रृंखला के उत्पादन के लिए आवश्यक प्रक्रियाओं को कम कर सकता है, जिससे निर्माण लागत कम हो सकती है।

सामान्य विचार

गति कार्यों के अलावा, और भी कई सवाल हैं। क्या यह भाषा आपकी प्रक्रियाओं का समर्थन करने में सक्षम है? क्या यह इतनी जटिल है कि आपको इसे सीखने में बहुत समय लगाना पड़ेगा? क्या यह उत्पाद मल्टी-टास्किंग का समर्थन करता है? मल्टीटास्किंग एक ऐसी तकनीक है जो आपको विभिन्न प्रक्रियाओं के लिए अलग-अलग प्रोग्राम लिखने की अनुमति देती है, और जटिल मशीनों की प्रोग्रामिंग को सरल बनाती है।

इन सभी सवालों के जवाब देना मुश्किल हो सकता है, खासकर अगर आप इलेक्ट्रॉनिक मोशन कंट्रोल के क्षेत्र में नए हैं। ज़्यादातर कंपनियाँ जो कंट्रोलर उपलब्ध कराती हैं, उनका अच्छा सपोर्ट होता है। अपनी चयन प्रक्रिया के दौरान, कई सवाल पूछें। इससे न सिर्फ़ आपको उत्पाद का मूल्यांकन करने में मदद मिलेगी, बल्कि सपोर्ट का भी मूल्यांकन करने में मदद मिलेगी। अंत में, अपनी कंपनी में विकास गतिविधियों के भविष्य पर विचार करें। ऐसे विक्रेताओं को चुनें जो अभी और आने वाले वर्षों में उत्पाद और सपोर्ट प्रदान कर सकें।