ग्राहक कम रख-रखाव और उपकरण के आकार, तथा तेज़ थ्रूपुट और मशीन सेटअप की मांग करते हैं। इन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, उपकरण निर्माता यांत्रिक घटकों के बजाय सर्वो-नियंत्रित गति का चयन कर रहे हैं।

गति नियंत्रण मशीन की क्षमताओं और सीमाओं को परिभाषित करता है। इसलिए, इसके थ्रूपुट और लचीलेपन को अधिकतम करने और रखरखाव को कम करने के लिए, आपको अक्सर उस मशीन के भीतर गति को नियंत्रित करने के तरीके को अपग्रेड करना होगा। पारंपरिक नियंत्रण डिजाइन और उपकरणों से सर्वो नियंत्रण में परिवर्तित होने के अधिकांश कारण इनमें से एक या अधिक लाभ प्राप्त करना है:

• थ्रूपुट बढ़ाएँ। सर्वोमोटर्स उच्च त्वरण दर और गति उत्पन्न करते हैं।
• सटीकता बढ़ाएँ। सर्वो तेज गति से चलने वाले टुकड़े 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 को समायोजित करने के लिए बदल सकते हैं। इसके अलावा इलेक्ट्रॉनिक गियरिंग के साथ, मोटर्स को कहीं भी रखा जा सकता है जो अनुप्रयोग के लिए सुविधाजनक हो, क्योंकि वे लंबे शाफ्ट, गियर और बेल्ट की आवश्यकता को समाप्त करते 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 लचीलापन भी होता है क्योंकि इसमें अधिक जानकारी उपलब्ध होती है। उदाहरण के लिए, कई सर्वो नियंत्रक दोषों और त्रुटि स्थितियों का इतिहास संग्रहीत करते हैं जो समस्या निवारण में सहायता करते हैं। अधिकांश सर्वो सिस्टम प्रदर्शन विश्लेषण के लिए ऑसिलोस्कोप-शैली के आरेख भी प्रदर्शित कर सकते हैं। • रखरखाव कम करें। सर्वो मशीन पर यांत्रिक भागों 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 कभी-कभार पुनः समायोजन या प्रतिस्थापन की आवश्यकता नहीं होती है।

सर्वो के लिए निश्चित मात्रा में अध्ययन और अनुभव की आवश्यकता होती है। यदि आप सर्वो नियंत्रण के लिए नए हैं, तो अपने पहले सिस्टम को चुनने और लागू करने में कुछ समय बिताने की अपेक्षा करें। (सर्वो शब्दावली पर एक नोट: कंट्रोलर शब्द का कई उपयोग होता है। 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)।

आवेदन का आकार और चयन

सर्वो घटकों का चयन और आकार निर्धारण जटिल लग सकता है क्योंकि घटकों की संख्या बहुत अधिक होती है: मोटर, ड्राइव, नियंत्रक, और औद्योगिक पीसी या पीएलसी की संभावना। यदि आपकी पृष्ठभूमि मैकेनिकल है, तो यह डराने वाला हो सकता है। सौभाग्य से, कंपनियाँ - घटक आपूर्तिकर्ता और नियंत्रण प्रणाली इंटीग्रेटर - इन घटकों को एक साथ पैकेज करते हैं, साथ ही साथ एप्लिकेशन सहायता भी प्रदान करते 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 पहलू अनुपात (छोटे व्यास के साथ लंबे) वाली मोटरें सबसे आम हैं। वे चौकोर या गोल हो सकते हैं, और वे उत्कृष्ट मूल्य और प्रदर्शन प्रदान करते हैं। डिस्क मोटर (बड़े व्यास के साथ छोटे) तंग जगहों में फिट होते 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, मशीन में एकीकरण के लिए रोटर और स्टेटर को अलग करते हैं। ये मोटर कॉम्पैक्ट डिज़ाइन को सक्षम करते हैं, और सटीकता बढ़ाकर और कंपन को कम करके डायरेक्ट-ड्राइव ऑपरेशन को बढ़ाते हैं।

रैखिक मोटर, जो एक मानक रोटरी मोटर और संबंधित ड्राइव तंत्र की जगह लेते हैं, सीधे रैखिक गति बनाते हैं। वे एक साथ कई बार थ्रूपुट और सटीकता बढ़ा सकते हैं।

मोटर का आकार निर्धारणमोटर का आकार मुख्य रूप से टॉर्क पर आधारित होता है: पीक और निरंतर। मोटर का आकार निर्धारित करना चुनौतीपूर्ण हो सकता है और विकास चक्र के अंत तक गलतियाँ नहीं पाई जा सकती हैं। 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 संभवतः मोटर कंपनियों के एप्लिकेशन इंजीनियरों पर भरोसा करना चाहिए।

फीडबैक चुनेंसबसे आम फीडबैक डिवाइस एनकोडर और रिज़ॉल्वर हैं। एनकोडर ऑप्टिकल डिवाइस हैं जो पल्स ट्रेन का उत्पादन करते हैं। पल्स काउंट कोणीय यात्रा के समानुपातिक है। वे उच्च सटीकता प्रदान करते हैं, विशेष रूप से उच्च रिज़ॉल्यूशन पर। रिज़ॉल्वर इलेक्ट्रो-मैकेनिकल डिवाइस हैं जो मोटर के एक चक्कर के भीतर पूर्ण स्थिति को समझते हैं और अपनी मजबूती के लिए जाने जाते हैं। वह चुनें जो आपके अनुप्रयोग के लिए सबसे उपयुक्त हो।

फीडबैक सेंसर के प्रकार चुनने के बाद, आपको उसका रिज़ॉल्यूशन चुनना होगा। आम तौर 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 एप्लिकेशन को उच्च रिज़ॉल्यूशन की आवश्यकता है, तो आपको सेंसर को उचित रूप से चुनना चाहिए। सावधानी का एक शब्द: 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 करेंइस बात पर विचार करें कि आप पावर सप्लाई मॉड्यूलर (अलग) चाहते हैं या ड्राइव में एकीकृत। एक ही परिवार के तीन या उससे ज़्यादा ड्राइव के पास होने पर, मॉड्यूलर पावर सप्लाई अच्छी तरह से काम करती है। एक अक्ष के साथ, एकीकृत पावर सप्लाई आमतौर पर बेहतर तरीके से फिट होती है। दो अक्षों के साथ, दोनों समाधान लगभग समान हैं।

यदि आप ड्राइव को बंद करने की योजना बनाते हैं, तो ध्यान रखें कि ड्राइव का आकार काफी भिन्न होता है और यह उपकरण के समग्र आकार को प्रभावित कर सकता है। संलग्नक के आकार के आधार पर, आपको विभिन्न शीतलन विकल्पों की भी जांच करने की आवश्यकता हो सकती है।

साइन विनिमय बनाम छह-चरण

ड्राइव से मोटर तक पावर वेव फॉर्म ब्रशलेस सर्वो मोटर्स के लिए दो तरीकों से आता है: छह-चरण और साइन वेव। साइन-वेव में, ड्राइव द्वारा उत्पादित करंट वेवफॉर्म एक करंट उत्पन्न करता है जो साइन वेव के करीब होता है। यह अधिक सुचारू टॉर्क और कम हीटिंग उत्पन्न करता है। छह-चरण विधि सरल इलेक्ट्रॉनिक्स का उपयोग करके छह-खंड वर्ग तरंग उत्पन्न करती है। हालांकि लागत कम है, लेकिन छह-चरण कम गति पर कठिन संचालन करता है।

ट्यूनिंग लचीलापनट्यूनिंग, फीडबैक लूप में लाभ का चयन करने की प्रक्रिया, उच्च प्रदर्शन और स्थिर संचालन को बनाए रखने के लिए आवश्यक है। अतीत में, ट्यूनिंग विज्ञान से अधिक कला थी। अब, आधुनिक सर्वो ड्राइव मशीन डिजाइनरों की सहायता के लिए कई उपकरण प्रदान करते हैं। ऑटो-ट्यूनिंग (या सेल्फ-ट्यूनिंग), वह प्रक्रिया जहां ड्राइव यांत्रिक प्रणाली को उत्तेजित करती है और लूप लाभ का एक सेट उत्पन्न करती है, लगभग एक मानक है। अधिकांश ड्राइव डिजिटल लाभ के साथ सेट की जाती हैं, इसलिए आपको सोल्डरिंग आयरन या पॉट ट्रिमर (छोटा पेचकस) की आवश्यकता नहीं होगी। आपको कभी-कभी ही अधिक जटिल तरीकों की आवश्यकता हो सकती है, लेकिन उनके उपलब्ध होने से अधिक विकल्प मिलते हैं।

एनालॉग ड्राइव कम खर्चीली हो सकती हैं, लेकिन आपको पोटेंशियोमीटर को समायोजित करके या निष्क्रिय घटकों को बदलकर लूप 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 आगे बढाएं. कई 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 वायरिंग को कम करता है और सिस्टम की लचीलापन बढ़ाता है। कई ड्राइव डिवाइसनेट, प्रोफिबस और विशेष रूप से गति नियंत्रण के लिए एक नए नेटवर्क जैसे सेर्कोस 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 उपयोग के लिए 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 का चयन करते समय, एकल-अक्ष या बहु-अक्ष चुनें। एकल-अक्ष नियंत्रक एक गति नियंत्रक, ड्राइव और अक्सर एक पावर सप्लाई को एक पैकेज में एकीकृत करते हैं। एक या दो-अक्ष प्रणालियों में, ये नियंत्रक लागत, आकार, वायरिंग और सिस्टम जटिलता को कम कर सकते हैं।

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

अपने नियंत्रक चयन के बाद, आपको या तो "बॉक्स" या "बोर्ड" कॉन्फ़िगरेशन चुनना होगा। एक बॉक्स कॉन्फ़िगरेशन एक संलग्न नियंत्रक है जो स्टैंड-अलोन ऑपरेशन में सक्षम है। बोर्ड नियंत्रक औद्योगिक कंप्यूटर में प्लग करते हैं। यदि आपके पास मशीन पर पहले से ही एक औद्योगिक कंप्यूटर है, तो एक संगत बोर्ड लागत को कम कर सकता है और नियंत्रण और मशीन के एकीकरण को बढ़ा सकता है। यदि आप एक औद्योगिक कंप्यूटर का उपयोग करने की योजना नहीं बनाते हैं, तो बॉक्स-आधारित नियंत्रक को जोड़ना आमतौर पर आसान होता है।

फ़ीचर सेट का मूल्यांकन करें

अंत में, नियंत्रक सुविधाओं का मूल्यांकन करें। अब तक चर्चा किए गए कार्यों पर विचार करें: गियरिंग, कैमिंग, हाई-स्पीड रजिस्ट्रेशन और प्रोग्रामेबल लिमिट स्विच। अधिकांश नियंत्रक इन सुविधाओं को किसी न किसी रूप में प्रदान करते हैं, लेकिन विशिष्टताओं की तुलना आपके अनुप्रयोग की आवश्यकताओं के साथ 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 बदलाव 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 उच्च 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 PLC की जगह लेता है; इस मामले में, सर्वो में परिवर्तित करने की पूरी लागत की भरपाई की जा सकती है। अतिरिक्त लचीलापन मशीन मॉडल की संख्या, या मशीनों की एक पंक्ति का उत्पादन करने के लिए आवश्यक प्रक्रियाओं को कम कर सकता है, इस प्रकार विनिर्माण लागत को कम कर सकता है।

सामान्य विचार

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

इन सभी सवालों का जवाब देना मुश्किल हो सकता है, खासकर अगर आप इलेक्ट्रॉनिक मोशन कंट्रोल के लिए नए हैं। नियंत्रक प्रदान करने वाली अधिकांश कंपनियाँ उन्हें अच्छी तरह से सपोर्ट करती हैं। अपनी चयन प्रक्रिया के दौरान, कई सवाल पूछें। यह न केवल आपको उत्पाद का मूल्यांकन करने में मदद करता है, बल्कि यह आपको समर्थन का मूल्यांकन करने में भी मदद करता है। अंत में, अपनी कंपनी में विकास गतिविधि के भविष्य पर विचार करें। ऐसे विक्रेताओं को चुनें जो अभी और आने वाले वर्षों में उत्पाद और समर्थन प्रदान कर सकें।