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 के स्थान पर सर्वो-नियंत्रित गति का चयन कर रहे हैं।

गति नियंत्रण किसी मशीन की क्षमताओं और सीमाओं को परिभाषित करता है। इसलिए, इसके थ्रूपुट और लचीलेपन को अधिकतम करने के लिए, 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 डिज़ाइन और उपकरणों को सर्वो नियंत्रण में परिवर्तित करने 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 तेजी से चलने वाले टुकड़े को संसाधित करने के लिए आवश्यक उच्च सटीकता प्रदान कर सकता है।
• लचीलापन बढ़ाएँ. सर्वो पारंपरिक रूप से यांत्रिक घटकों के इलेक्ट्रॉनिक संस्करण पेश करते हैं। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉनिक कैम प्रोफाइल को लगभग तुरंत बदला जा सकता है। प्रोग्रामयोग्य मोशन प्रोफाइल अलग-अलग उत्पाद आकार और कॉन्फ़िगरेशन में समायोजित हो सकते हैं। इलेक्ट्रॉनिक "गियर" अनुपात विभिन्न मशीन गति को समायोजित करने के लिए बदल सकते हैं। इसके अलावा इलेक्ट्रॉनिक गियरिंग के साथ, मोटरों को कहीं भी रखा जा सकता है जो अनुप्रयोग के लिए सुविधाजनक हो, क्योंकि वे लंबे शाफ्ट, गियर और बेल्ट की आवश्यकता को खत्म करते हैं।

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

बढ़ी हुई जानकारी उपलब्ध होने के कारण सर्वो में लचीलापन भी आता 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 आरेख भी प्रदर्शित कर सकते हैं। • रखरखाव कम करें. सर्वो मशीन पर यांत्रिक भागों की संख्या को कम करने में मदद करता है। इलेक्ट्रॉनिक गियर बेल्ट की जगह लेते हैं। इलेक्ट्रॉनिक कैमरे घिसाव से अप्रभावित रहते हैं। इलेक्ट्रॉनिक सीमा स्विचों को कभी-कभार पुनः समायोजन या प्रतिस्थापन की आवश्यकता नहीं होती है।

सर्वो को एक निश्चित मात्रा में अध्ययन और अनुभव की आवश्यकता होती है। यदि आप सर्वो नियंत्रण में नए हैं, तो अपना पहला सिस्टम चुनने और लागू करने में कुछ समय व्यतीत करने की अपेक्षा करें। (सर्वो शब्दावली पर एक नोट: नियंत्रक शब्द के कई उपयोग हैं। सिस्टम यागतिनियंत्रक सामान्यतः वह प्रोग्राम चलाता है जो गति को नियंत्रित करता है;मोटरनियंत्रक एक को नियंत्रित करता हैमोटर. भ्रम को कम करने के लिए, हम मोटर नियंत्रकों को ड्राइव के रूप में संदर्भित करेंगे)।

एप्लिकेशन का आकार और चयन

घटकों की संख्या के कारण सर्वो घटकों का चयन और आकार जटिल लग सकता है: मोटर, ड्राइव, नियंत्रक, और एक औद्योगिक पीसी या पीएलसी की संभावना। यदि आपकी पृष्ठभूमि यांत्रिक है, तो यह डराने वाला हो सकता है। सौभाग्य से, कंपनियाँ - घटक आपूर्तिकर्ता और नियंत्रण प्रणाली इंटीग्रेटर्स - इन घटकों को एक साथ पैकेज करती हैं, साथ ही एप्लिकेशन सहायता भी प्रदान करती हैं। चाहे इसे स्वयं करें या पैकेज खरीदें, मूल प्रक्रिया यह है:

सबसे पहले, मोटर का चयन करें. मोटर का आकार चुनकर मोटर चयन प्रारंभ करें। बड़े पहलू अनुपात (छोटे व्यास के साथ लंबे) वाले मोटर्स 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 छोटी) तंग जगहों पर फिट होती हैं और अपने कम-जड़त्व वाले रोटर्स के कारण उच्च त्वरण प्रदान करती हैं। ये दोनों मोटरें सीलबंद और बिना सीलबंद संस्करणों में उपलब्ध हैं।

फ्रेमलेस या इंटीग्रल मोटर्स, मशीन में एकीकरण के लिए रोटर और स्टेटर को अलग करते हैं। ये मोटरें कॉम्पैक्ट डिज़ाइन को सक्षम करती हैं, और सटीकता बढ़ाकर और कंपन को कम करके डायरेक्ट-ड्राइव ऑपरेशन को बढ़ाती हैं।

रैखिक मोटरें, जो एक मानक रोटरी मोटर और संबंधित ड्राइव तंत्र को प्रतिस्थापित करती हैं, सीधे रैखिक गति बनाती हैं। वे एक साथ थ्रूपुट और सटीकता को कई गुना बढ़ा सकते हैं।

मोटर का आकार बदलना. मोटर का आकार मुख्य रूप से टॉर्क पर आधारित होता है: शिखर और निरंतर। मोटरों को आकार देना चुनौतीपूर्ण हो सकता है और विकास चक्र के अंत तक गलतियाँ नहीं पाई जा सकती हैं। चूंकि उस समय मोटर का आकार बढ़ाना मुश्किल हो सकता है, इसलिए अपनी गणना 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 चुनें. सबसे आम फीडबैक डिवाइस एनकोडर और रिज़ॉल्वर हैं। एनकोडर ऑप्टिकल उपकरण हैं जो पल्स ट्रेन उत्पन्न करते हैं। नाड़ी की गिनती कोणीय यात्रा के समानुपाती होती है। वे उच्च सटीकता प्रदान करते हैं, विशेषकर उच्च रिज़ॉल्यूशन पर। रिज़ॉल्वर इलेक्ट्रो-मैकेनिकल उपकरण हैं जो मोटर की एक क्रांति के भीतर पूर्ण स्थिति को महसूस करते हैं और अपनी मजबूती के लिए जाने जाते हैं। वह चुनें जो आपके एप्लिकेशन के लिए सबसे उपयुक्त हो।

फीडबैक सेंसर के प्रकार का चयन करने के बाद, आपको उसका रिज़ॉल्यूशन चुनना होगा। आम तौर पर एक 1,000 लाइन एनकोडर या, समकक्ष, एक 12-बिट रिज़ॉल्वर, पर्याप्त रिज़ॉल्यूशन प्रदान करेगा। दोनों प्रति क्रांति लगभग 4,000 विभिन्न 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 का चयन उचित रूप से करना चाहिए। सावधानी का एक शब्द: संकल्प 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 करें. विचार करें कि क्या आप बिजली आपूर्ति मॉड्यूलर (अलग) चाहते हैं या ड्राइव में एकीकृत करना चाहते हैं। निकटता में एक ही परिवार की तीन या अधिक ड्राइव के साथ, मॉड्यूलर बिजली आपूर्ति अच्छी तरह से काम करती है। एक अक्ष के साथ, एकीकृत बिजली आपूर्ति आमतौर पर बेहतर फिट होती है। दो अक्षों के साथ, दोनों समाधान लगभग समान हैं।

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

साइन कम्यूटेशन बनाम छह-चरण

ब्रशलेस सर्वो मोटर्स के लिए ड्राइव से मोटर तक पावर वेव फॉर्म दो तरह से आता है: छह-चरण और साइन वेव। साइन-वेव में, ड्राइव द्वारा उत्पन्न करंट वेवफॉर्म एक करंट उत्पन्न करता है जो साइन वेव का अनुमान लगाता है। यह स्मूथ टॉर्क और कम हीटिंग पैदा करता है। छह-चरणीय विधि सरल इलेक्ट्रॉनिक्स का उपयोग करके छह-खंड वर्ग तरंग उत्पन्न करती है। हालांकि लागत कम है, सिक्स-स्टेप में कम गति पर कठिन संचालन होता है।

ट्यूनिंग लचीलापन. ट्यूनिंग, फीडबैक लूप में लाभ का चयन करने की प्रक्रिया, उच्च प्रदर्शन और स्थिर संचालन 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 मैकेनिकल सिस्टम को उत्तेजित करती है और लूप गेन का एक सेट उत्पन्न करती है, लगभग एक मानक है। अधिकांश ड्राइव डिजिटल लाभ के साथ सेट हैं इसलिए आपको सोल्डरिंग आयरन या पॉट ट्रिमर (छोटा स्क्रूड्राइवर) की आवश्यकता नहीं होगी। आपको कभी-कभार ही अधिक जटिल तरीकों की आवश्यकता हो सकती है, लेकिन उनके उपलब्ध होने से अधिक विकल्प मिलते हैं।

एनालॉग ड्राइव कम महंगी 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 जो भी हो, ट्यूनिंग सीखने की अवस्था का हिस्सा है और इसके लिए कुछ अध्ययन और प्रयोग की आवश्यकता होती है।

संचार चलाओ. 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 के लचीलेपन को बढ़ाता है। कई ड्राइव डिवाइसनेट, प्रोफिबस जैसे नेटवर्क और विशेष रूप से सर्कोस नामक गति नियंत्रण के लिए एक नए नेटवर्क के साथ संगत हैं।

वोल्टेज. ध्यान रखें कि फ़ैक्टरी फ़्लोर पर 110 वैक बिजली प्राप्त करना कठिन हो सकता है। यूरोप में, 460 वैक लोकप्रिय है; 230 वैक ड्राइव का उपयोग करने के लिए विदेशों में उपयोग के लिए मशीनों में ट्रांसफार्मर की आवश्यकता हो सकती है। दुर्भाग्य से, 460 वैक ड्राइव महंगी हो सकती हैं। एक समझौता सार्वभौमिक बिजली आपूर्ति है जो वोल्टेज स्तर को परिवर्तित करने के लिए बिजली अर्धचालक का उपयोग करता है। मॉड्यूलर बिजली आपूर्ति वाले सिस्टम के लिए, एक सार्वभौमिक बिजली आपूर्ति कई 230 वैक अक्षों को बिजली देने के लिए 230 से 480 वैक तक किसी भी वोल्टेज का उपयोग कर सकती है।

विचार करने योग्य अंतिम बिंदु, किसी मशीन पर केवल थोड़ी संख्या में ड्राइव परिवारों का उपयोग करके, आप स्पेयर-पार्ट्स सूची को सरल बनाते 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 बिजली आपूर्ति 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 धुरी की संख्या बढ़ती है। दूसरा, वे सिस्टम 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।

आपके नियंत्रक चयन के बाद, आपको "बॉक्स" या "बोर्ड" कॉन्फ़िगरेशन चुनने की आवश्यकता होगी। एक बॉक्स कॉन्फ़िगरेशन एक संलग्न नियंत्रक है जो स्टैंड-अलोन ऑपरेशन में सक्षम है। बोर्ड नियंत्रक औद्योगिक कंप्यूटरों में प्लग होते 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 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 सुविधाओं का मूल्यांकन करें। अब तक चर्चा किए गए कार्यों पर विचार करें: गियरिंग, कैमिंग, हाई-स्पीड पंजीकरण, और प्रोग्रामयोग्य सीमा स्विच। अधिकांश नियंत्रक इन सुविधाओं को किसी न किसी रूप में पेश करते हैं, लेकिन विशिष्टताओं की तुलना आपके एप्लिकेशन की आवश्यकताओं के साथ की जानी चाहिए। क्या आपको ऑपरेशन के दौरान गियर अनुपात बदलने की ज़रूरत है? क्या आपको तुरंत कैम प्रोफाइल को संशोधित करने की आवश्यकता है? आपको किस पंजीकरण सटीकता की आवश्यकता है? क्या आपको ऑपरेशन के दौरान गति या लक्ष्य स्थिति में बदलाव की आवश्यकता है? क्या नियंत्रक इस एप्लिकेशन 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 उनके द्वारा प्रतिस्थापित किए जाने वाले यांत्रिक घटकों की तुलना में अधिक होती है। हालाँकि, कुछ महत्वपूर्ण कारक इस उच्च लागत को कम करते हैं। उदाहरण के लिए, जटिल यांत्रिक उपकरणों को समाप्त करने से कुल लागत और मशीन का आकार कम हो सकता है, जिससे सिस्टम का मूल्य बढ़ सकता है। सर्वो नियंत्रक अक्सर पीएलसी को प्रतिस्थापित कर देता है; इस मामले में, सर्वो में परिवर्तित करने की पूरी लागत की भरपाई की जा सकती है। अतिरिक्त लचीलापन मशीन मॉडलों की संख्या, या मशीनों की एक श्रृंखला का उत्पादन करने के लिए आवश्यक प्रक्रियाओं को कम कर सकता है, जिससे विनिर्माण लागत कम हो सकती है।

सामान्य विचार

मोशन फ़ंक्शंस के अलावा, पूछने के लिए अन्य प्रश्न भी हैं। क्या भाषा आपकी प्रक्रियाओं का समर्थन करने में सक्षम है? क्या यह इतना जटिल है कि आपको इसे सीखने में अत्यधिक समय खर्च करना 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 प्रश्नों का उत्तर देना कठिन हो सकता है, खासकर यदि आप इलेक्ट्रॉनिक गति नियंत्रण में नए हैं। नियंत्रकों की पेशकश करने वाली अधिकांश कंपनियां उनका अच्छा समर्थन करती हैं। अपनी चयन प्रक्रिया के दौरान, कई प्रश्न 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 विक्रेता चुनें जो अभी और आने वाले वर्षों में उत्पाद और सहायता प्रदान कर सकें।