स्टेज, ड्राइव और एनकोडर डिजाइन।

घटक जो आपके उच्च-सटीकता स्थिति प्रणाली को बनाते हैं-बीयरिंग, स्थिति-मापने वाली प्रणाली, मोटर- और ड्राइव सिस्टम, और नियंत्रक-को यथासंभव एक साथ काम करना चाहिए। भाग 1 कवर सिस्टम बेस और बीयरिंग। भाग 2 कवर स्थिति माप। यहां, हम चरण, ड्राइव और एनकोडर डिजाइन पर चर्चा करते हैं; ड्राइव एम्पलीफायर; और नियंत्रक।

रैखिक एनकोडर का उपयोग करते समय रैखिक चरणों को इकट्ठा करने के तीन सामान्य रूप से उपयोग किए जाने वाले तरीके:
• ड्राइव और एनकोडर स्लाइड के द्रव्यमान के केंद्र के रूप में यथासंभव या करीब तैनात हैं।
• ड्राइव द्रव्यमान के केंद्र में स्थित है; एनकोडर एक तरफ संलग्न करता है।
• ड्राइव एक तरफ स्थित है; एनकोडर, दूसरे पर।

आदर्श प्रणाली में एनकोडर के साथ स्लाइड द्रव्यमान के केंद्र में ड्राइव है। हालांकि, यह आमतौर पर अव्यवहारिक है। सामान्य समझौता ड्राइव को एक तरफ से थोड़ा दूर करता है; एनकोडर, दूसरे से थोड़ा दूर। यह ड्राइव सिस्टम के बगल में गति प्रतिक्रिया के साथ एक केंद्रीय ड्राइव का एक अच्छा सन्निकटन देता है। केंद्रीय ड्राइव को प्राथमिकता दी जाती है क्योंकि ड्राइव फोर्स स्लाइड में कोई अवांछित बल वैक्टर का परिचय नहीं देता है ताकि वह मुड़ या कॉकिंग का कारण बन सके। क्योंकि असर प्रणाली स्लाइड को कसकर बाधित करती है, कॉकिंग में वृद्धि हुई घर्षण, पहनने और लोड-स्थिति की अशुद्धि का उत्पादन होगा।

एक वैकल्पिक विधि दो ड्राइव के साथ एक गैन्ट्री शैली प्रणाली का उपयोग करती है, एक स्लाइड के प्रत्येक तरफ। परिणामी ड्राइव बल एक केंद्रीय ड्राइव का अनुकरण करता है। इस विधि के साथ, आप केंद्र में स्थिति प्रतिक्रिया का पता लगा सकते हैं। यदि यह असंभव है, तो आप प्रत्येक तरफ एन्कोडर्स का पता लगा सकते हैं और विशेष गैन्ट्री ड्राइव सॉफ्टवेयर के साथ तालिका को नियंत्रित कर सकते हैं।

ड्राइव एम्पलीफायर
सर्वो ड्राइव एम्पलीफायरों को कंट्रोलर से आमतौर पर ± 10 वीडीसी नियंत्रण संकेत मिलते हैं और मोटर को ऑपरेटिंग वोल्टेज और वर्तमान आउटपुट प्रदान करते हैं। सामान्य तौर पर, दो प्रकार के पावर एम्पलीफायरों होते हैं: रैखिक एम्पलीफायर और पल्स-चौड़ाई-मॉड्यूलेटेड (पीडब्लूएम) एम्पलीफायर।

रैखिक एम्पलीफायरों अक्षम हैं और इसलिए मुख्य रूप से कम-शक्ति ड्राइव पर उपयोग किए जाते हैं। एक रैखिक एम्पलीफायर की आउटपुट पावर-हैंडलिंग क्षमता पर प्राथमिक सीमाएं आउटपुट चरण की थर्मल विशेषताएं हैं और आउटपुट ट्रांजिस्टर की ब्रेकडाउन विशेषताओं हैं। आउटपुट चरण का पावर अपव्यय आउटपुट ट्रांजिस्टर में वर्तमान और वोल्टेज का उत्पाद है। पीडब्लूएम एम्पलीफायरों, इसके विपरीत, कुशल होते हैं और आमतौर पर 100 डब्ल्यू से ऊपर बिजली क्षमताओं के लिए उपयोग किए जाते हैं। ये एम्पलीफायरों ने आउटपुट वोल्टेज को 50 मेगाहर्ट्ज तक की आवृत्तियों पर स्विच किया। आउटपुट वोल्टेज का औसत मूल्य कमांड वोल्टेज के लिए आनुपातिक है। इस प्रकार का लाभ यह है कि वोल्टेज को चालू और बंद कर दिया जाता है, जिससे बिजली अपव्यय क्षमता में वृद्धि होती है।

एक बार जब आप एम्पलीफायर प्रकार को चुना जाता है, तो अगला चरण यह सुनिश्चित करने के लिए है कि एम्पलीफायर आवेदन के अधिकतम मोटर रोटेशन गति (या रैखिक मोटर्स के लिए रैखिक वेग) के लिए आवश्यक स्तरों पर आवश्यक निरंतर वर्तमान और आउटपुट वोल्टेज प्रदान कर सकता है।

ब्रशलेस रैखिक मोटर्स के लिए, आप एम्पलीफायरों के बीच एक और अंतर कर सकते हैं। दो प्रकार के मोटर कम्यूटेशन सामान्य उपयोग में हैं: ट्रेपेज़ॉइडल और साइनसोइडल। Trapezoidal कम्यूटेशन एक डिजिटल प्रकार का कम्यूटेशन है जिसमें प्रत्येक तीन चरणों में से प्रत्येक के लिए वर्तमान या बंद हो जाता है। मोटर में प्रत्यारोपित हॉल-प्रभाव सेंसर आमतौर पर ऐसा करते हैं। बाहरी मैग्नेट सेंसर को ट्रिगर करते हैं। हालांकि, हॉल-इफेक्ट सेंसर, कॉइल वाइंडिंग और मैग्नेट के बीच संबंध महत्वपूर्ण है और हमेशा एक छोटी स्थिति सहिष्णुता शामिल है। सेंसर की प्रतिक्रिया समय, इसलिए, हमेशा सच्चे कॉइल और चुंबक पदों के साथ कुछ हद तक चरण से थोड़ा बाहर होता है। यह कॉइल के लिए वर्तमान के आवेदन में थोड़ी भिन्नता की ओर जाता है, जिससे अपरिहार्य कंपन होता है।

Trapezoidal कम्यूटेशन बहुत सटीक स्कैनिंग और निरंतर-वेग अनुप्रयोगों के लिए कम उपयुक्त है। हालांकि, यह साइनसोइडल कम्यूटेशन की तुलना में कम महंगा है, इसलिए इसका उपयोग बड़े पैमाने पर उच्च गति, पॉइंट-टू-पॉइंट सिस्टम या उन प्रणालियों के लिए किया जाता है जहां गति चिकनाई प्रसंस्करण को प्रभावित नहीं करेगी।

साइनसोइडल कम्यूटेशन के साथ, ऑन-ऑफ स्विचिंग नहीं होती है। बल्कि, इलेक्ट्रॉनिक स्विचिंग के माध्यम से, तीन चरणों के 360- डीजी वर्तमान चरण पारी को एक साइनसोइडल पैटर्न में संशोधित किया जाता है। इससे मोटर से चिकनी, निरंतर बल होता है। साइनसोइडल के आकार का कम्यूटेशन इसलिए सटीक रूप से सटीकता बनाने के लिए और सटीक निरंतर वेग जैसे स्कैनिंग और विजन उपयोग के लिए बुलाए जाने के लिए अच्छी तरह से अनुकूल है।

नियंत्रकों
नियंत्रकों के अधिक वर्ग हैं, क्योंकि हम यहां पर्याप्त रूप से चर्चा कर सकते हैं। मूल रूप से, प्रोग्रामिंग भाषा और नियंत्रण तर्क के आधार पर नियंत्रकों को कई श्रेणियों में तोड़ा जा सकता है।

प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (पीएलसी) एक "सीढ़ी" लॉजिक स्कीम का उपयोग करते हैं। वे मुख्य रूप से कई असतत इनपुट/आउटपुट (I/O) कार्यों को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किए जाते हैं, हालांकि कुछ सीमित गति-नियंत्रण क्षमताओं की पेशकश करते हैं।

संख्यात्मक नियंत्रण (NC) सिस्टम को एक उद्योग-मानक भाषा, RS274D या एक संस्करण के माध्यम से प्रोग्राम किया जाता है। वे कई-अक्ष नियंत्रण के साथ गोलाकार और पेचदार आकृतियों जैसे जटिल गतियों का प्रदर्शन कर सकते हैं।

गैर-एनसी सिस्टम बुनियादी मोशन प्रोफाइल के लिए आसानी से उपयोग किए जाने वाले इंटरफ़ेस कार्यक्रमों सहित विभिन्न प्रकार के मालिकाना ऑपरेटिंग सिस्टम का उपयोग करते हैं। इनमें से अधिकांश नियंत्रक मॉनिटर या कीबोर्ड के बिना एक बुनियादी नियंत्रक मॉड्यूल से मिलकर बनते हैं। नियंत्रक 232 पोर्ट के माध्यम से एक मेजबान के साथ संवाद करता है। होस्ट एक व्यक्तिगत कंप्यूटर (पीसी), एक गूंगा टर्मिनल या एक हैंडहेल्ड संचार इकाई हो सकता है।

लगभग सभी अप-टोडेट कंट्रोलर डिजिटल कंट्रोलर हैं। वे विश्वसनीयता और उपयोग में आसानी का एक स्तर प्रदान करते हैं जो एनालॉग कंट्रोलर्स में अनसुना था। वेग प्रतिक्रिया जानकारी आमतौर पर अक्ष स्थिति संकेत से ली जाती है। सभी सर्वो मापदंडों को सॉफ़्टवेयर के माध्यम से समायोजित किया जाता है, जो कि ड्राइव एम्पलीफायर "पॉट्स" को समायोजित करने के बजाय सॉफ्टवेयर के माध्यम से समायोजित किया जाता है, जो उपयोग के बाद और तापमान परिवर्तन के साथ बहाव करते हैं। अधिकांश आधुनिक नियंत्रक सभी अक्ष सर्वो मापदंडों की ऑटोट्यूनिंग भी प्रदान करते हैं।

अधिक उन्नत नियंत्रकों में वितरित प्रसंस्करण और डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर (डीएसपी) एक्सिस नियंत्रण भी शामिल है। एक डीएसपी सार में एक प्रोसेसर है जो विशेष रूप से गणितीय संगणना करने के लिए डिज़ाइन किया गया है (माइक्रोप्रोसेसर की तुलना में कम से कम दस गुना तेज)। यह 125 मिसे के क्रम में सर्वो नमूना समय प्रदान कर सकता है। लाभ निरंतर वेग नियंत्रण और चिकनी समोच्च के लिए अक्ष का सटीक नियंत्रण है।

एक आनुपातिक- अभिन्न-व्युत्पन्न (पीआईडी) फ़िल्टर एल्गोरिथ्म और वेग और त्वरण फ़ीड-फॉरवर्ड एक्सिस के सर्वो नियंत्रण को बढ़ाता है। इसके अलावा, त्वरण और मंदी प्रोफाइल की एस-वक्र प्रोग्रामिंग जर्क को नियंत्रित करती है जो आमतौर पर टेबल मोशन को शुरू करने और रोकने के साथ जाती है। यह चिकनी, अधिक नियंत्रित ऑपरेशन देता है, जिससे स्थिति और वेग दोनों के लिए तेज बसने का समय होता है।

नियंत्रकों में व्यापक डिजिटल या एनालॉग इनपुट/आउटपुट क्षमताएं भी शामिल हैं। उपयोगकर्ता कार्यक्रम या सबरूटीन को स्थिति, समय, या स्थिति की जानकारी, चर के मूल्यों, गणितीय संचालन, बाहरी या आंतरिक I/O घटनाओं, या त्रुटि अंतर के आधार पर बदल दिया जा सकता है। उपयोगकर्ता की प्रक्रिया को आसानी से स्वचालित किया जा सकता है।

इसके अलावा, अधिकांश नियंत्रक इलेक्ट्रॉनिक गुणन के माध्यम से स्थिति प्रतिक्रिया संकल्प बढ़ा सकते हैं। हालांकि 4 × गुणन आम है, कुछ उन्नत नियंत्रक 256 × के रूप में अधिक से गुणा कर सकते हैं। हालांकि यह सटीकता में कोई सुधार नहीं करता है, लेकिन इसमें अक्ष स्थिति स्थिरता में वास्तविक वृद्धि होती है और - अधिक महत्वपूर्ण रूप से कई उपयोगों में - दोहराव।

आपके समग्र दृष्टिकोण में, ऊपर उल्लिखित कारकों के अलावा, आपको अन्य कारकों पर विचार करना चाहिए जो घटक निर्णयों को संशोधित कर सकते हैं, जैसे कि बजट, पर्यावरण, जीवन प्रत्याशा, रखरखाव में आसानी, एमटीबीएफ और अंत उपयोगकर्ता वरीयताएँ। मॉड्यूलर दृष्टिकोण मानक, आसानी से उपलब्ध घटकों से सिस्टम असेंबली की अनुमति देता है जो कि समग्र घटक संगतता के लिए आधार से विश्लेषण किए जाने पर सबसे अधिक मांग वाले एप्लिकेशन आवश्यकताओं को भी पूरा करेगा।