עיצוב שלב, כונן ומקודד.

הרכיבים המרכיבים את מערכת מיקום הדיוק הגבוה שלך-מיסבים, מערכת מדידת מיקום, מערכת מנוע ונעה ובקר-חייבים לעבוד יחד ככל האפשר. חלק 1 בסיס מערכת מכוסה ומסבים. חלק 2 מדידת מיקום מכוסה. כאן אנו דנים בעיצוב שלב, כונן ומקודדים; מגבר הכונן; ובקרים.

שלוש השיטות הנפוצות להרכבת שלבים לינאריים בעת שימוש בקודדים לינאריים:
• כונן ומקודד ממוקמים בתוך או קרוב ככל האפשר למרכז המסה של השקופית.
• הכונן ממוקם במרכז המסה; המקודד מתחבר לצד אחד.
• הכונן ממוקם בצד אחד; המקודד, מצד שני.

למערכת האידיאלית יש את הכונן במרכז מסת השקופית עם המקודד. עם זאת, זה בדרך כלל לא מעשי. הפשרה הרגילה מאתרת את הכונן מעט לצד אחד; המקודד, מעט לאחר. זה נותן קירוב טוב של כונן מרכזי עם משוב התנועה ליד מערכת הכונן. עדיפות כוננים מרכזיים מכיוון שכוח הכונן לא מכניס שום וקטורי כוח לא רצויים לשקופית כדי לגרום לפיתול או לנקות. מכיוון שמערכת הנשיאה מגבילה את השקופית בחוזקה, חילוף ייצר חיכוך מוגבר, בלאי ואי-דיוק בעומס.

שיטה אלטרנטיבית משתמשת במערכת סגנון גנטרי עם שני כוננים, אחד מכל צד של השקופית. כוח הכונן המתקבל מחקה כונן מרכזי. בשיטה זו תוכלו לאתר את משוב המיקום במרכז. אם זה בלתי אפשרי, אתה יכול לאתר מקודדים מכל צד ולשלוט על השולחן באמצעות תוכנת כונן מיוחד של Gantry.

מגבר כונן
מגברי כונן סרוו מקבלים אותות בקרה, בדרך כלל ± 10 VDC, מהבקר ומספקים מתח הפעלה ופלט זרם למנוע. באופן כללי, ישנם שני סוגים של מגברי כוח: המגבר הליניארי והמגבר המווסת ברוחב הדופק (PWM).

מגברים לינאריים אינם יעילים ולכן הם משתמשים בעיקר בכוננים בעלי עוצמה נמוכה. המגבלות העיקריות ביכולת הטיפול בהספק הפלט של מגבר ליניארי הן מאפיינים תרמיים של שלב הפלט ומאפייני הפירוק של טרנזיסטורי פלט. פיזור הכוח של שלב הפלט הוא תוצר של זרם ומתח על פני טרנזיסטורי הפלט. לעומת זאת, מגברי PWM יעילים ומשמשים בדרך כלל ליכולות כוח מעל 100 W. מגברים אלה מחליפים את מתח היציאה בתדרים של עד 50 מגה הרץ. הערך הממוצע של מתח היציאה פרופורציונלי למתח הפקודה. היתרון מסוג זה הוא שהמתח מופעל וכיבוי, וגורם ליכולת פיזור כוח מוגברת מאוד.

לאחר שבחרת בסוג המגבר, השלב הבא הוא להבטיח שהמגבר יכול לספק את מתח הזרם והפלט הרציף הנדרש ברמות הנדרשות למהירות סיבוב המנוע המרבית (או מהירות ליניארית למנועים ליניאריים) של היישום.

עבור מנועים לינאריים ללא מברשות, אתה יכול להבחין נוסף בין מגברים. שני סוגים של נסיעות מוטוריות נמצאים בשימוש כללי: טרפז וסינוסואידי. הקומוטוטציה הטרפזואלית היא סוג דיגיטלי של נסיעה בכך שהזרם לכל אחד משלושת השלבים מופעל או כבוי. חיישני אפקט הול המושתלים במנוע עושים זאת בדרך כלל. מגנטים חיצוניים מפעילים את החיישנים. עם זאת, הקשר בין חיישני אפקט האולם, פיתולי הסליל והמגנטים הוא קריטי ותמיד כרוך בסובלנות של מיקום קטן. תזמון התגובה של החיישנים, אפוא, תמיד מתרחש מעט מחוץ לשלב עם עמדות סליל ומגנט אמיתיות. זה מוביל לשונות קלה ביישום הזרם לסלילים, מה שמוביל לרטט בלתי נמנע.

הקומוטציה הטרפזית מתאימה פחות ליישומי סריקה ומדויקים מאוד. עם זאת, זה פחות יקר מאשר נסיעות סינוסואידיות, ולכן הוא משמש בהרחבה למערכות במהירות גבוהה, נקודה לנקודה או על מערכות בהן חלקות התנועה לא תשפיע על העיבוד.

בעזרת נסיעה סינוסואידית, מיתוג או-אוף אינו מתרחש. במקום זאת, באמצעות מיתוג אלקטרוני, משמרת הפאזה הנוכחית של 360 מעלות של שלושת השלבים מווסתת בתבנית סינוסואידית. התוצאה היא כוח חלק ומתמיד מהמנוע. לפיכך, קומוטוטציה בצורת סינוסואידית מתאימה היטב לייצור קווי מתאר מדויקים וליישומים הקוראים למהירות קבועה מדויקת כמו סריקה ושימושים בראייה.

בקרים
יש יותר שיעורי בקרים ממה שאנו יכולים לדון כאן כראוי. בעיקרון, בקרים עשויים להיות מחולקים למספר קטגוריות בהתאם לשפת התכנות והגיון בקרה.

בקרי לוגיקה הניתנים לתכנות (PLCs) משתמשים בתכנית לוגיקה "סולם". הם משמשים בעיקר לשליטה על פונקציות קלט/פלט נפרדות (קלט/פלט) מרובות אם כי מעטים מציעים יכולות שליטת תנועה מוגבלות.

מערכות בקרה מספרית (NC) מתוכנתות באמצעות שפה סטנדרטית בתעשייה, RS274D או גרסה. הם יכולים לבצע תנועות מורכבות כמו צורות כדוריות וסליליות עם שליטה מרובה ציר.

מערכות שאינן NC משתמשות במגוון מערכות הפעלה קנייניות הכוללות תוכניות ממשק קלות לשימוש לפרופילי תנועה בסיסיים. מרבית בקרים אלה מורכבים ממודול בקר בסיסי ללא צג או מקלדת. הבקר מתקשר עם מארח דרך יציאת RS- 232. המארח יכול להיות מחשב אישי (PC), מסוף מטומטם או יחידת תקשורת כף יד.

כמעט כל בקרי הטודיאט הם בקרים דיגיטליים. הם מספקים רמת אמינות וקלות שימוש שלא היו נשמעים בבקרים אנלוגיים. מידע משוב מהירות נגזר בדרך כלל מאותות מיקום הציר. כל פרמטרי הסרוו מותאמים באמצעות תוכנה במקום להתאים באופן מעבד "סירי" מגבר כונן, הנוטים להיסחף לאחר השימוש ועם שינויי טמפרטורה. מרבית הבקרים המודרניים מציעים גם כוונה אוטומטית של כל פרמטרי הסרוו של הציר.

בקרים מתקדמים יותר כוללים גם בקרת ציר עיבוד מבוזר ומעבד אותות דיגיטליים (DSP). DSP הוא במהות מעבד שתוכנן במיוחד ליצירת חישובים מתמטיים במהירות רבה (לפחות מהיר פי עשרה מאשר מעבד מיקרו). זה יכול לספק זמני דגימה של סרוו בסדר גודל של 125 msek. היתרון הוא שליטה מדויקת על הציר לבקרת מהירות קבועה וקווי מתאר חלקה.

אלגוריתם מסנן פרופורציונלי-אינטגרלי (PID) אלגוריתם המהירות וההאצה קדימה משפר את בקרת הסרוו של הציר. בנוסף, תכנות עקומת S של פרופילי תאוצה והאטה שולטת על אידיוט שבדרך כלל הולך עם התחלה ועצירה של תנועת שולחן. זה נותן פעולה חלקה ומבוקרת יותר, מה שמוביל לזמני יישוב מהירים יותר הן למיקום והן למהירות.

הבקרים כוללים גם יכולות קלט/פלט דיגיטליות או אנלוגיות נרחבות. ניתן לשנות את תוכנית המשתמש או תת -הרוטינה בהתאם למיקום, זמן או סטטוס, ערכי המשתנים, פעולות מתמטיות, אירועי קלט/פלט חיצוניים או פנימיים, או הפרעות שגיאות. ניתן לבצע אוטומציה של תהליך המשתמש בקלות.

בנוסף, מרבית הבקרים יכולים להגדיל את רזולוציית המשוב של המיקום באמצעות כפל אלקטרוני. למרות ש- 4 × כפל נפוץ, חלק מהבקרים המתקדמים יכולים להתרבות בכ- 256 ×. אף על פי שזה אינו מספק שיפור ברמת הדיוק, יש לו עלייה אמיתית ביציבות עמדת הציר, וחשוב מכך בשימושים רבים - יכולת החזרה.

בגישה הכוללת שלך, מלבד הגורמים שהוזכרו לעיל, עליך לשקול גורמים אחרים שעשויים לשנות החלטות רכיבים, כגון תקציב, סביבה, תוחלת חיים, קלות תחזוקה, MTBF והעדפות משתמש קצה. הגישה המודולרית מאפשרת הרכבת המערכת מרכיבים סטנדרטיים וזמינים בקלות אשר יעמדו אפילו בדרישות היישום התובעניות ביותר אם מערכת מנותחת מהבסיס למעלה לתאימות רכיב כוללת.