Os perfis de movimento mais comuns para sistemas de movimento linear são trapezoidais e triangulares. Em um perfil de movimentação trapezoidal, o sistema acelera de zero para sua velocidade máxima, viaja a essa velocidade por um tempo (ou distância) especificado e depois desacelera para zero. Por outro lado, o perfil de movimento triangular acelera de zero para a velocidade máxima e, em seguida, imediatamente desacelera para zero, sem velocidade constante (ou seja, todo o tempo de movimentação é gasto acelerando ou desacelerando).
Mas, na realidade, nenhum desses perfis de movimentos é particularmente ideal para sistemas de movimento - especialmente aqueles que requerem viagens suaves, alta precisão de posicionamento ou estabilidade no final da mudança. Isso ocorre porque o processo de aceleração e desaceleração leva a um fenômeno conhecido como Jerk.
Assim como a aceleração é a taxa de mudança (derivada) da velocidade, o jerk é a taxa de mudança de aceleração. Em outras palavras, o jerk é a taxa na qual a aceleração está aumentando ou diminuindo. O idiota é geralmente indesejável porque cria - você adivinhou - movimento abrupto e espumoso. Em aplicações industriais, como máquinas -ferramentas, robôs de cicatrizes e sistemas de distribuição, uma rápida mudança na aceleração - o idiota - leva o sistema a vibrar. Quanto mais alto o idiota, mais fortes as vibrações. E as vibrações diminuem a precisão do posicionamento e aumenta o tempo de acomodação.
A maneira de evitar o empurrão é reduzir a taxa de aceleração ou desaceleração. Nos sistemas de controle de movimento, isso é feito usando um perfil de movimento da curva S, em vez do perfil trapezoidal "espasmódico". Em um perfil de movimentação trapezoidal, a aceleração ocorre instantaneamente (pelo menos em teoria) e o idiota é infinito. Para reduzir a quantidade de jerk gerado durante a mudança, as transições no início e no final da aceleração e desaceleração são suavizadas em uma forma de "S". O perfil resultante é referido como um perfil de movimentação da curva S.
Se plotarmos o perfil de aceleração para um movimento trapezoidal (veja acima), veremos que é uma função de etapa - ou seja, a aceleração vai de zero para seu máximo instantaneamente e a desaceleração vai do máximo para zero instantaneamente. Em um movimento da curva S, o perfil de aceleração se torna em forma trapezoidal, e a aceleração e a desaceleração ocorrem de maneira suave, em vez de instantaneamente e abruptamente.
O perfil da curva S é baseado em um sistema de terceira ordem, tornando as equações de movimento para aceleração, velocidade e distância (deslocamento) mais complexas do que as dos perfis de movimento trapezoidal.
A troca de usar um perfil de curva S versus um perfil de movimentação trapezoidal é que o tempo total para a mudança é mais longo com um perfil de curva S. Isso ocorre porque a aceleração da rampa (e a desaceleração) leva mais tempo que a aceleração instantânea de um movimento trapezoidal. No entanto, a vantagem de tempo obtida usando um perfil de movimentação trapezoidal pode ser negada por um tempo de liquidação mais longo, devido a vibrações induzidas por altos níveis de jerk. E como o Jerk coloca uma tensão extensa nos componentes mecânicos, mesmo que um movimento trapezoidal seja usado como base, uma quantidade de suavização é normalmente aplicada às fases de aceleração e desaceleração, tornando o perfil de movimento mais em forma de S.
Hora de postagem: mar-14-2022