Sahne, sürücü ve kodlayıcı tasarımı.

Yüksek hassasiyetli konumlandırma sisteminizi oluşturan bileşenler-rulmanlar, konum ölçüm sistemi, motor ve sürücü sistemi ve kontrolör-mümkün olduğunca birlikte çalışmalıdır. Bölüm 1 kapalı sistem tabanı ve rulmanları. Bölüm 2 kapalı pozisyon ölçümü. Burada sahne, sürücü ve kodlayıcı tasarımını tartışıyoruz; sürücü amplifikatörü; ve kontrolörler.

Doğrusal kodlayıcıları kullanırken doğrusal aşamaların montajı için yaygın olarak kullanılan üç yöntem:
• Sürücü ve kodlayıcı, slaytın kütlesinin merkezine mümkün olduğunca yakın veya yakın konumlandırılmıştır.
• Sürücü kütlenin merkezinde bulunur; Kodlayıcı bir tarafa bağlanır.
• Sürücü bir tarafta bulunur; Kodlayıcı, diğer yandan.

İdeal sistem, kodlayıcı ile slayt kütlesinin ortasında sürücüye sahiptir. Ancak, bu genellikle pratik değildir. Her zamanki uzlaşma sürücüyü bir tarafa hafifçe bulur; Kodlayıcı, diğerine hafifçe kapalı. Bu, sürücü sisteminin yanındaki hareket geri bildirimi ile merkezi bir sürücünün iyi bir yaklaşımını sağlar. Merkezi sürücüler tercih edilir, çünkü tahrik kuvveti bükülmeye veya toplama işlemine neden olmak için slayt içine istenmeyen kuvvet vektörleri getirmez. Yatak sistemi slaytı sıkıca kısıtladığından, cocking daha fazla sürtünme, aşınma ve yük pozisyonu yanlışlığı üretecektir.

Alternatif bir yöntem, slaytın her iki tarafında olmak üzere iki sürücüye sahip bir portal tarzı sistem kullanır. Ortaya çıkan tahrik kuvveti merkezi bir sürüşü taklit eder. Bu yöntemle, merkezdeki pozisyon geri bildirimlerini bulabilirsiniz. Bu imkansızsa, her iki taraftaki kodlayıcıları bulabilir ve tabloyu özel Gantry Drive yazılımı ile kontrol edebilirsiniz.

Sürüş amplifikatörü
Servo tahrik amplifikatörleri, kontrolörden genellikle ± 10 VDC olmak üzere kontrol sinyalleri alır ve motora çalışma voltajı ve akım çıkışını sağlar. Genel olarak, iki tip güç amplifikatörü vardır: doğrusal amplifikatör ve darbe genişliği modülasyonlu (PWM) amplifikatör.

Doğrusal amplifikatörler verimsizdir ve bu nedenle esas olarak düşük güçlü sürücülerde kullanılır. Doğrusal bir amplifikatörün çıkış güç kullanma kapasitesi üzerindeki birincil sınırlamalar, çıkış aşamasının termal özellikleri ve çıkış transistörlerinin arıza özellikleridir. Çıkış aşamasının güç dağılması, çıkış transistörleri boyunca akım ve voltajın ürünüdür. PWM amplifikatörleri, aksine, etkilidir ve tipik olarak 100 W üzerindeki güç kapasiteleri için kullanılır. Bu amplifikatörler, çıkış voltajını 50 MHz'e kadar frekanslarda değiştirir. Çıkış voltajının ortalama değeri komut voltajı ile orantılıdır. Bu türün avantajı, voltajın açılıp kapanması ve güç dağıtım kapasitesinin artmasına neden olmasıdır.

Amplifikatör tipini seçtikten sonra, bir sonraki adım, amplifikatörün uygulamanın maksimum motor dönüş hızı (veya doğrusal motorlar için doğrusal hız) için gerekli seviyelerde gerekli seviyelerde gerekli seviyelerde sağlayabilmesini sağlamaktır.

Fırçasız doğrusal motorlar için amplifikatörler arasında başka bir ayrım yapabilirsiniz. İki tip motor komisyonu genel olarak kullanılır: trapezoidal ve sinüzoidal. Trapezoidal komisyon, üç fazın her biri için akımın açıldığı veya kapatılması nedeniyle dijital bir komütasyon türüdür. Motorda implante edilen salon etkili sensörler genellikle bunu yapar. Harici mıknatıslar sensörleri tetikler. Bununla birlikte, salon etkisi sensörleri, bobin sargıları ve mıknatıslar arasındaki ilişki kritiktir ve her zaman küçük bir konum toleransı içerir. Bu nedenle sensörlerin yanıt zamanlaması, gerçek bobin ve mıknatıs konumları ile her zaman biraz faz dışında gerçekleşir. Bu, bobinlere akımın uygulanmasında hafif bir değişiklik sağlayarak kaçınılmaz titreşime yol açar.

Trapezoidal komisyon çok hassas tarama ve sabit hız uygulamaları için daha az uygundur. Bununla birlikte, sinüzoidal komisyondan daha ucuzdur, bu nedenle yüksek hız, noktadan noktaya sistemler veya hareket düzgünlüğünün işlemeyi etkilemeyeceği sistemlerde yaygın olarak kullanılır.

Sinüzoidal komisyonla, açma kapalı geçiş gerçekleşmez. Aksine, elektronik anahtarlama yoluyla, üç fazın 360 derece akım faz kayması sinüzoidal bir paternde modüle edilir. Bu, motordan pürüzsüz, sabit kuvvet ile sonuçlanır. Sinüzoidal şekilli komisyon bu nedenle hassas konturlar yapmak ve tarama ve görme kullanımları gibi hassas sabit hız gerektiren uygulamalar için çok uygundur.

Denetleyiciler
Burada yeterince tartışabileceğimizden daha fazla kontrolör sınıfı var. Temel olarak, kontrolörler programlama diline ve kontrol mantığına bağlı olarak çeşitli kategorilere ayrılabilir.

Programlanabilir mantık denetleyicileri (PLC'ler) bir “merdiven” mantık şeması kullanır. Bunlar esas olarak birden fazla ayrı giriş/çıkış (G/Ç) işlevini kontrol etmek için kullanılırlar, ancak birkaçı sınırlı hareket kontrol özellikleri sunar.

Sayısal kontrol (NC) sistemleri, endüstri standartları bir dil, RS274D veya bir varyant yoluyla programlanır. Çok eksenli kontrol ile küresel ve sarmal şekiller gibi karmaşık hareketler yapabilirler.

NC dışı sistemler, temel hareket profilleri için kullanımı kolay arayüz programları dahil olmak üzere çeşitli tescilli işletim sistemleri kullanır. Bu denetleyicilerin çoğu, monitör veya klavye olmayan temel bir denetleyici modülünden oluşur. Denetleyici bir ana bilgisayarla RS-232 bağlantı noktasından iletişim kurar. Ana bilgisayar kişisel bir bilgisayar (PC), aptal bir terminal veya el tipi bir iletişim birimi olabilir.

Hemen hemen tüm Todate denetleyicileri dijital denetleyicilerdir. Analog denetleyicilerde duyulmamış bir güvenilirlik ve kullanım kolaylığı sağlarlar. Hız geri besleme bilgileri genellikle eksen konum sinyalinden türetilir. Tüm servo parametreleri, kullanımdan sonra ve sıcaklık değişimleri ile sürüklenme eğilimi gösteren sürücü amplifikatör “kapları” zahmetli bir şekilde ayarlamak yerine yazılım yoluyla ayarlanır. Çoğu modern kontrolör ayrıca tüm eksen servo parametrelerinin otomatikleştirilmesini de sunar.

Daha gelişmiş kontrolörler ayrıca dağıtılmış işleme ve dijital sinyal işlemci (DSP) eksen kontrolünü de içerir. DSP özünde matematiksel hesaplamaları çok hızlı bir şekilde (bir mikroişlemciden en az on kat daha hızlı) yapmak için özel olarak tasarlanmış bir işlemcidir. Bu, 125 msn siparişinde servo örnek süreleri sağlayabilir. Avantaj, sabit hız kontrolü ve pürüzsüz konturlama için eksenin kesin kontrolüdür.

Orantılı bir integral-türevsel (PID) filtre algoritması ve hız ve hızlanma ileri eksenin servo kontrolünü arttırır. Ek olarak, s-eğrisi ivme ve yavaşlama profillerinin programlaması, genellikle tablo hareketini başlatma ve durdurarak olan pisliği kontrol eder. Bu, daha pürüzsüz, daha kontrollü bir çalışma sağlar ve hem konum hem de hız için daha hızlı yerleşim sürelerine yol açar.

Denetleyiciler ayrıca kapsamlı dijital veya analog giriş/çıkış özellikleri içerir. Kullanıcı programı veya alt rutin, konum, zaman veya durum bilgilerine, değişkenlerin değerlerine, matematiksel işlemlere, harici veya dahili G/Ç olaylarına veya hata kesintilerine bağlı olarak değiştirilebilir. Kullanıcının işlemi kolayca otomatikleştirilebilir.

Ek olarak, çoğu kontrolör elektronik çarpma yoluyla pozisyon geri bildirimi çözünürlüğünü artırabilir. 4 × çarpma yaygın olsa da, bazı gelişmiş kontrolörler 256 × kadar çoğalabilir. Bu, doğrulukta bir iyileşme sağlamasına rağmen, eksen pozisyonu stabilitesinde gerçek bir artış ve - daha da önemlisi birçok kullanımda - tekrarlanabilirlik vardır.

Genel yaklaşımınızda, yukarıda belirtilen faktörlerin yanı sıra, bütçe, çevre, yaşam beklentisi, bakım kolaylığı, MTBF ve son kullanıcı tercihleri ​​gibi bileşen kararlarını değiştirebilecek diğer faktörleri de göz önünde bulundurmalısınız. Modüler yaklaşım, bir sistem genel bileşen uyumluluğu için tabandan analiz edilirse, en zorlu uygulama gereksinimlerini bile karşılayacak standart, kolayca mevcut bileşenlerden sistem montajına izin verir.