Незалежно від того, наскільки витончений ваш контролер руху, він не може подолати погано розроблену електромеханічну систему.

Системи контролю руху складаються з трьох основних компонентів: механізму позиціонування, електроніки приводу двигуна та контролера руху. Кожен з цих компонентів повинен бути ретельно підібраний, але для найкращих результатів системного спочатку плануйте механізм позиціонування. Якщо механізм не здатний відповідати вимогам, приводи та контролер руху не можуть скласти різницю.

Перший крок у розробці будь -якої системи руху - це повністю описати та зрозуміти процес. Складіть список параметрів продуктивності компонентів з цього опису. Цей список включає параметри першого порядку, такі як кількість осей, довжина ходу кожної осі, точність руху (включаючи роздільну здатність, повторюваність та точність), ємність корисної навантаження та фізичний розмір етапів. Менш очевидні, але не менш важливі параметри включають екологічні обмеження або виклики, вибір приводу, експлуатацію в декількох орієнтаціях, управління кабелем у конфігураціях мультиссису, планування життя та простоту інтеграції. Швидкий огляд цих параметрів показує, що всі вони стосуються механізму позиціонування, і тому ретельна оцінка цих компонентів має вирішальне значення для успіху проекту.

Додаток визначить, чи є етап позиціонування лінійним, обертовим або включає комбінацію етапів у систему мультиссису. Навіть у досить простих одноосьових додатках є багато міркувань. Навантаження є життєво важливим аспектом цього профілю, оскільки такі проблеми, як вага корисного навантаження та зміщення (центр ваги), можуть різко впливати на вимоги руху. Розглянемо типові та максимальні ваги навантаження, а також максимальну та мінімальну відстань, що повинен рухатися, необхідна швидкість подорожі та прискорення.

Важливо розглядати етап як невід'ємну частину більшої системи. Як встановлюється етап, і, наприклад, конструкція, має різкий вплив на ефективність роботи та здатність відповідати специфікаціям. Наприклад, у швидкісному інспекційному додатку, де зразки швидко коливаються вперед і назад під камерою, стадію лінійного положення слід встановити на структуру, яка може протистояти "ефекту шейкера фарби" рухомого навантаження. Аналогічно, лінійна стадія, обрана для високої точності плоскості, повинна бути встановлена ​​на належній плоскій поверхні, щоб уникнути спотворення від стадії, що відповідає поверхні, що не належить до нефлату.

Також врахуйте вимоги до життя системи при визначенні специфікацій етапу. Якщо вимоги змінюються протягом терміну експлуатації машини, це може поставити систему поза толерантністю до стадії позиціонування і може погіршити точність машини, продуктивність та надійність. Як і будь -який компонент, що рухається, можливості позиціонування можуть змінюватися з розширеним використанням. Переконайтесь, що етап оцінюється для відповідності вимогам руху над передбачуваним терміном обслуговування машини.

Інші впливи включають розмір та екологічні обмеження системи. Розглянемо як горизонтальні, так і вертикальні обмеження розміру. Фактори, які можуть впливати на загальний слід системи, включають, чи є механіка приводу зовнішньою чи внутрішньою та як керується кабелем. Обмеження навколишнього середовища можуть включати застосування чистої кімнати, в яких рухомі частини машини повинні генерувати кілька частинок або брудних середовищ, де частинки навколишнього середовища можуть спричинити надмірне тертя на стадії та надійність впливу та продуктивність. Робоча температура є ключовою екологічною проблемою, яка може різко впливати на продуктивність етапу. Зміна температури всього на два -три градуси може спричинити достатню кількість розширення для зміни толерантності до стадії.

Багато додатків потребують руху з множинною осі. У багатоаксисній системі етапи повинні бути складені для руху в різних напрямках. Наприклад, система інспекції кремнію може знадобитися для забезпечення лінійXіYрух, а також обертаннятета. У таких системах важливо розглянути, як геометрія впливає на допуски в решті системи. Наприклад, з двома етапами, складеними один на одного, верхній етап може відхилятися на кінцях його подорожі. Відхилення верхньої стадії - це функція навантаження консолі на нижній стадії. Це відхилення слід враховувати або слід враховувати іншу конфігурацію. Виробник етапу повинен забезпечити, щоб специфікації складених етапів відповідали вимогам заявки.

У системах з декількома стадіями управління кабельами може стати проблемою логістики та надійності. Кабелі часто не помічають, але можуть впливати на життя, геометрію та продуктивність системи. Подивіться на виробника сцени для інноваційних кабелів. Це може включати інтеграцію кабелів внутрішньо для зменшення розтирання та перетягування, або використання одного зовнішнього кабельного інтерфейсу, а не зовнішніх кабельних роз'ємів для більшої гнучкості.

Вирішення на системному приводі є ключовим елементом. Два найпоширеніших типів приводу-це кульові та лінійні моторні накопичувачі. Кульові накопичувачі недорого і прості для розуміння. За допомогою природного демпфування їх легко контролювати, і гальмо можна легко додати. З іншого боку, механічне тертя може ускладнити підтримку постійної швидкості. У деяких умовах, таких як температура або крайність вологості, крок кульового гвинта може змінюватися і впливати на точність. Якщо теплові ефекти є проблемою, може знадобитися лінійний кодер або лінійний моторний етап може бути кращим вибором.

Лінійні моторні походи складаються з магнітної доріжки та котушки. Магнітна доріжка, як правило, нерухома і складається з ряду постійних магніти, встановлених на сталевій підкладці. Асамблея котушки містить усі мідні обмотки і, як правило, кріпляться на каретці ковзання. Деякі лінійні етапи двигуна мають постійні магніти на складанні ковзаючого вагона як засіб спрощення кабелю, але довжина магніту обмежує рух цих систем.

Лінійні моторні накопичувачі, як правило, найкращі для навантажень світла-помірних у високошвидкісних, постійних швидкостях або додатках у довгостроковій дорозі. Лінійні моторні накопичувачі мають значно довшу можливість подорожей, ніж приводки з кульовим колом, оскільки вони не провисають у міру збільшення довжини подорожі. Вони можуть забезпечити кращий контроль швидкості, але рухома котушка та лінійна електроніка кодера роблять управління кабелем більш складним. Крім того, великі лінійні накопичувачі є більш важкими і можуть стати дорогими в міру збільшення довжини подорожі та розміру магнітів.

Важливим увагою у виборі типу приводу є зупинка здатності та орієнтації на кріплення. Лінійні моторні накопичувачі вільно рухаються без сили, тоді як накопичувачі кулі мають тертя, щоб приглушити рух. Це особливо важливо в програмах, де привід повинен встановити вертикально. Оскільки лінійний моторний етап практично без тертя, втрата потужності дозволить перевезення вільний падіння. Крім того, завжди потрібно подолати силу тяжіння, що ставить велику безперервну силу на двигун. Кульові накопичувачі є більш підходящими для вертикальних застосувань, оскільки лінійні двигуни можуть швидко перегрітися при запуску вертикально або можуть вимагати противагу.

Вибір двигуна також може включати компроміси. Поширені поворотні двигуни-це найменш дорогоцінний варіант, але вони додають вимог до простору приводу. Лінійні двигуни займають менше місця, але дорожчі, оскільки у них більше магнітів, ніж поворотного двигуна, і потрібен лінійний кодер. Етапи, керовані кулею, можуть використовувати лінійні кодери, але обертові кодери на двигун і кульовий гвинт часто працюватимуть так само добре і коштуватимуть дешевше. Також є компроміси, пов’язані з використанням крокових двигунів або сервомоторів. Степери є дешевшими, але сервомотори мають кращі високошвидкісні показники.

Варіант для сцені, керованої кулею,-це безкаркасний двигун. Безкаркасний двигун - це стандартний безчесний двигун, вбудований на сцену. Магніти ротора скріплюються безпосередньо з кульовим валом, а обмотки статора інтегруються в кінець сцени. Ця конфігурація виключає зчеплення двигуна, яка економить кілька дюймів місця. Відсутність з’єднання зменшує гістерезис та навідення з'єднання з руховим кулею, що покращує продуктивність. Виробники етапів повинні надати досвід на двигунах та кодерах, щоб допомогти визначити найкраще повне рішення для програми.

Після того, як механічні та електричні аспекти руху системи будуть добре зрозумілі та вибрані етапи, деталі системи управління можуть бути вирішені. Система управління повинна бути сумісною з приводною електронікою, з особливою увагою до того, що не всі накопичувачі надають інформацію про зворотній зв'язок на своїх роз'ємів. В ідеалі контролер повинен взаємодіяти безпосередньо з сигналами перетворювача та приводу без додаткового обладнання. Контролер також повинен мати достатньо продуктивності, щоб закрити контрольні петлі в рамках природних швидкостей передачі даних або одночасно координувати рух декількох осей руху за потребою.