Sistemi Servo Efficienti in Roboti

In l'industria di a robotica, i servo drives sò un tema cumuni.Cù u cambiamentu acceleratu di l'Industria 4.0, u servo drive di u robot hè statu ancu aghjurnatu.U sistema di robot attuale ùn hè micca solu bisognu di u sistema di guida per cuntrullà più assi, ma ancu per ottene funzioni più intelligenti.

À ogni nodu in u funziunamentu di un robot industriale multi-assi, duverebbe aduprà forze di diverse magnitudini in trè dimensioni per compie i travaglii cum'è a manipulazione di set. I mutoriin robot sòcapace di furnisce una velocità variabile è un torque in punti precisi, è u controller li usa per coordinà u muvimentu longu diversi assi, chì permette un posizionamentu precisu.Dopu chì u robot hà finitu u compitu di manipulazione, u mutore riduce u torque mentre torna u bracciu roboticu à a so pusizione iniziale.

Cumpostu di trasfurmazioni di signali di cuntrollu d'alta prestazione, feedback induttivi precisi, alimentazione è intelligenteunità di mutore, stu servo sistema d'alta efficienzafurnisce una risposta sofisticata quasi istantanea a velocità precisa è u cuntrollu di torque.

Controllo di loop servo in tempu reale à alta velocità - cuntrollu di trasfurmazioni di signali è feedback induttivi

A basa per a realizazione di u cuntrollu digitale in tempu reale à alta velocità di u loop servo hè inseparabile da l'aghjurnamentu di u prucessu di fabricazione di microelettronica.Pigliendu u mutore di robot trifase elettricu più cumuni cum'è un esempiu, un inverter trifase PWM genera forme d'onda di tensione pulsata à alta frequenza è emette queste forme d'onda in l'avvolgimentu trifase di u mutore in fasi indipendenti.Di i trè signali di putenza, i cambiamenti in a carica di u mutore affettanu u feedback attuale chì hè sensu, digitalizatu è mandatu à u processatore digitale.U processatore digitale poi eseguisce algoritmi di trasfurmazioni di signali à alta velocità per determinà l'output.

Ùn hè micca solu l'altu rendimentu di u processatore digitale hè necessariu quì, ma ci sò ancu esigenze strette di cuncepimentu per l'alimentazione.Fighjemu prima a parte di u processatore. A vitezza di l'informatica di u core deve seguità u ritmu di l'aghjurnamenti automatizati, chì ùn hè più un prublema.Certi chips di cuntrollu di u funziunamentuintegrà i cunvertitori A / D, contatori multiplicatori di rilevazione di posizione / velocità, generatori PWM, etc. necessarii per u cuntrollu di u mutore cù u core di u processatore, chì riduce assai u tempu di campionamentu di u circuitu di cuntrollu servo è hè realizatu da un unicu chip. Adopta un cuntrollu automaticu di l'accelerazione è di decelerazione, u cuntrollu di sincronizazione di l'ingranaggi, è u cuntrollu di compensazione digitale di trè loops di pusizione, velocità è currente.

L'algoritmi di cuntrollu cum'è l'avanzamentu di velocità, l'accelerazione in avanti, u filtru passa-bassu è u filtru sag sò ancu implementati nantu à un chip unicu.A selezzione di u processatore ùn serà micca ripetutu quì. In l'articuli precedenti, diverse applicazioni di robot sò state analizate, sia una applicazione low-cost o una applicazione cù esigenze elevate per a prugrammazione è l'algoritmi. Ci hè digià parechje scelte nantu à u mercatu. I vantaghji diffirenti.

Micca solu feedback attuale, ma altri dati sensati sò ancu mandati à u controller per seguità i cambiamenti in a tensione di u sistema è a temperatura. I feedback di rilevazione di corrente è tensione in alta risoluzione sò sempre stati una sfidacuntrollu di u mutore. Rilevamentu di feedback da tutti i shunt / sensori Hall/ sensori magnetichi à u stessu tempu hè senza dubbitu u megliu, ma questu hè assai esigenti nantu à u disignu, è a putenza di l'informatica hà bisognu à mantene.

À u listessu tempu, per evità a perdita di u signale è l'interferenza, u signale hè digitalizatu vicinu à u bordu di u sensor. Quandu u ritmu di campionamentu aumenta, ci sò parechji errori di dati causati da a deriva di u signale. U disignu deve cumpensà questi cambiamenti per l'induzione è l'aghjustamentu di l'algoritmu.Questu permette à u sistema servo per stà stabile in diverse cundizioni.

Servo drive affidabile è precisu - alimentazione è accionamentu di mutore intelligente

Forniture d'energia cù funzioni di commutazione ultra-alta velocità cù un cuntrollu stabile d'alta risoluzione, un servocontrol affidabile è precisu. Attualmente, assai pruduttori anu integratu moduli di putenza chì utilizanu materiali d'alta frequenza, chì sò assai più faciuli di cuncepimentu.

L'alimentazione in modalità di commutazione operanu in una topologia di alimentazione in circuitu chjusu basatu in controller, è dui interruttori di putenza cumunimenti utilizati sò MOSFET di putenza è IGBT.I cunduttori di porta sò cumuni in i sistemi chì impieganu alimentazione in modalità switch chì regulanu a tensione è u currente nantu à e porte di questi switches cuntrullendu u statu ON / OFF.

In u disignu di l'alimentazione in modalità switch è l'inverter trifase, emergenu in un flussu infinitu diversi drivers intelligenti d'alta prestazione, cunduttori cù FET integrati, è cunduttori cù funzioni di cuntrollu integrate.U disignu integratu di FET integratu è a funzione di campionamentu attuale ponu riduce assai l'usu di cumpunenti esterni. A cunfigurazione logica di PWM è attivazione, transistor superiore è inferiore, è l'input di signale Hall aumenta assai a flessibilità di u disignu, chì ùn solu simplifica u prucessu di sviluppu, ma ancu migliurà l'Efficiency Power.

I servo driver ICs massimizzanu ancu u livellu di integrazione, è i servo driver ICs cumpletamente integrati ponu accurtà assai u tempu di sviluppu per un rendimentu dinamicu eccellente di i sistemi servo.L'integrazione di i circuiti di pre-driver, sensing, prutezzione è ponte di putenza in un pacchettu minimizza u cunsumu generale di energia è u costu di u sistema.Elencatu quì hè u schema di bloccu IC di servo driver integratu di Trinamic (ADI), tutte e funzioni di cuntrollu sò implementate in hardware, ADC integratu, interfaccia di sensore di posizione, interpolatore di posizione, cumplettamente funzionale è adattatu per diverse applicazioni servo.

 

Servodriver entièrement intégré IC, Trinamic (ADI)

riassuntu

In un sistema servo d'alta efficienza, u processu di signale di cuntrollu di altu rendiment, feedback d'induzione precisa, alimentazione elettrica è mutore intelligente di u mutore sò indispensabili. A cooperazione di i dispositi d'altu rendiment pò furnisce u robot cun un cuntrollu precisu di velocità è torque chì risponde istantaneamente durante u muvimentu in tempu reale.In più di un rendimentu più altu, l'alta integrazione di ogni modulu furnisce ancu costu più bassu è efficienza di travagliu più altu.