Effisjinte servosystemen yn robots

Yn 'e robotika-yndustry binne servo-driven in gewoan ûnderwerp.Mei de fersnelde feroaring fan Industry 4.0 is de servo-drive fan 'e robot ek opwurdearre.It hjoeddeiske robotsysteem fereasket net allinich it oandriuwsysteem om mear assen te kontrolearjen, mar ek om mear yntelliginte funksjes te berikken.

Op elke knooppunt yn 'e wurking fan in yndustriële robot mei meardere assen, it moat krêften fan ferskate grutten yn trije diminsjes brûke om taken te foltôgjen lykas setôfhanneling. De motorsyn robot binneby steat om te foarsjen fariabele snelheid en koppel op sekuere punten, en de controller brûkt se te koördinearjen beweging lâns ferskate assen, ynskeakelje sekuere posisjonearring.Nei't de robot de ôfhannelingstaak foltôge, fermindert de motor it koppel by it werombringen fan de robotyske earm nei syn begjinposysje.

Gearstald út hege-optreden kontrôle sinjaal ferwurking, sekuere inductive feedback, macht foarrieden, en yntelligintemotor rydt, dit hege-effisjinsje servo systeemsoarget foar ferfine hast instantaneous antwurd presys snelheid en koppel kontrôle.

Hege snelheid real-time servo lus kontrôle-kontrôle sinjaal ferwurking en inductive feedback

De basis foar it realisearjen fan hege snelheid digitale real-time kontrôle fan servo-loop is net te skieden fan 'e opwurdearring fan it produksjeproses fan mikro-elektroanika.Troch de meast foarkommende trije-faze elektrysk-oandreaune robotmotor as foarbyld te nimmen, genereart in PWM trije-fase-omvormer heechfrekwinsje pulsearre spanningsgolffoarmen en útfiert dizze golffoarmen yn 'e trije-fase-windingen fan' e motor yn ûnôfhinklike fazen.Fan de trije macht sinjalen, feroarings yn 'e motor lading beynfloedzje de aktuele feedback dat wurdt sensed, digitalisearre, en stjoerd nei de digitale prosessor.De digitale prosessor fiert dan hege snelheid sinjaalferwurkingsalgoritmen út om de útfier te bepalen.

Net allinich de hege prestaasjes fan 'e digitale prosessor binne hjir fereaske, mar d'r binne ek strang ûntwerpeasken foar de stroomfoarsjenning.Litte wy earst nei it prosessordiel sjen. De kearnberekkeningssnelheid moat byhâlde mei it tempo fan automatisearre upgrades, wat net langer in probleem is.Guon operaasje kontrôle chipsyntegrearje A / D converters, posysje / speed detection multiplier counters, PWM generators, ensfh nedich foar motor kontrôle mei de prosessor kearn, dy't gâns koarter de sampling tiid fan de servo kontrôle loop en wurdt realisearre troch in inkele chip. It oannimt automatyske fersnellings- en fertragingskontrôle, gearsyngronisaasjekontrôle, en digitale kompensaasjekontrôle fan trije loops fan posysje, snelheid en stroom.

Kontrolealgoritmen lykas snelheidsfeedforward, fersnellingsfeedforward, leechpassfiltering, en sagfiltering wurde ek ymplementearre op ien chip.De seleksje fan 'e prosessor sil hjir net werhelle wurde. Yn 'e foarige artikels binne ferskate robotapplikaasjes analysearre, oft it no in goedkeape applikaasje is as in applikaasje mei hege easken foar programmearring en algoritmen. Der binne al in protte karren op 'e merk. De foardielen oars.

Net allinich hjoeddeistige feedback, mar oare waarnommen gegevens wurde ek nei de controller stjoerd om feroaringen yn systeemspanning en temperatuer te folgjen. Hege resolúsje stream en spanning sensing feedback hat altyd west in útdaging ynmotor kontrôle. Detecting feedback fan alle shunts / Hall sensors/ magnetyske sensoren tagelyk is sûnder mis de bêste, mar dit is tige easken op it ûntwerp, en de berekkeningskrêft moat byhâlde.

Tagelyk, om sinjaalferlies en ynterferinsje te foarkommen, wurdt it sinjaal digitalisearre tichtby de râne fan 'e sensor. As de sampling rate tanimt, binne d'r in protte gegevensflaters feroarsake troch sinjaaldrift. It ûntwerp moat dizze feroaringen kompensearje troch ynduksje en algoritme-oanpassing.Dit lit it servosysteem stabyl bliuwe ûnder ferskate omstannichheden.

Betrouwbare en sekuere servo-drive - macht oanbod en yntelliginte motor drive

Strom foarrieden mei ultra-hege-snelheid switching funksjes mei stabile hege-resolúsje kontrôle macht betroubere en krekte servo kontrôle. Op it stuit hawwe in protte fabrikanten yntegreare krêftmodules mei hege frekwinsje materialen, dy't folle makliker binne te ûntwerpen.

Switch-mode macht foarrieden operearje yn in controller-basearre sluten-loop Netzteil topology, en twa meast brûkte macht switches binne macht MOSFETs en IGBTs.Poartebestjoerders binne gewoan yn systemen dy't switch-mode power supplies brûke dy't spanning en stroom regelje op 'e poarten fan dizze switches troch it kontrolearjen fan de ON / OFF-status.

Yn it ûntwerp fan switch-mode power supplies en trije-fase inverters, ferskate hege-optreden smart gate drivers, drivers mei ynboude FETs, en drivers mei yntegrearre kontrôle funksjes ûntstean yn in einleaze stream.It yntegreare ûntwerp fan ynboude FET en hjoeddeistige samplingfunksje kin it gebrûk fan eksterne komponinten sterk ferminderje. De logika konfiguraasje fan PWM en ynskeakelje, boppeste en legere transistors, en Hall sinjaal input gâns fergruttet de fleksibiliteit fan design, dy't net allinnich simplifies de ûntwikkeling proses, mar ek ferbetteret de Power Efficiency.

Servo-bestjoerder IC's maksimalisearje ek it nivo fan yntegraasje, en folslein yntegreare servo-bestjoerder IC's kinne de ûntwikkelingstiid sterk ferkoartje foar poerbêste dynamyske prestaasjes fan servosystemen.Yntegrearjen fan de pre-bestjoerder, sensing, beskerming circuits en macht brêge yn ien pakket minimalisearret totale enerzjyferbrûk en systeem kosten.Hjir is fermeld Trinamic (ADI) syn folslein yntegrearre servo driver IC blokdiagram, alle kontrôle funksjes wurde útfierd yn hardware, yntegrearre ADC, posysje sensor ynterface, posysje interpolator, folslein funksjoneel en geskikt foar ferskate servo applikaasjes.

 

Folslein yntegreare servo-driver IC, Trinamic (ADI)

gearfetting

Yn in heech-effisjinsje servosysteem binne hege prestaasjes kontrôlesinjaalferwurking, krekte ynduksjefeedback, stroomfoarsjenning en yntelliginte motoraandrijving ûnmisber. De gearwurking fan apparaten mei hege prestaasjes kin de robot foarsjen fan krekte snelheid en koppelkontrôle dy't direkt reagearret tidens beweging yn realtime.Neist hegere prestaasjes leveret de hege yntegraasje fan elke module ek legere kosten en hegere wurkeffisjinsje.