રોબોટ્સમાં કાર્યક્ષમ સર્વો સિસ્ટમ્સ

રોબોટિક્સ ઉદ્યોગમાં, સર્વો ડ્રાઇવ એ એક સામાન્ય વિષય છે.ઇન્ડસ્ટ્રી 4.0 ના ઝડપી પરિવર્તન સાથે, રોબોટની સર્વો ડ્રાઇવને પણ અપગ્રેડ કરવામાં આવી છે.વર્તમાન રોબોટ સિસ્ટમને માત્ર વધુ અક્ષોને નિયંત્રિત કરવા માટે ડ્રાઇવ સિસ્ટમની જરૂર નથી, પણ વધુ બુદ્ધિશાળી કાર્યો પ્રાપ્ત કરવા માટે પણ જરૂરી છે.

મલ્ટિ-એક્સિસ ઔદ્યોગિક રોબોટના સંચાલનમાં દરેક નોડ પર, તેણે સેટ હેન્ડલિંગ જેવા કાર્યોને પૂર્ણ કરવા માટે ત્રણ પરિમાણોમાં વિવિધ તીવ્રતાના દળોનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે. મોટર્સરોબોટમાં છેચોક્કસ બિંદુઓ પર ચલ ગતિ અને ટોર્ક પ્રદાન કરવામાં સક્ષમ, અને નિયંત્રક તેનો ઉપયોગ વિવિધ અક્ષો સાથે હલનચલનનું સંકલન કરવા, ચોક્કસ સ્થિતિને સક્ષમ કરવા માટે કરે છે.રોબોટ હેન્ડલિંગ કાર્ય પૂર્ણ કરે તે પછી, મોટર રોબોટિક હાથને તેની પ્રારંભિક સ્થિતિમાં પરત કરતી વખતે ટોર્ક ઘટાડે છે.

ઉચ્ચ-પ્રદર્શન નિયંત્રણ સિગ્નલ પ્રોસેસિંગ, ચોક્કસ પ્રેરક પ્રતિસાદ, પાવર સપ્લાય અને બુદ્ધિશાળીમોટર ડ્રાઈવો, આ ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા સર્વો સિસ્ટમઅત્યાધુનિક નજીક-ત્વરિત પ્રતિભાવ ચોક્કસ ગતિ અને ટોર્ક નિયંત્રણ પ્રદાન કરે છે.

હાઇ-સ્પીડ રીઅલ-ટાઇમ સર્વો લૂપ નિયંત્રણ-નિયંત્રણ સિગ્નલ પ્રોસેસિંગ અને પ્રેરક પ્રતિસાદ

સર્વો લૂપના હાઇ-સ્પીડ ડિજિટલ રીઅલ-ટાઇમ નિયંત્રણને સાકાર કરવા માટેનો આધાર માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાના અપગ્રેડિંગથી અવિભાજ્ય છે.સૌથી સામાન્ય થ્રી-ફેઝ ઇલેક્ટ્રિક-ઓપરેટેડ રોબોટ મોટરને ઉદાહરણ તરીકે લેતા, PWM થ્રી-ફેઝ ઇન્વર્ટર ઉચ્ચ-આવર્તન પલ્સ્ડ વોલ્ટેજ વેવફોર્મ્સ જનરેટ કરે છે અને આ વેવફોર્મ્સને મોટરના ત્રણ-તબક્કાના વિન્ડિંગ્સમાં સ્વતંત્ર તબક્કામાં આઉટપુટ કરે છે.ત્રણ પાવર સિગ્નલોમાંથી, મોટર લોડમાં ફેરફાર વર્તમાન પ્રતિસાદને અસર કરે છે જે સેન્સ્ડ, ડિજિટાઇઝ્ડ અને ડિજિટલ પ્રોસેસરને મોકલવામાં આવે છે.ડિજિટલ પ્રોસેસર પછી આઉટપુટ નક્કી કરવા માટે હાઇ-સ્પીડ સિગ્નલ પ્રોસેસિંગ અલ્ગોરિધમ્સ કરે છે.

અહીં માત્ર ડિજિટલ પ્રોસેસરનું ઉચ્ચ પ્રદર્શન જરૂરી નથી, પરંતુ પાવર સપ્લાય માટે કડક ડિઝાઇન આવશ્યકતાઓ પણ છે.ચાલો પહેલા પ્રોસેસરનો ભાગ જોઈએ. કોર કમ્પ્યુટીંગ સ્પીડ ઓટોમેટેડ અપગ્રેડની ગતિ સાથે જ હોવી જોઈએ, જે હવે કોઈ સમસ્યા નથી.કેટલીક ઓપરેશન કંટ્રોલ ચિપ્સપ્રોસેસર કોર સાથે મોટર કંટ્રોલ માટે જરૂરી A/D કન્વર્ટર, પોઝિશન/સ્પીડ ડિટેક્શન મલ્ટીપ્લાયર કાઉન્ટર્સ, PWM જનરેટર્સ વગેરેને એકીકૃત કરો, જે સર્વો કંટ્રોલ લૂપના સેમ્પલિંગ સમયને મોટા પ્રમાણમાં ટૂંકાવે છે અને એક જ ચિપ દ્વારા સાકાર થાય છે. તે સ્વચાલિત પ્રવેગક અને મંદી નિયંત્રણ, ગિયર સિંક્રોનાઇઝેશન નિયંત્રણ અને સ્થિતિ, ઝડપ અને વર્તમાનના ત્રણ લૂપ્સના ડિજિટલ વળતર નિયંત્રણને અપનાવે છે.

નિયંત્રણ અલ્ગોરિધમ્સ જેમ કે વેગ ફીડફોરવર્ડ, એક્સિલરેશન ફીડફોરવર્ડ, લો-પાસ ફિલ્ટરિંગ અને સૅગ ફિલ્ટરિંગ પણ એક જ ચિપ પર લાગુ કરવામાં આવે છે.પ્રોસેસરની પસંદગી અહીં પુનરાવર્તિત થશે નહીં. અગાઉના લેખોમાં, વિવિધ રોબોટ એપ્લિકેશન્સનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું છે, પછી ભલે તે ઓછી કિંમતની એપ્લિકેશન હોય અથવા પ્રોગ્રામિંગ અને અલ્ગોરિધમ્સની ઉચ્ચ આવશ્યકતાઓ ધરાવતી એપ્લિકેશન હોય. બજારમાં પહેલેથી જ ઘણી પસંદગીઓ છે. ફાયદા અલગ છે.

સિસ્ટમ વોલ્ટેજ અને તાપમાનમાં થતા ફેરફારોને ટ્રૅક કરવા માટે માત્ર વર્તમાન પ્રતિસાદ જ નહીં, પરંતુ અન્ય સેન્સ્ડ ડેટા પણ કંટ્રોલરને મોકલવામાં આવે છે. ઉચ્ચ રીઝોલ્યુશન વર્તમાન અને વોલ્ટેજ સેન્સિંગ પ્રતિસાદ હંમેશા એક પડકાર રહ્યો છેમોટર નિયંત્રણ. બધા શન્ટ્સ/હોલ સેન્સરમાંથી પ્રતિસાદ શોધી રહ્યા છીએતે જ સમયે /ચુંબકીય સેન્સર્સ નિઃશંકપણે શ્રેષ્ઠ છે, પરંતુ આ ડિઝાઇન પર ખૂબ જ માંગ છે, અને કમ્પ્યુટિંગ પાવરને ચાલુ રાખવાની જરૂર છે.

તે જ સમયે, સિગ્નલના નુકસાન અને દખલને ટાળવા માટે, સિગ્નલને સેન્સરની ધારની નજીક ડિજિટાઇઝ કરવામાં આવે છે. જેમ જેમ સેમ્પલિંગ રેટ વધે છે, સિગ્નલ ડ્રિફ્ટને કારણે ઘણી બધી ડેટા ભૂલો થાય છે. ડિઝાઇનને ઇન્ડક્શન અને અલ્ગોરિધમ એડજસ્ટમેન્ટ દ્વારા આ ફેરફારોની ભરપાઈ કરવાની જરૂર છે.આ સર્વો સિસ્ટમને વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં સ્થિર રહેવાની મંજૂરી આપે છે.

વિશ્વસનીય અને ચોક્કસ સર્વો ડ્રાઇવ - પાવર સપ્લાય અને બુદ્ધિશાળી મોટર ડ્રાઇવ

સ્થિર હાઇ-રિઝોલ્યુશન કંટ્રોલ પાવર વિશ્વસનીય અને સચોટ સર્વો નિયંત્રણ સાથે અલ્ટ્રા-હાઇ-સ્પીડ સ્વિચિંગ ફંક્શન્સ સાથે પાવર સપ્લાય. હાલમાં, ઘણા ઉત્પાદકોએ ઉચ્ચ-આવર્તન સામગ્રીનો ઉપયોગ કરીને પાવર મોડ્યુલોને સંકલિત કર્યા છે, જે ડિઝાઇન કરવા માટે ખૂબ સરળ છે.

સ્વિચ-મોડ પાવર સપ્લાય કંટ્રોલર-આધારિત બંધ-લૂપ પાવર સપ્લાય ટોપોલોજીમાં કાર્ય કરે છે, અને બે સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા પાવર સ્વીચો પાવર MOSFETs અને IGBTs છે.ગેટ ડ્રાઇવરો એવી સિસ્ટમમાં સામાન્ય છે કે જે સ્વીચ-મોડ પાવર સપ્લાયનો ઉપયોગ કરે છે જે ચાલુ/બંધ સ્થિતિને નિયંત્રિત કરીને આ સ્વીચોના દરવાજા પર વોલ્ટેજ અને પ્રવાહનું નિયમન કરે છે.

સ્વીચ-મોડ પાવર સપ્લાય અને થ્રી-ફેઝ ઇન્વર્ટરની ડિઝાઇનમાં, વિવિધ ઉચ્ચ-પ્રદર્શન સ્માર્ટ ગેટ ડ્રાઇવરો, બિલ્ટ-ઇન FETs સાથેના ડ્રાઇવરો અને સંકલિત નિયંત્રણ કાર્યો સાથેના ડ્રાઇવરો એક અનંત પ્રવાહમાં ઉભરી આવે છે.બિલ્ટ-ઇન FET અને વર્તમાન સેમ્પલિંગ કાર્યની સંકલિત ડિઝાઇન બાહ્ય ઘટકોના ઉપયોગને મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડી શકે છે. PWM નું લોજિક રૂપરેખાંકન અને સક્ષમ, ઉપલા અને નીચલા ટ્રાન્ઝિસ્ટર અને હોલ સિગ્નલ ઇનપુટ ડિઝાઇનની લવચીકતામાં ઘણો વધારો કરે છે, જે માત્ર વિકાસ પ્રક્રિયાને સરળ બનાવે છે, પરંતુ પાવર કાર્યક્ષમતામાં પણ સુધારો કરે છે.

સર્વો ડ્રાઇવર ICs પણ એકીકરણના સ્તરને મહત્તમ કરે છે, અને સંપૂર્ણ રીતે સંકલિત સર્વો ડ્રાઇવર ICs સર્વો સિસ્ટમના ઉત્કૃષ્ટ ગતિશીલ પ્રદર્શન માટે વિકાસ સમયને મોટા પ્રમાણમાં ટૂંકાવી શકે છે.પ્રી-ડ્રાઈવર, સેન્સિંગ, પ્રોટેક્શન સર્કિટ અને પાવર બ્રિજને એક પેકેજમાં એકીકૃત કરવાથી એકંદર વીજ વપરાશ અને સિસ્ટમની કિંમત ઓછી થાય છે.અહીં યાદી થયેલ છે Trinamic (ADI) નું સંપૂર્ણ સંકલિત સર્વો ડ્રાઈવર IC બ્લોક ડાયાગ્રામ, તમામ નિયંત્રણ કાર્યો હાર્ડવેર, સંકલિત ADC, પોઝિશન સેન્સર ઈન્ટરફેસ, પોઝિશન ઈન્ટરપોલેટર, સંપૂર્ણપણે કાર્યાત્મક અને વિવિધ સર્વો એપ્લિકેશનો માટે યોગ્ય છે.

 

સંપૂર્ણ સંકલિત સર્વો ડ્રાઇવર IC, ટ્રિનામિક (ADI)

સારાંશ

ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા સર્વો સિસ્ટમમાં, ઉચ્ચ-પ્રદર્શન નિયંત્રણ સિગ્નલ પ્રોસેસિંગ, ચોક્કસ ઇન્ડક્શન પ્રતિસાદ, પાવર સપ્લાય અને બુદ્ધિશાળી મોટર ડ્રાઇવ અનિવાર્ય છે. ઉચ્ચ-પ્રદર્શન ઉપકરણોનો સહકાર રોબોટને ચોક્કસ ઝડપ અને ટોર્ક નિયંત્રણ પ્રદાન કરી શકે છે જે વાસ્તવિક સમયમાં ગતિ દરમિયાન તરત જ પ્રતિક્રિયા આપે છે.ઉચ્ચ પ્રદર્શન ઉપરાંત, દરેક મોડ્યુલનું ઉચ્ચ એકીકરણ પણ ઓછી કિંમત અને ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા પ્રદાન કરે છે.