ეფექტური სერვო სისტემები რობოტებში

რობოტების ინდუსტრიაში სერვო დისკები ჩვეულებრივი თემაა.Industry 4.0-ის დაჩქარებული ცვლილებით, რობოტის სერვოდისკი ასევე განახლდა.ამჟამინდელი რობოტის სისტემა არა მხოლოდ მოითხოვს ამძრავის სისტემას მეტი ღერძის კონტროლის, არამედ უფრო ინტელექტუალური ფუნქციების მიღწევასაც.

მრავალღერძიანი სამრეწველო რობოტის მუშაობის თითოეულ კვანძში, მან უნდა გამოიყენოს სხვადასხვა სიდიდის ძალები სამ განზომილებაში ისეთი ამოცანების შესასრულებლად, როგორიცაა კომპლექტის მართვა. ძრავებირობოტში არიანშეუძლია უზრუნველყოს ცვლადი სიჩქარე და ბრუნვა ზუსტ წერტილებში და კონტროლერი იყენებს მათ მოძრაობის კოორდინაციისთვის სხვადასხვა ღერძების გასწვრივ, რაც საშუალებას იძლევა ზუსტი პოზიციონირება.მას შემდეგ, რაც რობოტი დაასრულებს დამუშავების დავალებას, ძრავა ამცირებს ბრუნვის მომენტს, ხოლო რობოტის მკლავს საწყის მდგომარეობაში აბრუნებს.

შედგება მაღალი ხარისხის კონტროლის სიგნალის დამუშავებისგან, ზუსტი ინდუქციური გამოხმაურებისგან, კვების წყაროებიდან და ინტელექტუალურიძრავის დისკები, ეს მაღალი ეფექტურობის სერვო სისტემაუზრუნველყოფს დახვეწილ თითქმის მყისიერ რეაგირებას ზუსტი სიჩქარისა და ბრუნვის კონტროლს.

რეალურ დროში მაღალსიჩქარიანი სერვო მარყუჟის კონტროლი - სიგნალის დამუშავება და ინდუქციური გამოხმაურება

სერვო მარყუჟის მაღალსიჩქარიანი ციფრული რეალურ დროში კონტროლის განხორციელების საფუძველი განუყოფელია მიკროელექტრონული წარმოების პროცესის განახლებისგან.მაგალითად, ყველაზე გავრცელებული სამფაზიანი ელექტრომოძრავი რობოტის ძრავა, PWM სამფაზიანი ინვერტორი წარმოქმნის მაღალი სიხშირის პულსირებული ძაბვის ტალღის ფორმებს და აწვდის ამ ტალღის ფორმებს ძრავის სამფაზიან გრაგნილებში დამოუკიდებელ ფაზებში.სიმძლავრის სამი სიგნალიდან, ძრავის დატვირთვის ცვლილებები გავლენას ახდენს მიმდინარე უკუკავშირზე, რომელიც შეიგრძნობა, ციფრულია და იგზავნება ციფრულ პროცესორზე.ციფრული პროცესორი შემდეგ ახორციელებს მაღალსიჩქარიანი სიგნალის დამუშავების ალგორითმებს გამოსავლის დასადგენად.

აქ არა მხოლოდ ციფრული პროცესორის მაღალი შესრულებაა საჭირო, არამედ არის მკაცრი დიზაინის მოთხოვნები ელექტრომომარაგებისთვის.მოდით შევხედოთ პროცესორის ნაწილს ჯერ. ძირითადი გამოთვლითი სიჩქარე უნდა შეესაბამებოდეს ავტომატური განახლებების ტემპს, რაც აღარ არის პრობლემა.ოპერაციის კონტროლის ზოგიერთი ჩიპიინტეგრირება A/D გადამყვანები, პოზიციის/სიჩქარის გამოვლენის მრიცხველები, PWM გენერატორები და ა.შ., რომლებიც აუცილებელია ძრავის კონტროლისთვის პროცესორის ბირთვთან, რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს სერვო კონტროლის მარყუჟის შერჩევის დროს და რეალიზდება ერთი ჩიპით. იგი იღებს ავტომატურ აჩქარებისა და შენელების კონტროლს, სიჩქარის სინქრონიზაციის კონტროლს და პოზიციის, სიჩქარისა და დენის სამი მარყუჟის ციფრული კომპენსაციის კონტროლს.

კონტროლის ალგორითმები, როგორიცაა სიჩქარის წინსვლა, აჩქარების წინსვლა, დაბალგამტარი ფილტრაცია და დახრილობის ფილტრაცია ასევე დანერგილია ერთ ჩიპზე.აქ პროცესორის შერჩევა აღარ განმეორდება. წინა სტატიებში გაანალიზებულია სხვადასხვა რობოტის აპლიკაცია, იქნება ეს დაბალფასიანი აპლიკაცია თუ პროგრამირებისა და ალგორითმების მაღალი მოთხოვნების მქონე აპლიკაცია. ბაზარზე უკვე ბევრი არჩევანია. უპირატესობები განსხვავებულია.

არა მხოლოდ მიმდინარე გამოხმაურება, არამედ სხვა სენსორული მონაცემებიც ეგზავნება კონტროლერს სისტემის ძაბვისა და ტემპერატურის ცვლილებების დასაკვირვებლად. მაღალი გარჩევადობის დენის და ძაბვის სენსორული გამოხმაურება ყოველთვის იყო გამოწვევაძრავის კონტროლი. უკუკავშირის გამოვლენა ყველა შუნტიდან/ჰოლის სენსორებიდან/მაგნიტური სენსორები ამავდროულად უდავოდ საუკეთესოა, მაგრამ ეს ძალიან მოთხოვნადია დიზაინზე და გამოთვლითი სიმძლავრე უნდა შენარჩუნდეს.

ამავდროულად, სიგნალის დაკარგვისა და ჩარევის თავიდან ასაცილებლად, სიგნალი ციფრულია სენსორის კიდესთან. შერჩევის სიჩქარის მატებასთან ერთად, არსებობს მრავალი მონაცემთა შეცდომა, რომელიც გამოწვეულია სიგნალის დრიფტით. დიზაინს სჭირდება ამ ცვლილებების კომპენსირება ინდუქციისა და ალგორითმის კორექტირების გზით.ეს საშუალებას აძლევს სერვო სისტემას დარჩეს სტაბილური სხვადასხვა პირობებში.

საიმედო და ზუსტი სერვო დრაივი - კვების წყარო და ინტელექტუალური ძრავის წამყვანი

კვების წყაროები ულტრა მაღალი სიჩქარით გადართვის ფუნქციებით სტაბილური მაღალი გარჩევადობის კონტროლის სიმძლავრით საიმედო და ზუსტი სერვო კონტროლით. ამჟამად, ბევრ მწარმოებელს აქვს ინტეგრირებული დენის მოდულები მაღალი სიხშირის მასალების გამოყენებით, რომელთა დიზაინი ბევრად უფრო ადვილია.

გადამრთველი რეჟიმის კვების წყაროები ფუნქციონირებს კონტროლერზე დაფუძნებული დახურული მარყუჟის ელექტრომომარაგების ტოპოლოგიაში და ორი ხშირად გამოყენებული დენის ჩამრთველია დენის MOSFET და IGBT.კარიბჭის დრაივერები გავრცელებულია სისტემებში, რომლებიც იყენებენ გადართვის რეჟიმის კვების წყაროებს, რომლებიც არეგულირებენ ძაბვას და დენს ამ კონცენტრატორების კარიბჭეებზე ჩართვა/გამორთვის მდგომარეობის კონტროლით.

გადამრთველი რეჟიმის კვების წყაროებისა და სამფაზიანი ინვერტორების დიზაინში, უსასრულო ნაკადში ჩნდება სხვადასხვა მაღალი ხარისხის ჭკვიანი კარიბჭის დრაივერი, დრაივერები ჩაშენებული FET-ებით და დრაივერები ინტეგრირებული კონტროლის ფუნქციებით.ჩაშენებული FET-ისა და მიმდინარე შერჩევის ფუნქციის ინტეგრირებულმა დიზაინმა შეიძლება მნიშვნელოვნად შეამციროს გარე კომპონენტების გამოყენება. PWM და ჩართვის ლოგიკური კონფიგურაცია, ზედა და ქვედა ტრანზისტორები და ჰოლის სიგნალის შეყვანა მნიშვნელოვნად ზრდის დიზაინის მოქნილობას, რაც არა მხოლოდ ამარტივებს განვითარების პროცესს, არამედ აუმჯობესებს ენერგიის ეფექტურობას.

სერვო დრაივერის IC-ები ასევე აძლიერებენ ინტეგრაციის დონეს და სრულად ინტეგრირებულ სერვო დრაივერის IC-ებს შეუძლიათ მნიშვნელოვნად შეამცირონ განვითარების დრო სერვო სისტემების შესანიშნავი დინამიური მუშაობისთვის.წინამძღოლის, სენსორული, დამცავი სქემების და დენის ხიდის ერთ პაკეტში ინტეგრირება ამცირებს ენერგიის საერთო მოხმარებას და სისტემის ღირებულებას.აქ ჩამოთვლილია Trinamic (ADI) სრულად ინტეგრირებული სერვო დრაივერის IC ბლოკის დიაგრამა, ყველა საკონტროლო ფუნქცია დანერგილია აპარატურაში, ინტეგრირებულ ADC-ში, პოზიციის სენსორის ინტერფეისში, პოზიციის ინტერპოლატორში, სრულად ფუნქციონალური და შესაფერისია სხვადასხვა სერვო აპლიკაციებისთვის.

 

სრულად ინტეგრირებული სერვო დრაივერის IC, Trinamic (ADI)

შეჯამება

მაღალი ეფექტურობის სერვო სისტემაში, მაღალი ხარისხის კონტროლის სიგნალის დამუშავება, ზუსტი ინდუქციური გამოხმაურება, ელექტრომომარაგება და ინტელექტუალური ძრავის დრაივი შეუცვლელია. მაღალი ხარისხის მოწყობილობების თანამშრომლობით რობოტს შეუძლია უზრუნველყოს ზუსტი სიჩქარისა და ბრუნვის კონტროლი, რომელიც რეაგირებს მომენტალურად მოძრაობის დროს რეალურ დროში.უფრო მაღალი შესრულების გარდა, თითოეული მოდულის მაღალი ინტეგრაცია ასევე უზრუნველყოფს დაბალ ღირებულებას და მუშაობის უფრო მაღალ ეფექტურობას.