Роботтордогу эффективдүү серво системалары

Роботехника тармагында серво дисктер кадимки тема болуп саналат.Industry 4.0 тездетилген өзгөрүшү менен роботтун серво драйвы да жаңыртылган.Учурдагы робот системасы диск тутумунан көбүрөөк окторду башкарууну гана эмес, ошондой эле акылдуу функцияларга жетишүүнү талап кылат.

Көп октуу өнөр жай роботунун иштөөсүндө ар бир түйүндө, ал коюлган иштетүү сыяктуу тапшырмаларды аткаруу үчүн үч өлчөмдүү ар кандай чоңдуктагы күчтөрдү колдонушу керек. Моторлорроботто бартак чекиттерде өзгөрүлмө ылдамдыкты жана моментти камсыз кыла алат жана контроллер аларды так жайгаштырууга мүмкүнчүлүк берип, ар кандай огу боюнча кыймылды координациялоо үчүн колдонот.Робот башкаруу тапшырмасын аткаргандан кийин, мотор робот колун баштапкы абалына кайтарып, моментти азайтат.

Жогорку өндүрүмдүүлүктөгү башкаруу сигналын иштетүүдөн, так индуктивдүү пикирден, энергия булактарынан жана акылдуумотор кыймылдаткычтары, бул жогорку натыйжалуу серво системасытатаал жакын заматта жооп так ылдамдыгын жана момент башкарууну камсыз кылат.

Реалдуу убакыт режиминде жогорку ылдамдыктагы серво циклды башкаруу — сигналды иштетүүнү жана индуктивдүү пикирди башкаруу

Серво циклин жогорку ылдамдыктагы санариптик реалдуу башкарууну ишке ашыруу үчүн негиз микроэлектрониканын өндүрүш процессин жаңылоодон ажырагыс болуп саналат.Мисал катары эң кеңири таралган үч фазалуу электр менен башкарылган робот моторун алып, PWM үч фазалуу инвертор жогорку жыштыктагы импульстук чыңалуудагы толкун формаларын жаратат жана бул толкун формаларын мотордун үч фазалуу орамдарына көз карандысыз фазаларда чыгарат.Үч кубаттуулук сигналынын ичинен мотор жүктөмүндөгү өзгөрүүлөр сезилип, санариптештирилген жана санарип процессорго жөнөтүлгөн учурдагы пикирге таасир этет.Андан кийин санариптик процессор чыгарууну аныктоо үчүн жогорку ылдамдыктагы сигналды иштетүү алгоритмдерин аткарат.

Бул жерде санариптик процессордун жогорку өндүрүмдүүлүгү гана талап кылынбастан, ошондой эле электр менен камсыздоо үчүн катуу дизайн талаптары бар.Алгач процессордун бөлүгүн карап көрөлү. Негизги эсептөө ылдамдыгы автоматташтырылган жаңыртуулардын темпине шайкеш келиши керек, бул мындан ары көйгөй эмес.Кээ бир операцияны башкаруу чиптерипроцессордун өзөгү менен моторду башкаруу үчүн зарыл болгон A/D конвертерлерин, позицияны/ ылдамдыкты аныктоочу мультипликаторлорду, PWM генераторлорун ж.б. бириктирет, бул серво башкаруу циклинин үлгү алуу убактысын бир топ кыскартат жана бир чип менен ишке ашат. Ал автоматтык ылдамданууну жана жайлоону башкарууну, тиштүү синхрондоштурууну башкарууну жана позициянын, ылдамдыктын жана токтун үч циклинин санариптик компенсациялык башкаруусун кабыл алат.

Ылдамдыкты алдыга жылдыруу, алдыга ылдамдыкты берүү, төмөн өткөргүчтүү чыпкалоо жана чыпкалоо сыяктуу башкаруу алгоритмдери да бир чипте ишке ашырылат.Бул жерде процессорду тандоо кайталанбайт. Мурунку макалаларда ар кандай робот тиркемелери талдоого алынган, мейли бул арзан тиркеме болобу же программалоо жана алгоритмдерге жогорку талаптарды койгон тиркеме болобу. Базарда буга чейин көптөгөн тандоолор бар. Артыкчылыктары башкача.

Системанын чыңалуусунун жана температурасынын өзгөрүшүнө көз салуу үчүн контроллерге учурдагы пикир гана эмес, башка сезилген маалыматтар да жөнөтүлөт. Жогорку чечилиштеги токту жана чыңалууну сезүү боюнча пикир ар дайым көйгөй болуп келгенмотор башкаруу. Бардык шунттар/Холл сенсорлорунун пикирлерин аныктоо/ Магниттик сенсорлор ошол эле учурда эң жакшы, бирок бул дизайнга абдан талап кылат жана эсептөө күчүн сактап калуу керек.

Ошол эле учурда, сигнал жоготууларды жана тоскоолдуктарды болтурбоо үчүн, сигнал сенсордун четине жакын санариптештирилет. Үлгү алуу ылдамдыгы жогорулаган сайын, сигналдын дрейфинен келип чыккан көптөгөн маалымат каталары бар. Дизайн индукция жана алгоритмди тууралоо аркылуу бул өзгөрүүлөрдүн ордун толтуруу керек.Бул ар кандай шарттарда серво системасы туруктуу бойдон калууга мүмкүндүк берет.

Ишенимдүү жана так серво-драйв — электр менен жабдуу жана интеллектуалдык кыймылдаткыч

Туруктуу жогорку резолюциядагы башкаруу кубаттуулугу менен ультра жогорку ылдамдыктагы которуштуруу функциялары менен энергия булактары ишенимдүү жана так серво башкаруу. Учурда көптөгөн өндүрүүчүлөр жогорку жыштыктагы материалдарды колдонуу менен интеграцияланган кубаттуулук модулдарына ээ, аларды долбоорлоо алда канча жеңил.

Которуу режиминдеги кубат булактары контроллерге негизделген жабык циклдик электр менен жабдуу топологиясында иштейт жана көбүнчө колдонулган эки электр өчүргүчтөр - бул MOSFET жана IGBT.Дарбаза драйверлери ON/OFF абалын башкаруу аркылуу бул өчүргүчтөрдүн дарбазаларында чыңалууну жана токту жөнгө салуучу которуштуруу режиминдеги электр булактарын колдонгон системаларда кеңири таралган.

Которуу режиминдеги электр булактарын жана үч фазалуу инверторлорду долбоорлоодо ар кандай жогорку натыйжалуу акылдуу дарбаза драйверлери, орнотулган FETs менен драйверлер жана интегралдык башкаруу функциялары бар драйверлер чексиз агымда пайда болот.Камтылган FETтин комплекстүү дизайны жана учурдагы үлгү алуу функциясы тышкы компоненттерди колдонууну бир топ кыскарта алат. PWM логикалык конфигурациясы жана иштетүү, үстүнкү жана төмөнкү транзисторлор жана Холл сигналынын киргизүүсү дизайндын ийкемдүүлүгүн бир топ жогорулатат, бул иштеп чыгуу процессин жөнөкөйлөтүп гана тим болбостон, энергиянын эффективдүүлүгүн да жакшыртат.

Серво драйверинин IC'лери интеграциянын деңгээлин максималдуу жогорулатат жана толук интеграцияланган серво драйвер ICs серво тутумдардын мыкты динамикалык иштеши үчүн иштеп чыгуу убактысын бир топ кыскарта алат.Алдын ала драйверди, сезгичти, коргоо схемаларын жана электр көпүрөсүн бир пакетке интеграциялоо жалпы энергия керектөөнү жана системанын баасын азайтат.Бул жерде келтирилген Trinamic (ADI) толук интеграцияланган серво драйверинин IC блок диаграммасы, бардык башкаруу функциялары аппараттык камсыздоодо, интеграцияланган ADCде, позиция сенсорунун интерфейсинде, позициянын интерполяторунда, толугу менен иштейт жана ар кандай серво колдонмолоруна ылайыктуу.

 

Толук интеграцияланган серво драйвери IC, Trinamic (ADI)

кыскача

Жогорку эффективдүү серво тутумда жогорку өндүрүмдүүлүктөгү башкаруу сигналын иштетүү, так индукциялык кайтарым байланыш, энергия менен камсыздоо жана акылдуу кыймылдаткычы өтө зарыл. Жогорку өндүрүмдүүлүктөгү түзүлүштөрдүн кызматташуусу роботту так ылдамдыкты жана моментти башкарууну камсыздай алат, ал реалдуу убакытта кыймыл учурунда заматта жооп берет.Жогорку өндүрүмдүүлүктөн тышкары, ар бир модулдун жогорку интеграциясы дагы төмөн бааны жана жумуштун жогорку натыйжалуулугун камсыз кылат.