Sistem Servo yang Cekap dalam Robot

Dalam industri robotik, pemacu servo adalah topik biasa.Dengan perubahan pesat Industri 4.0, pemacu servo robot juga telah dinaik taraf.Sistem robot semasa bukan sahaja memerlukan sistem pemacu untuk mengawal lebih banyak paksi, tetapi juga untuk mencapai fungsi yang lebih pintar.

Pada setiap nod dalam pengendalian robot industri berbilang paksi, ia mesti menggunakan daya yang berbeza magnitud dalam tiga dimensi untuk menyelesaikan tugas seperti pengendalian set. Motor-motor itudalam robot adalahmampu memberikan kelajuan dan tork yang berubah-ubah pada titik yang tepat, dan pengawal menggunakannya untuk menyelaraskan pergerakan di sepanjang paksi yang berbeza, membolehkan kedudukan yang tepat.Selepas robot menyelesaikan tugas pengendalian, motor mengurangkan tork sambil mengembalikan lengan robot ke kedudukan asalnya.

Terdiri daripada pemprosesan isyarat kawalan berprestasi tinggi, maklum balas induktif yang tepat, bekalan kuasa dan pintarpemacu motor, sistem servo berkecekapan tinggi inimemberikan tindak balas hampir serta-merta yang canggih, kelajuan tepat dan kawalan tork.

Kawalan gelung servo masa nyata berkelajuan tinggi—kawalan pemprosesan isyarat dan maklum balas induktif

Asas untuk merealisasikan kawalan masa nyata digital berkelajuan tinggi bagi gelung servo tidak dapat dipisahkan daripada peningkatan proses pembuatan mikroelektronik.Mengambil motor robot kendalian elektrik tiga fasa yang paling biasa sebagai contoh, penyongsang tiga fasa PWM menjana bentuk gelombang voltan berdenyut frekuensi tinggi dan mengeluarkan bentuk gelombang ini ke dalam belitan tiga fasa motor dalam fasa bebas.Daripada tiga isyarat kuasa, perubahan dalam beban motor mempengaruhi maklum balas semasa yang dirasai, didigitalkan dan dihantar ke pemproses digital.Pemproses digital kemudian melakukan algoritma pemprosesan isyarat berkelajuan tinggi untuk menentukan output.

Bukan sahaja prestasi tinggi pemproses digital diperlukan di sini, tetapi terdapat juga keperluan reka bentuk yang ketat untuk bekalan kuasa.Mari kita lihat bahagian pemproses terlebih dahulu. Kelajuan pengkomputeran teras mesti bersaing dengan kadar peningkatan automatik, yang tidak lagi menjadi masalah.Beberapa cip kawalan operasimenyepadukan penukar A/D, pembilang pengganda pengesanan kedudukan/kelajuan, penjana PWM, dsb. yang diperlukan untuk kawalan motor dengan teras pemproses, yang memendekkan masa pensampelan gelung kawalan servo dan direalisasikan oleh satu cip. Ia menggunakan kawalan pecutan dan nyahpecutan automatik, kawalan penyegerakan gear, dan kawalan pampasan digital bagi tiga gelung kedudukan, kelajuan dan arus.

Algoritma kawalan seperti suapan halaju ke hadapan, suapan pecutan ke hadapan, penapisan laluan rendah dan penapisan kendur juga dilaksanakan pada satu cip.Pemilihan pemproses tidak akan diulang di sini. Dalam artikel sebelum ini, pelbagai aplikasi robot telah dianalisis, sama ada aplikasi kos rendah atau aplikasi yang mempunyai keperluan tinggi untuk pengaturcaraan dan algoritma. Sudah banyak pilihan di pasaran. Kelebihan berbeza.

Bukan sahaja maklum balas semasa, tetapi data deria lain juga dihantar kepada pengawal untuk mengesan perubahan dalam voltan dan suhu sistem. Maklum balas pengesan arus dan voltan resolusi tinggi sentiasa menjadi cabarankawalan motor. Mengesan maklum balas daripada semua penderia shunt/Hall/penderia magnet pada masa yang sama sudah pasti yang terbaik, tetapi ini sangat menuntut pada reka bentuk, dan kuasa pengkomputeran perlu bersaing.

Pada masa yang sama, untuk mengelakkan kehilangan isyarat dan gangguan, isyarat didigitalkan berhampiran tepi sensor. Apabila kadar pensampelan meningkat, terdapat banyak ralat data yang disebabkan oleh hanyutan isyarat. Reka bentuk perlu mengimbangi perubahan ini melalui induksi dan pelarasan algoritma.Ini membolehkan sistem servo kekal stabil dalam pelbagai keadaan.

Pemacu servo yang boleh dipercayai dan tepat—bekalan kuasa dan pemacu motor pintar

Bekalan kuasa dengan fungsi pensuisan berkelajuan ultra tinggi dengan kuasa kawalan resolusi tinggi yang stabil dan kawalan servo yang boleh dipercayai dan tepat. Pada masa ini, banyak pengeluar telah menyepadukan modul kuasa menggunakan bahan frekuensi tinggi, yang lebih mudah untuk mereka bentuk.

Bekalan kuasa mod suis beroperasi dalam topologi bekalan kuasa gelung tertutup berasaskan pengawal, dan dua suis kuasa yang biasa digunakan ialah MOSFET kuasa dan IGBT.Pemacu pagar adalah perkara biasa dalam sistem yang menggunakan bekalan kuasa mod suis yang mengawal voltan dan arus pada pintu suis ini dengan mengawal keadaan ON/OFF.

Dalam reka bentuk bekalan kuasa mod suis dan penyongsang tiga fasa, pelbagai pemacu pintu pintar berprestasi tinggi, pemacu dengan FET terbina dalam dan pemacu dengan fungsi kawalan bersepadu muncul dalam aliran yang tidak berkesudahan.Reka bentuk bersepadu FET terbina dalam dan fungsi pensampelan semasa boleh mengurangkan penggunaan komponen luaran. Konfigurasi logik PWM dan membolehkan, transistor atas dan bawah, dan input isyarat Hall sangat meningkatkan fleksibiliti reka bentuk, yang bukan sahaja memudahkan proses pembangunan, tetapi juga meningkatkan Kecekapan Kuasa.

IC pemacu servo juga memaksimumkan tahap penyepaduan, dan IC pemacu servo bersepadu sepenuhnya boleh memendekkan masa pembangunan untuk prestasi dinamik cemerlang sistem servo.Mengintegrasikan pra-pemacu, penderiaan, litar perlindungan dan jambatan kuasa ke dalam satu pakej meminimumkan penggunaan kuasa keseluruhan dan kos sistem.Disenaraikan di sini ialah gambarajah blok IC pemacu servo bersepadu sepenuhnya Trinamic (ADI), semua fungsi kawalan dilaksanakan dalam perkakasan, ADC bersepadu, antara muka penderia kedudukan, interpolator kedudukan, berfungsi sepenuhnya dan sesuai untuk pelbagai aplikasi servo.

 

IC pemacu servo bersepadu sepenuhnya, Trinamic (ADI)

ringkasan

Dalam sistem servo berkecekapan tinggi, pemprosesan isyarat kawalan berprestasi tinggi, maklum balas induksi yang tepat, bekalan kuasa dan pemacu motor pintar adalah amat diperlukan. Kerjasama peranti berprestasi tinggi boleh menyediakan robot dengan kawalan kelajuan dan tork yang tepat yang bertindak balas serta-merta semasa pergerakan dalam masa nyata.Selain prestasi yang lebih tinggi, integrasi tinggi setiap modul juga memberikan kos yang lebih rendah dan kecekapan kerja yang lebih tinggi.