Bộ điều khiển chuyển động là một thiết bị điện tử, thường được sử dụng cùng với phần mềm điều khiển chuyển động, được sử dụng để điều khiển robot, công cụ máy CNC và các thiết bị tự động hóa khác để di chuyển hoặc thực hiện các tác vụ khác nhau. Bộ điều khiển chuyển động bao gồm chủ yếu là máy tính và phần cứng liên quan, chẳng hạn như bộ xử lý tín hiệu số (DSP) và bộ chuyển đổi tương tự/kỹ thuật số (ADC) và giao tiếp với các thiết bị như động cơ servo, ổ đĩa và cảm biến trong hệ thống điều khiển chuyển động.
Bộ điều khiển chuyển động được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong các hệ thống điều khiển AC servo và đa trục. Nó có thể sử dụng đầy đủ các tài nguyên tính toán để giúp người dùng lập kế hoạch quỹ đạo, thực hiện các chuyển động được xác định trước và thực hiện kiểm soát servo có độ chính xác cao.
Sự phát triển của công nghệ điều khiển chuyển động là giai điệu của sự phát triển của tự động hóa sản xuất và công nghệ chính để thúc đẩy cuộc cách mạng công nghiệp mới. Điều khiển chuyển động thường đề cập đến việc chuyển đổi hệ thống điều khiển được xác định trước và các hướng dẫn thiết kế thành chuyển động cơ học mong muốn trong các điều kiện phức tạp cho vị trí chính xác, vận tốc, gia tốc, mô -men xoắn hoặc điều khiển lực.
Bộ điều khiển chuyển động là bộ điều khiển đặc biệt được sử dụng để điều khiển chế độ hoạt động của động cơ: ví dụ, động cơ được điều khiển bởi một công tắc AC thông qua một công tắc va chạm, kéo động cơ đến một vị trí được chỉ định và sau đó thả nó xuống hoặc một rơle thời gian được sử dụng để điều khiển quay lại của động cơ, hoặc để dừng động cơ một lúc. Điều khiển chuyển động tinh vi hơn trong các công cụ máy robot và CNC so với các máy chuyên dụng, có các dạng chuyển động đơn giản hơn và thường được gọi là điều khiển chuyển động đa năng.
Tùy thuộc vào nguồn năng lượng, điều khiển chuyển động có thể được phân loại chủ yếu thành điều khiển chuyển động điện bằng cách sử dụng động cơ điện làm nguồn năng lượng, điều khiển khí-lỏng sử dụng khí và chất lỏng làm nguồn năng lượng và điều khiển động cơ nhiệt sử dụng nhiên liệu (than, dầu, v.v.) làm nguồn năng lượng. Theo thống kê, hơn 90% điện đến từ động cơ điện. Động cơ điện đóng một vai trò rất quan trọng trong sản xuất hiện đại và cuộc sống hàng ngày, vì vậy điều khiển chuyển động điện được sử dụng phổ biến nhất trong các bộ điều khiển chuyển động này.
Điều khiển chuyển động điện phát triển từ việc sử dụng động cơ điện và động cơ điện là một thuật ngữ chung cho các hệ thống điều khiển cho động cơ điện. Có nhiều loại hệ thống điều khiển chuyển động, nhưng theo quan điểm cơ bản, thiết bị điển hình của hệ thống điều khiển chuyển động hiện đại bao gồm chủ yếu là siêu máy tính, bộ điều khiển chuyển động, trình điều khiển nguồn, động cơ, bộ truyền động và thiết bị phản hồi điều khiển chuyển động. Bộ điều khiển chuyển động là một bộ điều khiển với bộ điều khiển tập trung tại lõi của nó, cảm biến của nó là một phần tử phát hiện tín hiệu, và bộ phận động cơ hoặc bộ truyền động và đơn vị hiệu suất của nó là bộ điều khiển.
Mẫu điều khiển điều khiển chuyển động
Điều khiển chuyển động điểm-điểm:
Đó là, chỉ có một yêu cầu để thực hiện vị trí mà không liên quan đến các quy trình hoặc quỹ đạo trung gian. Một bộ điều khiển chuyển động thích hợp nên nhanh chóng định vị tốc độ và áp dụng các chiến lược kiểm soát tăng tốc và giảm tốc khác nhau trong các giai đoạn tăng tốc và giảm tốc của chuyển động.
Ở tốc độ được đặt trong chuyển động gia tốc nhanh của hệ thống, thông thường tăng sự gia cố và gia tốc của hệ thống và áp dụng các điều chỉnh giảm tốc đường cong S vào cuối quá trình giảm tốc. Để tránh rung sau khi hệ thống được cài đặt, giá trị của hệ thống được thiết kế để giảm theo. Do đó, các bộ điều khiển chuyển động điểm thường có khả năng kiểm soát các thay đổi tham số và thay đổi cấu hình giảm tốc trong mạng.
Điều khiển chuyển động liên tục để lăn giấy:
Loại điều khiển này, còn được gọi là điều khiển đường viền, chủ yếu được sử dụng để điều khiển đường viền chuyển động trong các CNC thông thường và các hệ thống cắt. Bộ điều khiển chuyển động tương ứng phải giải quyết vấn đề làm thế nào để đảm bảo độ chính xác của hệ thống trong việc sửa đổi đường viền và làm thế nào để giữ cho tốc độ tiếp tuyến không đổi khi công cụ di chuyển dọc theo đường viền ở tốc độ cao. Để xử lý các phân khúc nhỏ, chương trình có một số chức năng xử lý trước.
Điều khiển chuyển động đồng bộ:
Đề cập đến điều khiển chuyển động hợp tác đa trục, có thể đồng bộ hóa nhiều trục trong suốt quá trình chuyển động hoặc đồng bộ hóa tốc độ cục bộ trong quá trình chuyển động. Nó chủ yếu được sử dụng để kiểm soát hệ thống và yêu cầu truyền điện tử và các chức năng mỏ điện tử. Các ngành công nghiệp bao gồm nhuộm, in, giấy, lăn thép và cắt đồng bộ. Điều khiển công suất thích ứng thường được sử dụng trong thuật toán điều khiển của bộ điều khiển chuyển động tương ứng. Bằng cách tự động điều chỉnh cường độ và pha của các biến điều chỉnh, nó đảm bảo rằng hàm điều khiển đầu ra tăng có độ lớn bằng nhiễu nhưng ngược lại trong pha, loại bỏ các nhiễu định kỳ và đảm bảo kiểm soát hệ thống đồng bộ.
Nói cách khác, bộ điều khiển chuyển động được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong các hệ thống điều khiển AC servo và đa trục. Nó có thể hoàn toàn sử dụng các tài nguyên máy tính để tạo điều kiện cho người dùng nhận ra lập kế hoạch đường dẫn chuyển động, thực hiện các hành động được xác định trước và nhận ra điều khiển servo có độ chính xác cao. Sự kết hợp giữa công nghệ điều khiển chuyển động và công nghệ AC Servo Drive thúc đẩy sự phát triển liên tục của công nghệ cơ điện ở Trung Quốc.
Bộ điều khiển chuyển động có những lợi thế sau:
Độ chính xác cao: Nó có thể nhận ra kiểm soát vị trí rất chính xác, cũng như kiểm soát gia tốc và tốc độ.
Tính linh hoạt cao: Có thể được lập trình tự do để thích ứng với các môi trường tự động hóa khác nhau.
Độ tin cậy cao: Độ tin cậy của bộ điều khiển chuyển động có thể được đảm bảo tốt hơn bằng cách giám sát và các vòng điều khiển phản hồi.
Vai trò của bộ điều khiển chuyển động
Bộ điều khiển chuyển động có thể được sử dụng trong một loạt các thiết bị tự động hóa, ví dụ:
Robot công nghiệp:Bộ điều khiển chuyển động có thể kiểm soát cánh tay robot để hoàn thành nhiều nhiệm vụ khác nhau, chẳng hạn như gia công, lắp ráp và hàn.
Máy công cụ máy CNC:Họ có thể kiểm soát chính xác vị trí và tốc độ của máy công cụ để đạt được các quy trình gia công hiệu quả.
Thiết bị y tế:Có thể được áp dụng cho máy quét y tế, thiết bị xạ trị, vv để cải thiện độ chính xác và ổn định của thiết bị y tế.
Dây chuyền sản xuất tự động, v.v.:Từ dây đai băng tải đến kệ được tải với việc sử dụng bộ điều khiển chuyển động để di chuyển các gói hoặc hàng hóa trơn tru và nhanh chóng
Thiết bị tự động hóa khác:chẳng hạn như máy bay không người lái, phương tiện hậu cần trong ngành công nghiệp ô tô, hệ thống sản xuất bán dẫn, v.v.