運動控制詳解,看一看你不會虧。
作為一個工控人,經常都會說到運動操控。那么,在工業操控與自動化范疇中,運動操控究竟指的是什么呢?
運動操控首要分兩個方向,一個是運動操控,一般用于機械范疇;另一個就是進程操控,一般運用于化工范疇。而運動操控指的是一種起源于前期的臺達伺服系統,依據電動機的操控,以完結物體對角位移、轉矩、轉速等等物理量改變的操控。
電機操控與運動操控
在上面的界說中,有說到電機操控,但電機操控和運動操控是不同的。
從重視點來說,電機操控(這里指臺達伺服電機)首要重視的是操控單個電機的轉距、速度、方位中的一個或多個參數到達給定值。而運動操控首要重視點在于和諧多個電機,完結的運動(組成軌道、組成速度),比較著重軌道規劃、速度規劃、運動學變換;比方數控機
床里邊要和諧XYZ軸電機,完結插補動作。電機操控常常作為運動操控系統的一個環節(一般是電流環,作業在力矩方式下),更著重于對電機的操控,一般包含方位操控、速度
操控、轉矩操控三個操控環,一般沒有規劃的才能(有部分驅動器有簡略的方位和速度規劃才能);
運動操控往往是針對產品而言的,包含機械、軟件、電氣等模塊,例如機器人、無人機、運動渠道等等,是對機械運動部件的方位、速度等進行實時的操控辦理,使其依照預期的運動軌道和規則的運動參數進行運動的一種操控。
兩者有部分內容是重合的:方位環/速度環/轉距環能夠在電機的驅動器中完結,也能夠在運動控制器中完結,因而兩個歸于簡略混雜。
根本架構組成
一個運動操控系統的根本架構組成包含:
運動控制器:用以生成軌道點(希望輸出)和閉合方位反應環。許多操控器也能夠在內部閉合一個速度環。
運動控制器首要分為三類,分別是PC-Based、專用操控器、PLC。其間PC-Based運動控制器在電子、EMS等職業被廣泛運用;專用操
控器的代表職業是風電、光伏、機器人、成型機械等等;PLC則在橡膠、汽車、冶金等職業備受喜愛。
驅動或放大器:用以將來自運動控制器的操控信號(一般是速度或扭矩信號)變換為更高功率的電流或電壓信號。更為*的智能化驅動能夠本身閉合方位環和速度環,以獲得更精確的操控。
履行器:如液壓泵、氣缸、線性履行機或電機,用以輸出運動。
反應傳感器:如光電編碼器、旋轉變壓器或霍爾效應設備等,用以反應履行器的方位到方位操控器,以完結和方位操控環的閉合。
很多機械部件用以將履行器的運動方式變換為希望的運動方式,它包含齒輪箱、軸、滾珠絲杠、齒形帶、聯軸器以及線性和旋轉軸承。
從運動控制器看運動操控
運動操控的出現更加促進機電操控的解決方案,比方曾經凸輪和齒輪都需求機械結構完結,現在能夠運用電子凸輪、電子齒輪來完結,消除了機械完結進程的回程、沖突和磨損等。
老練的運動操控產品不僅僅需求供給路徑規劃、前瞻操控、運動和諧、插補、運動學正逆解和驅動電機的指令輸出等,還需求具有工程裝備軟件(如SIMOTION的SCOUT)、語法解說器(不僅是指自己的言語,而且包含IEC-61131-3的PLC言語支撐)、簡略的PLC功用、PID操控算法完結、HMI交互接口、故障診斷接口,高檔的運動控制器還能夠完結安全操控等。
運動操控之開展趨勢
依據MarketsandMarkets發布的商場研究報告,2022年運動操控商場(包含零配件:溝通電機、電機、運動控制器、溝通驅動器、電子驅動器;運用:包裝、資料處理、金屬加工、變換、定位)估計將到達228.4億美元,在2016年和2022年期間以5.5%的年復合添加率添加。
就運動控制器來說,跟著職業運用的擴展,我國運動操控商場逐步老練,在機床、雕刻機、半導體、工業機器人、EMS、物料轉移等大都下流機械職業均獲得不錯的開展。尤其在鋰電池、工業機器人、半導體、EMS等職業,歐美和日本運動操控廠商體現杰出,具有較強的綜合競賽優勢。
因為運動操控的方針,是要完結生產線流程制作產品,在中心的運動操控進程,其實并不是最最重要,反而是如何能正確實時的到達要求,才是最重要的功用;加上現在各種產品精密度要求愈來愈高,對制程要求也愈來愈苛刻,而運動操控考究實時與精準,要到達化,
就得整合各種相關技能,這樣的整合被視為難度的操控技能。專用操控器在一段時間內仍將是工業機器人職業首要的運動控制器類型。半導體職業PC-Based運動操控商場開展穩定,增速在17%左右。物流職業對機器視覺功用的需求添加,導致PC-Based份額也逐步添加。在傳統印刷機械上仍然以PLC運動控制器為主,PC-Based運動控制器的運用剛剛起步,在新式的數碼印刷機械上運用較多,未來將小幅添加。據專家分析猜測,未來幾年運動控制器的商場需求將會越來越大,你做好預備了嗎?
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