Sarrera:Roboten industrian, servo-unitatea da ohiko gaia.4.0 Industriaren aldaketa bizkortuarekin, robotaren serbo-unitatea ere berritu da.Egungo robot sistemak gidatzeko sistemak ardatz gehiago kontrolatzeaz gain, funtzio adimentsuagoak lortzeko ere eskatzen du.
Robotikaren industrian, servo unitateak ohiko gaia dira.4.0 Industriaren aldaketa bizkortuarekin, robotaren serbo-unitatea ere berritu da.Egungo robot sistemak gidatzeko sistemak ardatz gehiago kontrolatzeaz gain, funtzio adimentsuagoak lortzeko ere eskatzen du.
Ardatz anitzeko robot industrial baten funtzionamenduko nodo bakoitzean, hiru dimentsiotako magnitude ezberdineko indarrak erabili behar ditu multzoen manipulazioa bezalako lanak burutzeko.Motorrakrobotetan daudepuntu zehatzetan abiadura eta momentu aldakorra emateko gai da, eta kontrolatzaileak ardatz ezberdinetan mugimendua koordinatzeko erabiltzen ditu, kokapen zehatza ahalbidetuz.Robotak manipulazio-lana amaitu ondoren, motorrak momentua murrizten du beso robotikoa hasierako posiziora itzultzen duen bitartean.
Errendimendu handiko kontrol-seinaleen prozesamenduz, indukzio-feedback zehatzez, elikatze-iturriz eta adimenez osatuta dagomotor-eragileak, eraginkortasun handiko serbo sistema hauIa berehalako erantzun sofistikatua ematen du abiadura eta momentuaren kontrol zehatza.
Abiadura handiko denbora errealeko serbo-begizta kontrola: seinaleen prozesatzea eta feedback induktiboa kontrolatzea
Servo-begiztaren abiadura handiko denbora errealeko kontrol digitala egiteko oinarria mikroelektronikako fabrikazio-prozesuaren berritzetik bereizezina da.Elektrizitateko robot motor trifasiko ohikoena adibide gisa hartuta, PWM trifasiko inbertsore batek maiztasun handiko pultsatutako tentsio-uhinak sortzen ditu eta uhin-forma horiek motorraren harilkatu trifasikoetara ateratzen ditu fase independenteetan.Hiru potentzia-seinaleetatik, motor-kargaren aldaketek sumatzen, digitalizatzen eta prozesadore digitalari bidaltzen den korronte-feedbackari eragiten diote.Ondoren, prozesadore digitalak abiadura handiko seinalea prozesatzeko algoritmoak egiten ditu irteera zehazteko.
Hemen prozesadore digitalaren errendimendu handia ez ezik, elikadura hornidurarako diseinu baldintza zorrotzak ere badaude.Ikus dezagun lehenik prozesadorearen zatia.Oinarrizko informatika-abiadurak eguneratze automatizatuen erritmoari eutsi behar dio, eta hori jada ez da arazo bat.Eragiketa kontrolatzeko txip batzukIntegratu A/D bihurgailuak, posizio/abiadura hautemateko biderkagailu kontagailuak, PWM sorgailuak, etab. motor kontrolatzeko beharrezkoak prozesadorearen nukleoarekin, horrek asko laburtzen du serbo kontrol-begiztaren laginketa-denbora eta txip bakarrarekin gauzatzen da.Azelerazio- eta dezelerazio-kontrol automatikoa, engranajeen sinkronizazio-kontrola eta posizioaren, abiaduraren eta korrontearen hiru begizten konpentsazio digitalaren kontrola hartzen ditu.
Kontrol algoritmoak, hala nola, abiadura-aurrerapena, azelerazio-aurrerapena, behe-iragazkia eta sag-iragazkia ere inplementatzen dira txip bakarrean.Prozesadorearen hautaketa ez da hemen errepikatuko.Aurreko artikuluetan, hainbat robot aplikazio aztertu dira, kostu baxuko aplikazioa edo programazio eta algoritmoetarako eskakizun handiak dituen aplikazioa.Dagoeneko aukera asko daude merkatuan.Abantailak desberdinak.
Uneko iritzia ez ezik, beste hautemandako datu batzuk ere bidaltzen dira kontrolagailura, sistemaren tentsioaren eta tenperaturaren aldaketen jarraipena egiteko.Erresoluzio handiko korronte eta tentsio sentsorearen feedbacka beti izan da erronkamotor kontrola.Shunt / Hall sentsore guztien iritzia detektatzea/ sentsore magnetikoak aldi berean onena da, zalantzarik gabe, baina hori oso zorrotza da diseinuan, eta konputazio-potentziari eutsi behar zaio.
Aldi berean, seinalea galtzea eta interferentziak saihesteko, seinalea sentsorearen ertzetik gertu digitalizatzen da.Laginketa-tasa handitzen den heinean, seinaleen desbideratzeak eragindako datu-akats asko daude.Diseinuak aldaketa horiek konpentsatu behar ditu indukzioaren eta algoritmoen doikuntzaren bidez.Horri esker, serbo sistema egonkorra izaten da hainbat baldintzatan.
Servodisko fidagarria eta zehatza: elikadura-hornidura eta motor-unitate adimenduna
Abiadura oso handiko kommutazio funtzioak dituzten elikadura-hornidurak bereizmen handiko kontrol egonkorra duten serbo-kontrol fidagarri eta zehatzarekin.Gaur egun, fabrikatzaile askok potentzia-moduluak integratu dituzte maiztasun handiko materialak erabiliz, diseinatzeko askoz errazagoak direnak.
Etengailu-moduko elikatze-iturriek kontroladoreetan oinarritutako begizta itxiko elikadura-hornidura topologian funtzionatzen dute, eta gehien erabiltzen diren bi etengailu potentzia MOSFETak eta IGBTak dira.Ate kontrolatzaileak ohikoak dira etengailu horien ateetan tentsioa eta korrontea erregulatzen duten etengailu moduko elikadura-iturria erabiltzen duten sistemetan, ON/OFF egoera kontrolatuz.
Etengailu-moduko elikadura-iturri eta inbertsore trifasikoen diseinuan, errendimendu handiko hainbat ate adimendun kontrolatzaile, FET integratuak dituzten kontrolatzaileak eta kontrol-funtzio integratuak dituzten kontrolatzaileak korronte amaigabean sortzen dira.FET integratuaren eta egungo laginketa funtzioaren diseinu integratuak kanpoko osagaien erabilera asko murriztu dezake.PWM eta gaituen konfigurazio logikoak, goiko eta beheko transistoreak eta Hall seinalearen sarrerak diseinuaren malgutasuna asko areagotzen du, eta horrek garapen prozesua errazten du, energia-eraginkortasuna ere hobetzen du.
Servo-kontrolatzaileen IC-ek ere integrazio-maila maximizatzen dute, eta guztiz integratuta dauden serbo-gidari-IC-ek garapen-denbora asko laburtu dezakete serbo-sistemen errendimendu dinamiko bikaina lortzeko.Pre-driver, sentsore, babes-zirkuitu eta potentzia-zubia pakete batean integratzeak energia-kontsumo orokorra eta sistemaren kostua gutxitzen ditu.Hemen zerrendatzen da Trinamic (ADI)-ren erabat integratuta dagoen serbo-gidariaren IC bloke-diagrama, kontrol-funtzio guztiak hardwarean, ADC integratuan, posizio-sentsoreen interfazean, posizio-interpolatzailean, guztiz funtzionala eta serbo aplikazioetarako egokiak dira.
Erabat integratuta dagoen serbo-gidari IC, Trinamic (ADI)
laburpen
Eraginkortasun handiko serbo-sistema batean, errendimendu handiko kontrol-seinaleen prozesamendua, indukzio-feedback zehatza, elikadura-hornidura eta motor adimenduna ezinbestekoak dira.Errendimendu handiko gailuen lankidetzak abiadura eta momentuaren kontrol zehatza eman diezaioke robotari, mugimenduan denbora errealean berehala erantzuten duena.Errendimendu handiagoaz gain, modulu bakoitzaren integrazio handiak kostu txikiagoa eta lan eraginkortasun handiagoa ere eskaintzen ditu.
Argitalpenaren ordua: 2022-10-22