Mahusay na Servo System sa Mga Robot

Sa industriya ng robotics, ang mga servo drive ay isang karaniwang paksa.Sa pinabilis na pagbabago ng Industry 4.0, ang servo drive ng robot ay na-upgrade din.Ang kasalukuyang sistema ng robot ay hindi lamang nangangailangan ng sistema ng pagmamaneho upang makontrol ang higit pang mga palakol, ngunit upang makamit din ang mas matalinong mga pag-andar.

Sa bawat node sa pagpapatakbo ng isang multi-axis na pang-industriyang robot, dapat itong gumamit ng mga puwersa ng iba't ibang magnitude sa tatlong dimensyon upang makumpleto ang mga gawain tulad ng set handling.Ang mga motorsa robot aymakapagbibigay ng variable na bilis at torque sa mga tumpak na punto, at ginagamit ng controller ang mga ito upang i-coordinate ang paggalaw sa iba't ibang axes, na nagbibigay-daan sa tumpak na pagpoposisyon.Matapos makumpleto ng robot ang gawain sa paghawak, binabawasan ng motor ang torque habang ibinabalik ang robotic arm sa paunang posisyon nito.

Binubuo ng high-performance control signal processing, precise inductive feedback, power supply, at intelligentmga motor drive, itong high-efficiency servo systemnagbibigay ng sopistikadong malapit-madaliang pagtugon ng tumpak na bilis at kontrol ng metalikang kuwintas.

High-speed real-time na servo loop control—control signal processing at inductive feedback

Ang batayan para sa pagsasakatuparan ng high-speed digital real-time na kontrol ng servo loop ay hindi mapaghihiwalay mula sa pag-upgrade ng proseso ng pagmamanupaktura ng microelectronics.Isinasaalang-alang ang pinakakaraniwang three-phase electric-operated robot motor bilang isang halimbawa, ang isang PWM three-phase inverter ay bumubuo ng mga high-frequency pulsed voltage waveform at naglalabas ng mga waveform na ito sa mga three-phase windings ng motor sa mga independiyenteng phase.Sa tatlong power signal, ang mga pagbabago sa load ng motor ay nakakaapekto sa kasalukuyang feedback na nadarama, na-digitize, at ipinadala sa digital processor.Ang digital processor ay nagsasagawa ng high-speed signal processing algorithm upang matukoy ang output.

Hindi lamang ang mataas na pagganap ng digital processor ang kailangan dito, ngunit mayroon ding mga mahigpit na kinakailangan sa disenyo para sa power supply.Tingnan muna natin ang bahagi ng processor.Ang bilis ng core computing ay dapat na makasabay sa bilis ng mga awtomatikong pag-upgrade, na hindi na isang problema.Ilang operation control chipsisama ang mga A/D converter, position/speed detection multiplier counter, PWM generators, atbp. na kinakailangan para sa kontrol ng motor gamit ang core ng processor, na lubos na nagpapaikli sa oras ng sampling ng servo control loop at natanto ng isang chip.Ito ay gumagamit ng awtomatikong acceleration at deceleration control, gear synchronization control, at digital compensation control ng tatlong loops ng posisyon, bilis at kasalukuyang.

Ang mga control algorithm tulad ng velocity feedforward, acceleration feedforward, low-pass filtering, at sag filtering ay ipinapatupad din sa isang chip.Ang pagpili ng processor ay hindi mauulit dito.Sa mga nakaraang artikulo, nasuri ang iba't ibang mga application ng robot, kung ito ay isang murang aplikasyon o isang application na may mataas na kinakailangan para sa programming at algorithm.Mayroon nang maraming mga pagpipilian sa merkado.Iba-iba ang mga pakinabang.

Hindi lamang ang kasalukuyang feedback, ngunit ang iba pang nadama na data ay ipinapadala din sa controller upang subaybayan ang mga pagbabago sa boltahe at temperatura ng system.Ang feedback sa kasalukuyang high-resolution at boltahe sensing ay palaging isang hamon sakontrol ng motor.Pag-detect ng feedback mula sa lahat ng shunt/Hall sensorAng /magnetic sensors at the same time ay walang alinlangan na ang pinakamahusay, ngunit ito ay napaka-demand sa disenyo, at ang computing power ay kailangang makasabay.

Kasabay nito, upang maiwasan ang pagkawala ng signal at pagkagambala, ang signal ay na-digitize malapit sa gilid ng sensor.Habang tumataas ang sampling rate, maraming error sa data na dulot ng signal drift.Kailangang mabayaran ng disenyo ang mga pagbabagong ito sa pamamagitan ng induction at pagsasaayos ng algorithm.Pinapayagan nito ang servo system na manatiling matatag sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon.

Maaasahan at tumpak na servo drive—power supply at intelligent na motor drive

Mga power supply na may ultra-high-speed switching function na may stable na high-resolution na control power na maaasahan at tumpak na servo control.Sa kasalukuyan, maraming mga tagagawa ang nagsama ng mga power module gamit ang mga high-frequency na materyales, na mas madaling magdisenyo.

Ang switch-mode na mga power supply ay gumagana sa isang nakabatay sa controller na closed-loop na topology ng power supply, at dalawang karaniwang ginagamit na power switch ay mga power MOSFET at IGBT.Ang mga gate driver ay karaniwan sa mga system na gumagamit ng switch-mode na mga power supply na kumokontrol sa boltahe at current sa mga gate ng mga switch na ito sa pamamagitan ng pagkontrol sa ON/OFF na estado.

Sa disenyo ng switch-mode power supply at three-phase inverters, iba't ibang high-performance na smart gate driver, mga driver na may built-in na FET, at mga driver na may pinagsamang control function na lumalabas sa isang walang katapusang stream.Ang pinagsamang disenyo ng built-in na FET at kasalukuyang sampling function ay maaaring lubos na mabawasan ang paggamit ng mga panlabas na bahagi.Ang logic configuration ng PWM at enable, upper at lower transistors, at Hall signal input ay lubos na nagpapataas ng flexibility ng disenyo, na hindi lamang nagpapadali sa proseso ng pag-unlad, ngunit nagpapabuti din sa Power Efficiency.

Pina-maximize din ng mga IC ng servo driver ang antas ng pagsasama, at ang mga ganap na pinagsama-samang servo driver IC ay maaaring lubos na paikliin ang oras ng pag-develop para sa mahusay na dynamic na pagganap ng mga servo system.Ang pagsasama ng pre-driver, sensing, protection circuit at power bridge sa isang pakete ay nagpapaliit sa kabuuang paggamit ng kuryente at gastos ng system.Nakalista dito ang fully integrated servo driver IC block diagram ng Trinamic (ADI), lahat ng control function ay ipinapatupad sa hardware, integrated ADC, position sensor interface, position interpolator, fully functional at angkop para sa iba't ibang servo applications.

 

Ganap na pinagsama-samang servo driver IC, Trinamic (ADI)

buod

Sa isang high-efficiency servo system, ang high-performance control signal processing, tumpak na induction feedback, power supply at intelligent na motor drive ay kailangang-kailangan.Ang pakikipagtulungan ng mga device na may mataas na pagganap ay maaaring magbigay sa robot ng tumpak na bilis at kontrol ng torque na agad na tumutugon sa panahon ng paggalaw sa real time.Bilang karagdagan sa mas mataas na pagganap, ang mataas na pagsasama ng bawat module ay nagbibigay din ng mas mababang gastos at mas mataas na kahusayan sa trabaho.