運動控制器是一種電子設備,通常與運動控制軟件配合使用,用于控制機器人、數控機床和其他自動化設備移動或執行各種任務。運動控制器主要由一臺計算機和相關的硬件組成,如數字信號處理器(DSP)和模擬/數字轉換器(ADC),并與運動控制系統中的伺服電機、驅動器和傳感器等設備進行通訊。
運動控制器被廣泛應用于許多領域,尤其是在交流伺服和多軸控制系統中。它可以充分利用計算資源,幫助用戶規劃軌跡,執行預定的動作,并進行高精度的伺服控制。
運動控制技術的發展是制造自動化發展的旋律,也是推動新工業革命的關鍵技術。運動控制通常是指在復雜條件下將預定義的控制系統和設計指令轉換為預期的機械運動,以實現精確的位置、速度、加速度、扭矩或力控制。
運動控制器是一種特殊的控制器,用于控制電機的運行模式:例如,電機通過沖擊開關控制交流接觸器,將電機拉到指定位置,然后下降或使用時間繼電器控制電機的前后旋轉,或先停一會兒,再停一會兒。運動控制在機器人和數控機床領域的應用比在專用機床中更復雜,因為后者的運動形式更簡單,通常被稱為通用運動控制。
根據能源的不同,運動控制主要可分為以電動機為能源的電動運動控制、以氣體和液體為能源的氣液控制和以燃料(煤、油等)為能源的熱電機控制。據統計,90%以上的電力來自電動機。電動機在現代生產和日常生活中發揮著非常重要的作用,因此電動運動控制是這些運動控制器中最常用的。
電子運動控制是從電動機的使用演變而來的,電動機是針對電動機的控制系統的通用術語。運動控制系統有很多種,但從基本的角度來看,現代運動控制系統的典型設備主要由超級計算機、運動控制器、動力驅動器、電機、執行器和運動控制器反饋裝置組成。運動控制器是一個控制單元,其核心是一個中央控制單元,它的傳感器是一個信號檢測元件,它的電機或驅動單元和性能單元是控制器。
運動控制器控制形式
點對點運動控制:
也就是說,實現位置只有一個要求,而不考慮中間過程或軌跡。適當的運動控制器應快速定位速度,并在運動的加速和減速階段應用各種加速和減速控制策略。
在系統快速加速運動中設定的速度下,通常會增加系統的加固和加速度,并在減速結束時應用S曲線減速調整。為了避免系統安裝后的振動,系統的優點在設計后相應降低。因此,點運動控制器通常具有控制網絡中參數變化和減速曲線變化的能力。
紙張滾動的連續運動控制:
這種控制也稱為輪廓控制,主要用于傳統數控系統和切割系統中的運動輪廓控制。相應的運動控制器必須解決如何保證系統修改輪廓的精度以及當刀具沿輪廓高速移動時如何保持切向速度恒定的問題。對于小片段的處理,該程序具有幾個預處理功能。
同步運動控制:
指多軸協同運動控制,可以在整個運動過程中同步多軸,也可以在運動過程中局部同步速度。主要用于系統控制,需要電子傳輸和電子喙功能。該行業包括印染、印刷、造紙、軋鋼和同步切割。自適應功率控制通常用于相應運動控制器的控制算法中。通過自動調整調整變量的幅度和相位,可以確保增加的輸出控制功能與干擾的幅度相等,但相位相反,消除了周期性干擾,確保系統的同步控制。
換句話說,運動控制器被廣泛應用于許多領域,尤其是在交流伺服和多軸控制系統中。它可以充分利用計算機資源,方便用戶實現運動路徑規劃,執行預定動作,實現高精度伺服控制。運動控制技術與交流伺服驅動技術的結合,推動了我國機電技術的不斷發展。
運動控制器具有以下優點:
精度高:可以實現非常準確的位置控制,以及對加速度和速度的控制。
靈活性強:可以自由編程,以適應不同的自動化環境。
可靠性高:通過監測和反饋控制循環,能夠更好地保證運動控制器的可靠性。
運動控制器的作用
運動控制器可以應用于多種自動化設備中,例如:
工業機器人:運動控制器可以控制機械臂完成各種任務,如加工、裝配和焊接。
數控機床:能夠精確控制機床刀具位置和速度,實現高效的加工過程。
醫療設備:可以應用于醫學掃描儀、放射治療設備等,提高醫療設備的精度和穩定性。
自動化生產線等:從傳送帶到貨架上的裝載有利用運動控制器來平穩而又迅速地移動包裹或貨物
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