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關鍵詞: 運動控制, 伺服, Motion Control, Servomechanism

1起源

運動控制起源於早期的伺服控制。簡單地說,運動控制就是對機械運動部件的位置、速度等進行實時的控制管理,使其按照預期的運動軌跡和規定的運動參數進行運動。早期的運動控制技術主要是伴隨著數控技術、機器人技術和工廠自動化技術的發展而發展的。早期的運動控制器實際上是可以獨立運行的專用的控制器,往往無需另外的處理器和操作系統支持,可以獨立完成運動控制功能、工藝技術要求的其他功能和人機交互功能。這類控制器可以成為獨立運行的運動控制器。這類控制器主要針對專門的數控機械和其他自動化設備而設計,往往已根據應用行業的工藝要求設計了相關的功能,用戶只需要按照其協議要求編寫應用加工代碼文件,利用RS232或者DNC方式傳輸到控制器,控制器即可完成相關的動作。這類控制器往往不能離開其特定的工藝要求而跨行業應用,控制器的開放性僅僅依賴於控制器的加工代碼協議,用戶不能根據應用要求而重組自己的運動控制系統。

2運動控制的定義

運動控制(MC)是自動化的一個分支,它使用通稱為伺服機構的一些設備如液壓泵,線性執行機或者是電機來控制機器的位置和/或速度。運動控制在機器人和數控機床的領域內的應用要比在專用機器中的應用更複雜,因為後者運動形式更簡單,通常被稱為通用運動控制(GMC)。運動控制被廣泛應用在包裝、印刷、紡織和裝配工業中。

3系統組成

一個運動控制系統的基本架構組成包括:
一個運動控制器用以生成軌跡點(期望輸出)和閉合位置反饋環。許多控制器也可以在內部閉合一個速度環。
一個驅動或放大器用以將來自運動控制器的控制信號(通常是速度或扭矩信號)轉換為更高功率的電流或電壓信號。更為先進的智能化驅動可以自身閉合位置環和速度環,以獲得更精確的控制。
一個執行器如液壓泵、氣缸、線性執行機或電機用以輸出運動。
一個反饋感測器如光電編碼器,旋轉變壓器或霍爾效應設備等用以反饋執行器的位置到位置控制器,以實現和位置控制環的閉合。
眾多機械部件用以將執行器的運動形式轉換為期望的運動形式,它包括齒輪箱、軸、滾珠絲杠、齒形帶、聯軸器以及線性和旋轉軸承。
通常,一個運動控制系統的功能包括:
速度控制
點位控制(點到點)。有很多方法可以計算出一個運動軌跡,它們通常基於一個運動的速度曲線如三角速度曲線,梯形速度曲線或者S型速度曲線。
電子齒輪(或電子凸輪)。也就是從動軸的位置在機械上跟隨一個主動軸的位置變化。一個簡單的例子是,一個系統包含兩個轉盤,它們按照一個給定的相對角度關係轉動。電子凸輪較之電子齒輪更複雜一些,它使得主動軸和從動軸之間的隨動關係曲線是一個函數。這個曲線可以是非線性的,但必須是一個函數關係。

4選擇運動控制器

1.根據要開發設備的工作特點,確定伺服電機的類型。
2.確定要控制的電機軸數和電機工作模式。
3.確定位置檢測、反饋模式,選擇是否採用光電編碼器或光柵尺。
4.確定輸入輸出開關量的數量。
5.根據以上內容,選擇合適的運動控制器
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