時間:2018-08-16 11:18:17來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
運動控制起源于早期的伺服控制。簡單地說,運動控制就是對機(jī)械運動部件的位置、速度等進(jìn)行實時的控制管理,使其按照預(yù)期的運動軌跡和規(guī)定的運動參數(shù)進(jìn)行運動。早期的運動控制技術(shù)主要是伴隨著數(shù)控技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)和工廠自動化技術(shù)的發(fā)展而發(fā)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(tǒng)支持,可以獨立完成運動控制功能、工藝技術(shù)要求的其他功能和人機(jī)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(shù)控機(jī)械和其他自動化設(shè)備而設(shè)計,往往已根據(jù)應(yīng)用行業(yè)的工藝要求設(shè)計了相關(guān)的功能,用戶只需要按照其協(xié)議要求編寫應(yīng)用加工代碼文件,利用RS232或者DNC方式傳輸?shù)娇刂破?,控制器即可完成相關(guān)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(yè)應(yīng)用,控制器的開放性僅僅依賴于控制器的加工代碼協(xié)議,用戶不能根據(jù)應(yīng)用要求而重組自己的運動控制系統(tǒng)。
運動控制
運動控制(MC)是自動化的一個分支,它使用通稱為伺服機(jī)構(gòu)的一些設(shè)備如液壓泵,線性執(zhí)行機(jī)或者是電機(jī)來控制機(jī)器的位置和/或速度。運動控制在機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床的領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用要比在專用機(jī)器中的應(yīng)用更復(fù)雜,因為后者運動形式更簡單,通常被稱為通用運動控制(GMC)。運動控制被廣泛應(yīng)用在包裝、印刷、紡織和裝配工業(yè)中。
運動控制系統(tǒng)的基本架構(gòu)組成
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(huán)。許多控制器也可以在內(nèi)部閉合一個速度環(huán)。
一個驅(qū)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(zhuǎn)換為更高功率的電流或電壓信號。更為先進(jìn)的智能化驅(qū)動可以自身閉合位置環(huán)和速度環(huán),以獲得更精確的控制。
一個執(zhí)行器如液壓泵、氣缸、線性執(zhí)行機(jī)或電機(jī)用以輸出運動。
一個反饋傳感器如光電編碼器,旋轉(zhuǎn)變壓器或霍爾效應(yīng)設(shè)備等用以反饋執(zhí)行器的位置到位置控制器,以實現(xiàn)和位置控制環(huán)的閉合。
眾多機(jī)械部件用以將執(zhí)行器的運動形式轉(zhuǎn)換為期望的運動形式,它包括齒輪箱、軸、滾珠絲杠、齒形帶、聯(lián)軸器以及線性和旋轉(zhuǎn)軸承。
在運動控制方面,幾項運動所需控制軌跡
(1)點對點運動(Point-to-Point):單軸的運用,通過運動控制卡的指令集,控制單軸由A點運動到B點,所以又稱為點對點運動。
(2)補間運動(Interpolation):補間運動通常可以分為線性補間及圓弧補間運動。線性通??梢杂蓛奢S以上構(gòu)成,而圓弧補間運動則由兩軸構(gòu)成,形成一個多維或二維的運動軌跡。通常補間運動可以用于連續(xù)軌跡的運動控制,例如雕刻或是鞋模等等。補間運動的解析決定了軌跡運動的控制精度。
(3)螺線型運動:由二維的圓弧運動和垂直軸的線性運動組合而成,多用于工具機(jī)的應(yīng)用中。
(4)多軸同時運動或是同時停止:控制兩個以上的運動軸做PTP的同時運動,或是同時停止。
(5)同步運動控制:通過運動控制卡的絕對同步性,可以使多軸的運動依照一定的時間順序準(zhǔn)確控制,也可以通過條件設(shè)定使得軸與軸之間可以依據(jù)相互關(guān)系而運動。通常這種方式的控制必須采用串行式的運動控制器才能達(dá)成,由于串行式控制器與馬達(dá)驅(qū)動器有特定的通信協(xié)議,彼此之間可以依據(jù)運作的時鐘,來實現(xiàn)絕對運動的控制。
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