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什么是高精度螺丝运动控制系统?需要克服哪些技术难题
日期:2021 / 01 / 29
来源:

运动控制技术是多学科复合技术,包含机械与电子、硬件和软件、算法和分析。通常运动控制系统由控制平台、功率放大器/驱动器、执行机构/电机/电机、反馈器件、被控对象及控制算法构成。


运动控制系统的基本构成:高精度的运动控制,即在机械结构允许的情况下,产生最快最平稳的时间轨迹。


需要怎么实现呢?在系统限制的情况下确定算法,同时算法的复杂性还要受到系统实时性和计算机的速度的制约。通常在理想时间轨迹之外,还需加入补偿控制,以实现运动的快速性及平稳性。这其中涉及到的关键性技术通常有运动控制、伺服控制、机械结构设计及材料选择、以及系统的保护等诸多方面。


1运动控制

首先,运动控制系统,需要产生相对于时间的空间轨迹,以及直接实现各机械模块之间的同步控制。例如:

电子齿轮变速(无级变速)各种平面曲线,圆,椭圆, y(t) = f(x(t))各种空间曲线, z(t) = f(x(t), y(t))。。。

主要要考虑的技术问题有:

可产生的运动轨迹的种类(直线,圆,弧线,任意曲线)轨迹相对时间的阶次最高速度,最高加速度位置,速度精度可同时控制运动轴数(4 轴,8,轴,……)运动轴之间的同步伺服轴的数目伺服控制


2伺服控制

运动控制在于如何产生运动控制指令(算法),而伺服控制在于如何让机电系统快速,准确地跟踪运动控制指令,例如:

系统实验与系统辩识振动分析与抑振技术鲁棒控制技术自适应控制自学习与自调整模糊训练。。。

主要要解决的技术问题

工作电压输出电流工作效率伺服控制算法闭环响应带宽动/静态精度控制刚度稳态时间分辨率采样时间/控制频率各种保护功能过压保护/欠压报警、短路保护、最大电流持续时间、连续/RMS电流保护、过温保护、停机保护、失控保护(电流反灌保护)


3执行机构

运动系统的执行机构由电机及完成运动的机械结构组成,执行机构的设计主要目的是提高系统刚性、抑制系统的低频共振。例如:

执行机构/电机的设计运动连接及动力传输动力学分析与仿真结构与振动分析。。。

主要要解决的技术问题

系统刚度系统共振频率系统的承载能力系统最大运行速度及加速度


高精度运动控制系统的应用:五轴龙门通用平台


基本构成

构成:一体化运动控制器+一体化伺服电机

控制模式:位置

控制接口:EtherCAT

定位分辨率:0.5um-5um

重复定位精度:10um

最大加速度:5g

特点:多轴联动,精度高,功能强,价格低

应用领域:数控机床、激光设备、封装设备、测试测量、点胶机、螺丝机等

NIMC2000系列运动控制器具有EtherCAT主站、MODBUS、CANopen等多种现代工业现场总线接口、支持标准的分布式I/O,可根据客户需要扩展,性能强大的ARM Cortex A8处理器支持复杂的数据处理、实时计算,适用于现代工业中复杂、多变、以及苛刻的用户需求。

PMM系列一体化低压伺服电机是立迈胜公司自主研制的全新低压伺服产品。

基于领先的MBD开发方式和一体化开发理念,集永磁同步电机、编码器、伺服驱动器于一体。

采用FOC磁场定向控制技术和SVPWM(空间矢量调制)技术,支持EtherCAT/CANopen总线伺服控制,具有体积小、接线简单的特点,广泛用于通用龙门平台、AGV、移动机器人、协作机器人等场景。 


PMM60 一体化低压伺服电机简介:

高集成度设计,降低安装复杂度,节省空间

省去驱动器和电机之间匹配过程,降低使用成本

采用EtherCAT/CANopen协议(DS402)

宽电压输入(16~52VDC),可使用蓄电池供电

可选配断电制动保护

集成单圈绝对值编码器,限定范围内零点记忆

提供速度和位置前馈参数配置,提升响应速度

集成I/O,可设定为正限位、负限位、原点,多功能数字输出,脉冲输入检测