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產(chǎn)品分類

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類型分類:
科普知識(shí)
數(shù)據(jù)分類:
FFC連接器

精密運(yùn)動(dòng)可顯著降低自主運(yùn)動(dòng)的公差,從而提高精度

發(fā)布日期:2022-05-18 點(diǎn)擊率:18

自動(dòng)化領(lǐng)域存在四個(gè)維度:高度、寬度、深度和時(shí)間。當(dāng)設(shè)備必須將物體精確地放置在精確的位置時(shí),它需要運(yùn)動(dòng)控制:位置、速度和加速度的控制。為專用應(yīng)用程序制造對(duì)象比大多數(shù)其他學(xué)科更能充分利用運(yùn)動(dòng)控制的精度和可靠性。


當(dāng)數(shù)字信息轉(zhuǎn)換為精確的物理運(yùn)動(dòng)時(shí),以前不可行的用例突然變得可能。這項(xiàng)改進(jìn)將工業(yè)4.0交付給了高級(jí)機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)、電池供電的醫(yī)療設(shè)備、增材制造和假肢等應(yīng)用。這些應(yīng)用中的每一個(gè)都要求在制造設(shè)備的控制中具有高精度。結(jié)果,要將數(shù)字信息轉(zhuǎn)換為物理運(yùn)動(dòng)并為這些應(yīng)用程序準(zhǔn)確定位零件,需要將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為運(yùn)動(dòng)。


精密運(yùn)動(dòng)可顯著降低自主運(yùn)動(dòng)的公差,從而提高精度


在下文中,我們將討論精密運(yùn)動(dòng)控制,回顧醫(yī)療和工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用的需求。


精密運(yùn)動(dòng)控制


精密運(yùn)動(dòng)控制使用步進(jìn)電機(jī)來引導(dǎo)活動(dòng)的機(jī)器組件的位置。開環(huán)系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī),該電機(jī)將電控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為軸的精確旋轉(zhuǎn)位置。對(duì)于更高精度的用途,工程師采用了檢查功能來測量軸的位置。測量設(shè)備將尺寸數(shù)據(jù)發(fā)送回控制器以與設(shè)定值進(jìn)行比較,從而可以進(jìn)行方差校正。雙向通信稱為閉環(huán)。


CNC加工是受益于高精度運(yùn)動(dòng)控制的最著名應(yīng)用之一,但是3D打印和臺(tái)式機(jī)制造也受益于更嚴(yán)格的公差。將信息反饋給控制器,拾取和放置機(jī)器以及自動(dòng)裝配線的檢查設(shè)備是得益于高精度運(yùn)動(dòng)控制的其他三個(gè)部分。


借助精確的運(yùn)動(dòng)控制,實(shí)驗(yàn)室可以更平穩(wěn)地運(yùn)行,并且倉庫的運(yùn)營效率將進(jìn)一步提高。同時(shí),此控制可改善由于效率低下而導(dǎo)致的產(chǎn)品成本提高,例如:


熱量損失和功耗


諧振


聲音噪音


不帶傳感器的診斷


電池壽命


該TRINAMIC運(yùn)動(dòng)控制架構(gòu)由功能構(gòu)建塊。電機(jī)控制器(或運(yùn)動(dòng)控制器)通過選定的接口以定義的協(xié)議接收命令。任務(wù)被轉(zhuǎn)換為電機(jī)控制和驅(qū)動(dòng)器部件的信號(hào)。為了易于集成到應(yīng)用程序的固件中,代碼以Trinamic的格式或C導(dǎo)出。


高精度應(yīng)用


Trinamic開發(fā)的產(chǎn)品可解決醫(yī)療和工業(yè)自動(dòng)化中的性能問題。


醫(yī)療設(shè)備,例如泵和眼科設(shè)備,需要在低速時(shí)進(jìn)行精確控制。從組織分析到血液離心和液體處理的各種應(yīng)用為解決低速,最小振動(dòng)精度提供了機(jī)會(huì)。Trinamic技術(shù)提供了接近完美的正弦波的電流環(huán)路,以解決過度的振動(dòng)。電動(dòng)機(jī)中低效的電流轉(zhuǎn)換會(huì)導(dǎo)致組件溫度升高,從而導(dǎo)致系統(tǒng)故障或自動(dòng)關(guān)閉事件。此外,調(diào)整加速度曲線可以使系統(tǒng)操作員提高精度并平滑機(jī)器部件的運(yùn)動(dòng)。


以下是Trinamic產(chǎn)品推薦,適用于各自的醫(yī)療應(yīng)用:


組織分析:  TMCM-3110  (3軸,用于無傳感器負(fù)載相關(guān)電流控制)


血液離心:TMCM-1636(用于三相BLDC電機(jī)的1軸)


液體處理:  TMCM-6110  (6軸,用于無傳感器負(fù)載相關(guān)電流控制)


精密運(yùn)動(dòng)可顯著降低自主運(yùn)動(dòng)的公差,從而提高精度


圖1:  TMCM-3110是三軸步進(jìn)電機(jī)控制器/驅(qū)動(dòng)器模塊,用于無傳感器負(fù)載相關(guān)電流控制。


確保精確、低速、平穩(wěn)的操作是醫(yī)療設(shè)備自動(dòng)化中運(yùn)動(dòng)控制的關(guān)鍵。Trinamic的運(yùn)動(dòng)控制解決方案具有從精密芯片到智能電機(jī)的一系列解決方案,可定制且靈活適用于該領(lǐng)域的應(yīng)用。


生產(chǎn)率和生產(chǎn)量推動(dòng)了工業(yè)應(yīng)用產(chǎn)品的開發(fā)。隨著運(yùn)動(dòng)控制的改進(jìn),Trinamic的高級(jí)診斷程序和互連的驅(qū)動(dòng)器使工廠變得智能。該技術(shù)足夠強(qiáng)大,可以通過創(chuàng)建構(gòu)建模塊將其應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)上的獨(dú)立應(yīng)用程序,系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以使用這些構(gòu)建模塊來構(gòu)建最有效,自定義的解決方案來滿足他們的需求。


3D打印,機(jī)器人技術(shù)和工廠自動(dòng)化是需要精確自動(dòng)化的三個(gè)應(yīng)用程序。服務(wù)于這些用例的Trinamic產(chǎn)品包括:


3D打印:  TMC2209  (用于2相步進(jìn)電機(jī)的超靜音電機(jī)驅(qū)動(dòng)器集成電路)


機(jī)器人技術(shù):  TMC5160  (大功率步進(jìn)電機(jī)控制器)


工廠自動(dòng)化:  TMC262  (集成式步進(jìn)電機(jī))


圖2:  TMC5160結(jié)合了用于自動(dòng)目標(biāo)定位的靈活斜坡發(fā)生器和業(yè)界最先進(jìn)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。


精密運(yùn)動(dòng)可顯著降低自主運(yùn)動(dòng)的公差,從而提高精度


上面的產(chǎn)品解決了工業(yè)應(yīng)用中的重大挑戰(zhàn)。眾所周知,3D打印的聲音很大,破壞了操作附近發(fā)生的活動(dòng)。TMC2209可平滑正弦波,并能以更高的尺寸精度制造安靜的零件。TMC5160同樣柔軟,可快速生產(chǎn)高精度的機(jī)器人組件。它具有高度集成性和可擴(kuò)展性,可在不浪費(fèi)能源或時(shí)間的情況下最大限度地提高運(yùn)營效率,以提高吞吐量。TMC262可以驅(qū)動(dòng)40mA的柵極電流,非常適合實(shí)驗(yàn)室和工廠自動(dòng)化應(yīng)用。


精確控制改變了兩個(gè)至關(guān)重要的宏觀產(chǎn)業(yè)-醫(yī)療和工業(yè)自動(dòng)化。精密運(yùn)動(dòng)控制是兩者的推動(dòng)力。它提高了振動(dòng)性能,能效,噪音和運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性,并顯著降低了自主運(yùn)動(dòng)的公差,從而提高了精度。


工業(yè)自動(dòng)化正在推動(dòng)工業(yè)4.0向前發(fā)展,將智能制造技術(shù)推向市場。添加精確的運(yùn)動(dòng)控制可以解鎖3D打印,CNC加工,拾取和放置機(jī)器,檢查,質(zhì)量,測試設(shè)備,自動(dòng)裝配線和輸送機(jī)以及協(xié)作機(jī)器人。為了幫助供應(yīng)鏈和運(yùn)營,自動(dòng)導(dǎo)引車(AGV)和自主移動(dòng)機(jī)器人(AMR)可以提高生產(chǎn)率并提高產(chǎn)品速度,從而達(dá)到及時(shí)的產(chǎn)品流狀態(tài)。


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