1. Pemilihan dan pengoptimalan perangkat keras
● Pilih presisi tinggi rel panduan linier
Pastikan pemandu linier yang dipilih memiliki akurasi dan stabilitas produksi yang tinggi. Misalnya, pemandu bola atau rol presisi biasanya digunakan, dan akurasi gerak serta akurasi pemosisian ulangannya biasanya tinggi. Pada saat yang sama, perhatikan faktor-faktor seperti bahan dan proses perlakuan panas dari panduan untuk memastikan kinerja yang stabil di bawah lingkungan kerja yang berbeda.
Sistem penggerak berkinerja tinggi:
● Motor
Pilih motor servo atau motor stepper dengan encoder resolusi tinggi. Encoder resolusi tinggi dapat memberikan umpan balik posisi yang lebih akurat, sehingga mencapai kontrol gerak yang lebih presisi. Misalnya, resolusi encoder dari beberapa motor servo dapat mencapai ratusan ribu atau bahkan jutaan pulsa per putaran.
● Pengemudi
Dilengkapi dengan driver motor berkinerja tinggi, dapat mencapai kontrol arus dan pengaturan kecepatan yang tepat. Pengemudi harus memiliki waktu respons yang cepat dan output yang stabil untuk memenuhi persyaratan kontrol gerak presisi tinggi.
● Perangkat pendeteksi posisi
● Penggaris kisi
Pasang penggaris kisi presisi tinggi sebagai perangkat umpan balik posisi untuk memantau perubahan posisi pemandu linier secara real time. Resolusi penggaris kisi biasanya dapat mencapai tingkat mikron atau bahkan nanometer, yang dapat memberikan informasi posisi yang sangat akurat.
● Interferometer laser
Dalam situasi di mana presisi tinggi diperlukan, interferometer laser dapat digunakan untuk pengukuran posisi. Interferometer laser memiliki akurasi dan stabilitas pengukuran yang sangat tinggi, tetapi biayanya relatif tinggi.
2. Desain sistem kontrol
● Kontrol loop tertutup
Sistem kontrol loop tertutup digunakan untuk membandingkan posisi aktual yang diumpankan kembali oleh perangkat pendeteksi posisi dengan posisi yang diharapkan, dan sinyal kontrol dihitung oleh pengontrol untuk menggerakkan motor untuk mencapai kontrol posisi yang tepat. Algoritma kontrol loop tertutup yang umum termasuk kontrol proporsional-integral-diferensial (PID), kontrol fuzzy, kontrol jaringan saraf, dll.
● Kontrol PID
Ini adalah algoritma kontrol klasik. Dengan menyesuaikan tiga parameter proporsi, integrasi dan diferensiasi, dapat mencapai respons cepat, penyesuaian kesalahan statis nol, dan kontrol stabilitas sistem. Dalam aplikasi praktis, perlu untuk mengatur parameter sesuai dengan karakteristik dan persyaratan sistem untuk mencapai efek kontrol terbaik.
● Kontrol kabur
Sangat cocok untuk sistem dengan nonlinieritas, ketidakpastian, dan bervariasi waktu. Kontrol fuzzy menentukan output kontrol sesuai dengan keadaan fuzzy dari variabel input melalui penalaran fuzzy dan pengambilan keputusan, dan memiliki ketahanan dan kemampuan beradaptasi yang kuat.
● Kontrol jaringan saraf
Kemampuan belajar dan adaptif jaringan saraf digunakan untuk memodelkan dan mengontrol sistem. Jaringan saraf dapat secara otomatis menyesuaikan parameter kontrol untuk beradaptasi dengan kondisi dan persyaratan kerja yang berbeda dengan mempelajari data dalam jumlah besar.
● Kontrol umpan balik
Atas dasar kontrol loop tertutup, pengenalan kontrol feedforward dapat meningkatkan kecepatan respons dan akurasi pelacakan sistem. Kontrol feedforward menghitung sinyal kontrol sesuai dengan model matematika dan input sistem yang diharapkan, dan menggabungkannya dengan output kontrol loop tertutup untuk menggerakkan motor bersama-sama. Ini dapat mengurangi kelambatan dan kesalahan sistem dan meningkatkan kinerja kontrol.
● Kontrol kolaboratif multi-sumbu
Untuk sistem panduan linier multi-sumbu, kontrol kolaboratif multi-sumbu diperlukan untuk memastikan koordinasi dan sinkronisasi gerakan antar sumbu. Kontrol master-slave, kontrol cross-coupling dan metode lain dapat digunakan untuk mencapai pencocokan posisi, kecepatan, dan akselerasi yang akurat antara beberapa sumbu.
3. Pengoptimalan dan debugging perangkat lunak
● Pengaturan parameter algoritma kontrol
Menurut situasi aktual sistem, parameter algoritma kontrol diatur. Nilai parameter optimal dapat ditentukan melalui pengujian eksperimental, analisis simulasi, dan metode lain untuk mencapai kinerja kontrol yang optimal. Misalnya, untuk kontrol PID, metode trial and error, metode Ziegler-Nichols, dll. dapat digunakan untuk penyetelan parameter.
● Perencanaan lintasan gerak
Perencanaan lintasan gerak panduan linier yang wajar dapat meningkatkan kelancaran dan akurasi gerakan. Algoritme seperti interpolasi linier dan interpolasi melingkar dapat digunakan untuk menghasilkan lintasan gerak yang halus. Pada saat yang sama, pertimbangkan batas akselerasi dan deselerasi untuk menghindari guncangan dan getaran yang berlebihan.
● Debugging dan pengoptimalan sistem
Dalam aplikasi praktis, sangat penting untuk men-debug dan mengoptimalkan sistem panduan linier. Dengan memantau status pengoperasian sistem, menganalisis indikator seperti kesalahan posisi dan fluktuasi kecepatan, cari tahu masalahnya, dan lakukan penyesuaian dan peningkatan yang sesuai. Alat seperti osiloskop dan kartu akuisisi data dapat digunakan untuk mengumpulkan dan menganalisis sinyal sistem untuk lebih memahami kinerja dan masalah sistem.
4. Pertimbangan faktor lingkungan
● Kontrol suhu
Akurasi gerak pemandu linier akan dipengaruhi oleh perubahan suhu. Oleh karena itu, perlu untuk mengontrol suhu lingkungan kerja agar suhu tetap stabil. AC, radiator, dan peralatan lainnya dapat digunakan untuk menyesuaikan suhu lingkungan kerja. Pada saat yang sama, memilih perangkat pendeteksi posisi dan sistem kontrol dengan fungsi kompensasi suhu dapat mengurangi dampak perubahan suhu pada akurasi.
● Isolasi getaran
Getaran eksternal akan mengganggu akurasi gerak pemandu linier. Bantalan isolasi getaran, isolator getaran, dan peralatan lainnya dapat digunakan untuk mengisolasi sistem pemandu linier dari getaran. Pada saat yang sama, fondasi instalasi harus dirancang secara wajar untuk meningkatkan ketahanan getaran sistem.
● Pembersihan dan perlindungan
Simpan rel panduan linier bersihkan untuk mencegah debu, minyak, dan kotoran lainnya masuk ke pemandu dan memengaruhi akurasi gerakan. Perangkat penyegelan, penutup pelindung, dan langkah-langkah lain dapat digunakan untuk melindungi panduan linier. Pada saat yang sama, panduan harus dibersihkan dan dirawat secara teratur untuk memastikan pengoperasian normal sistem.
Singkatnya, mencapai kontrol yang tepat dari gerakan panduan linier memerlukan pertimbangan komprehensif tentang pemilihan perangkat keras, desain sistem kontrol, pengoptimalan perangkat lunak, dan faktor lingkungan. Melalui pengoptimalan dan peningkatan berkelanjutan, akurasi gerak dan kinerja kontrol panduan linier dapat ditingkatkan untuk memenuhi kebutuhan berbagai aplikasi presisi tinggi.
+8615622924499
+8615622924499
