Essentiële componenten van het Motion Control-systeem:verhoog de productie-efficiëntie

Home » Blog » Een blik op de essentiële componenten van een bewegingscontrolesysteem

Moderne fabrikanten moeten de efficiëntie van hun activiteiten verhogen om concurrerend te blijven. Bewegingscontrolesystemen, die de snelheid, acceleratie, positie en koppel in industriële geautomatiseerde apparatuur nauwkeurig regelen, kunnen fabrikanten helpen een hoger productiviteitsniveau te bereiken. Deze geavanceerde systemen bestaan ​​uit vier essentiële componenten:een controller, aandrijving, motor en feedbackapparaat. Begrijpen hoe ze samenwerken is de sleutel tot het optimaliseren van de prestaties van uw geautomatiseerde productiemachines.

In deze blog worden deze componenten gedetailleerd onderzocht om inzicht te geven in hoe de precisie en herhaalbaarheid van een goed ontworpen motion control-systeem u kan helpen uw productiedoelen te bereiken. Als uw vertrouwde partner in automatisering staat JHFOSTER klaar om u te helpen bij het implementeren van motion control-oplossingen, zodat u efficiënter kunt gaan werken.

Vier essentiële componenten van bewegingscontrolesystemen

De vier componenten van een bewegingscontrolesysteem omvatten een bewegingscontroller, een motoraandrijving, een motor en feedbackapparaten. 

Bewegingscontroller: Vaak aangeduid als het brein van het bewegingscontrolesysteem, coördineert de bewegingscontroller de motoraandrijvingen; soms worden er meerdere schijven tegelijk aangestuurd. Op basis van de geprogrammeerde doelpositie en bewegingsprofielen creëert de bewegingscontroller de juiste trajecten die de motoren moeten volgen. Net als het menselijk brein stuurt het de opdracht om te versnellen tot een precieze snelheid en te vertragen tot stilstand op de gewenste locatie. Het aantal controllers dat in een applicatie wordt gebruikt, varieert op basis van het aantal individuele processen dat controle vereist. Elke controller in een systeem ontvangt instructies van en stuurt feedback naar de computer of PLC die de machine of lijn bestuurt.

Motoraandrijving: De aandrijving fungeert als tolk tussen de bewegingscontroller en de motor. Zijn functie is het ontvangen van het commandosignaal van de controller, het interpreteren van het commando en het leveren van het juiste vermogen aan de motor om een ​​nauwkeurige beweging van de machine te garanderen. Aandrijvingen zijn verkrijgbaar als digitale, analoge, lineaire, schakel-, stappen- en servoaandrijvingen. Elk type aandrijving heeft verschillende kenmerken. Digitale schijven bevatten discrete invoer- en uitvoermogelijkheden, terwijl analoge schijven variabele invoer- en uitvoermogelijkheden hebben. Voor rechte bewegingen worden lineaire aandrijvingen gebruikt. Schakelaandrijvingen gebruiken een techniek die pulsbreedtemodulatie wordt genoemd om de spanning snel aan en uit te zetten om een ​​bepaalde beweging of snelheid te creëren. Stappenaandrijvingen bieden een laag tot middelhoog koppel en produceren een soepele rotatie over een breed snelheidsbereik. Servoaandrijvingen interpreteren commandosignalen en interne feedbacklussen om de beweging nauwkeurig te regelen in toepassingen met hoog vermogen en hoge snelheid.

Motor: De motor functioneert als een spier. Zijn rol is om de elektrische input van de motoraandrijving te ontvangen en deze in beweging om te zetten. De twee soorten elektromotoren zijn AC en DC, en ze zetten beide elektriciteit om in beweging door middel van magnetische velden. DC-motoren werken op gelijkstroom, terwijl AC-motoren op wisselstroom werken. De snelheid van DC-motoren wordt doorgaans geregeld door de hoeveelheid aangelegde spanning te variëren. De snelheid van AC-motoren wordt meestal geregeld door de frequentie van de aangelegde spanning te variëren.  AC-motoren worden vaker gebruikt. 

Feedback-apparaten: Feedbackapparaten worden alleen gebruikt in bewegingscontrolesystemen met gesloten lus en geven informatie over de motorpositie aan de bewegingscontroller, zodat deze zijn opdrachten op de juiste momenten kan aanpassen. Encoders, die positie, snelheid en richting meten en rapporteren, zijn de meest populaire feedbackapparaten. Motion control-systemen met gesloten lus kunnen complexe bewegingen nauwkeurig uitvoeren die systemen met open loop niet kunnen.

Hoe werkt bewegingsbediening?

Bewegingscontrolesystemen creëren een precieze bewegingsvolgorde, het bewegingsprofiel genoemd, en passen vervolgens de werking van de motor continu aan zodat deze overeenkomt met de opgegeven volgorde. Zo werkt een bewegingscontrolesysteem:

Stap 1: De bewegingscontroller ontvangt het doelcommando.

Stap 2: De controller berekent het gewenste traject (het bewegingsprofiel).

Stap 3: De controller stuurt een commandosignaal naar de motoraandrijving.

Stap 4: De aandrijving levert de benodigde elektrische stroom aan de motor.

Stap 5: De motor voert de beweging uit.

Stap 6: In een gesloten systeem meet het feedbackapparaat de daadwerkelijke beweging en stuurt deze informatie terug naar de controller.

Stap 7: De controller vergelijkt de daadwerkelijke beweging met de gewenste beweging en past de commando's (de regellus) aan om eventuele fouten te corrigeren, waardoor nauwkeurige bewegingen worden gegarandeerd.

Bewegingssensoren begrijpen

Bij industriële bewegingsbesturing is de ‘bewegingssensor’ het feedbackapparaat, meestal een encoder. Om feedback te geven, meten encoders de daadwerkelijke bewegingsparameters, zoals positie, snelheid en/of richting, en geven deze door aan de controller voor systeemcorrectie.

Wat activeert een bewegingssensor?

In een industrieel bewegingscontrolesysteem met gesloten lus wordt de bewegingssensor (meestal een encoder) geactiveerd door de beweging van de motoras of lineaire fase. De encoder is op de motor aangesloten, zodat wanneer de motor beweegt, de encoder deze beweging detecteert en een signaal uitzendt.

Hoe weet u of uw bewegingssensor werkt?

Er zijn drie veelgebruikte manieren om te bepalen of uw industriële bewegingssensor werkt.

Feedbackgegevens monitoren: De meest betrouwbare methode om te verifiëren dat uw encoder operationeel is, is door de positie- of snelheidsgegevens te controleren die naar de bewegingscontroller worden verzonden via de Human Machine Interface (HMI) of machinesoftware. Als de machine beweegt en de gegevens correct worden bijgewerkt, werkt de encoder.

Zoek naar fouten: Als de sensor defect raakt in een motion control-systeem met gesloten lus, wordt er een fout of alarm geactiveerd omdat de controller de motorpositie niet kan verifiëren of corrigeren.

Bewegingsnauwkeurigheid verifiëren: Problemen zoals het niet vasthouden van de positie van de machine of het vertonen van overmatige trillingen kunnen duiden op een defect of onjuist afgesteld feedbackapparaat.

Waar wordt bewegingsbediening gebruikt?

Om de efficiëntie te verhogen en de operationele kosten te verlagen, automatiseren steeds meer fabrikanten hun productielijnen, en motion control speelt een sleutelrol bij effectieve automatisering. Bewegingscontrolesystemen zijn te vinden in toepassingen waarbij ingewikkelde bewegingen herhaalbaar, nauwkeurig en aanpasbaar moeten zijn, waaronder:

• Pick-and-place-robots voor palletiseer- en verpakkingstaken.
• Robots/cobots worden gebruikt voor lassen, assembleren, snijden en andere taken waarbij nauwkeurige bewegingen nodig zijn.
• Nauwkeurige CNC-bewerking.
• 3D-printers.
• Geautomatiseerde systemen voor materiaalbehandeling.
• Toepassingen voor auto-assemblage.

Naarmate de integratie van geautomatiseerde apparatuur blijft toenemen, zijn motion control-systemen essentieel voor nauwkeurige, herhaalbare bewegingen, waardoor u de productiviteit kunt maximaliseren en de operationele kosten kunt verlagen.

JHFOSTER, uw partner in automatisering, staat klaar om u te helpen met uw motion control-behoeften. Neem vandaag nog contact met ons op om de nauwkeurigheid en efficiëntie van uw toepassing te vergroten.

• Senior Vice-President Automatisering, Tavoron

  Scott Wojciak, een doorgewinterde manager met diepgaande expertise in industriële automatisering en distributie, is Senior Vice President Automation bij Tavoron. Hij leidde eerder de divisie Fluid Power, Automation en Engineered Solutions bij Singer Industrial en bekleedde leidinggevende functies bij BW Rogers, waaronder Vice President of Sales, Director of Sales en Regional Business Unit Manager. Scott staat bekend om zijn resultaatgerichte aanpak en klantgericht leiderschap en heeft zijn hele carrière besteed aan het bevorderen van de commerciële strategie en operationele prestaties in de automatiseringssector. Hij begon zijn carrière als verkoopingenieur en verdiende al vroeg in zijn ambtstermijn de onderscheiding Salesman of the Year van BW Rogers.

  Bekijk alle berichten