مقدمه ای بر کنترل حرکت (Motion Control)

امروزه حوزه فعالیت کنترل حرکت[1] بسیار وسیع تر از گذشته شده است زیرا ظهور سیستم های کنترل نوین این امکان را ایجاد می کنند که بتوانیم هر نوع فرآیندی را در هر صنعتی تحت کنترل خود در آوریم. استفاده از سروو موتورهای AC یا DC، موتورهای خطی، موتورهای پله ای [2] و همچنین بهره گیری از مدارات تحریک (درایو سروو موتورها و درایو استپر موتورها) و کنترلرها باعث راحتی کنترل فرآیندهای صنعتی شده است. در ادامه دو مفهوم اساسی کنترل حرکت را تشریح می نماییم.

* سیستم کنترل حرکت حلقه بسته[3] و حلقه باز[4]

یک سیستم کنترل حرکت استاندارد شامل موارد زیر می باشد:

1-موتور: موتور می تواند از نوع استپر (روتاری یا خطی)، DC جاروبک دار و بی جاروبکو یا سروو موتور AC باشد. استپر موتورها به دلیل سرعت پایین و حرکت پله ای که بسیار دقیق می باشد، نیازی به استفاده از سیستم فیدبک (انکودر یا رزولور) ندارند. شکل 1 بیانگر یک سیستم کنترل حرکت استاندارد است. در شکل 2، یک سیستم کنترل حرکت حلقه بسته را مشاهد می نمایید.

شکل 1 : اجزای یک سیستم کنترل حرکت استاندارد

شکل 2 : یک سیستم کنترل حرکت سروو با فیدبک سرعت

2- درایو: درایو یک تقویت کننده الکترونیکی توان است که توان را برای کارکرد موترو و پاسخدهی به سیگنالهای کنترلی سطح پایین[5]، تنظیم و کنترل می کند. به عبارتی استپر درایو ، سروو درایو یا درایو موتورهای جریان متناوب (اینورتر) مجموعه ای از مدارات الکترونیک قدرت هستند که فرکانس و جریان را برای کارکرد مناسب مورد نظر ما تنظیم می کنند و دارای طراحی های پیچیده و انحصاری می باشند. امروزه در این نوع مدارات از قطعات IGBT برای عملکرد کلیدزنی استفاده می شود.

3-سیستم کنترل: وظیفه اصلی یک موتور با حضور کنترلر تکمیل می شود؛ مواردی که در آن ها کنترلر نقش اساسی دارد عبارتند از: کنترل سرعت، فاصله، جهت و نرخ شتاب. هنگامیکه از یک کنترلر به همراه یک سیستم سروو یا استپر استفاده می شود، عملکرد کنترلر به صورت MASTER و SLAVE می باشد؛ یعنی نسبت به سروو درایو یا استپر درایو در حالت MASTER قرار می گیرد و سیستم سروو یا استپر از کنترلر (یک کنترلر CNC یا یک PLC) فرمان می گیرد . د راین حالت سیستم سروو یا استپر نسبت به کنترلر به صورت SLAVE می باشند. یک کنترلر می تواند به تعداد زیادی از درایوها و موتورها در یک سیستم چند محور، متصل شود. به عنوان مثال یک کنترلر CNC-607 MLشرکت MEDES ، می تواند چهار محور یک ماشیم CNC فرز را همزمان کنترل کند. البته این کنترلر دارای خروجی های دیجیتال پالس و دایرکشن با سطح ولتاژ صفر و 24 ولت می باشد و قاعدتاً باشد از استپر موتور یا سروو موتور برای حرکت محورها استفاده کرد. یا کنترلرMEDES-607MJ کنترلر MEDES-607MJا این تفاوت که مخصوص ماشین های CNC دو محور می باشد. یا کنترلر MEDES 607MIنام برد.

کنترلر607Mi با مانیتور 7 اینچ تمام رنگی و تاچ اسکرین که قابلیت کنترلر 8 محور مستقل و چهار محور اینترپولیشن را دارا می باشد برای دستگاه های سی ان سی فرز و روتر طراحی شده است که با قابلیت های خاص نرم افزاری و سخت افزاری به اپراتور این امکان را می دهدکه تمامی عملیات های کنترلی ماشین را به راحتی اجرا کند. این کنترلر قابلیت های خاص دیگری نظیر تعویض ابزار اتوماتیک، محور گنتری ئاخلی، اندازه گیری ابزار اتوماتیک، اندازه گیری قطعه کار، اختصاصی سازی منوها و صفحه نمایش، پشتیبانی از محور های پالسی، انالوگ حلقه بسته و CANOPEN و ethercat و بسیاری قابلیت های دیگر را پشتیبانی می کند.