Karta sterowania ruchem to jednostka sterująca-wyższego poziomu oparta na komputerze PC lub komputerze przemysłowym, zaprojektowana do różnych scenariuszy sterowania ruchem (w tym przemieszczenia, prędkości, przyspieszenia itp.). Jest to wysokowydajna-karta sterująca ruchem silnika krokowego/serwosilnika oparta na magistrali komputera PC, która wykorzystuje-wysokowydajne mikroprocesory (takie jak DSP) i programowalne urządzenia-na dużą skalę, aby uzyskać wielo-koordynowane sterowanie wieloma osiami wielu serwomotorów. Integruje funkcje takie jak wyjście impulsowe, zliczanie impulsów, wejście cyfrowe, wyjście cyfrowe i wyjście D/A.
- Wyjście impulsowe:Może generować ciągłe ciągi impulsów-o wysokiej częstotliwości. Prędkość silnika jest kontrolowana poprzez zmianę częstotliwości impulsów, a położenie jest kontrolowane poprzez regulację liczby impulsów. Tryby wyjściowe obejmują impuls/kierunek i impuls/impuls.
- Liczenie impulsów:Służy do przekazywania informacji zwrotnej o położeniu z enkoderów w celu zapewnienia dokładnego pozycjonowania maszyny i korygowania błędów w transmisji.
- Cyfrowe wejścia/wyjścia:Łączy się z wyłącznikami krańcowymi, wyłącznikami domowymi itp. w celu zapewnienia bezpieczeństwa i pozycjonowania.
- Funkcje biblioteczne:Obejmuje przyspieszenie po krzywej S-krzywej T-, interpolację liniową i kołową, funkcje wielo-osi (koordynacja wielu-osi) itp.
Szeroko stosowany w automatyce przemysłowej, integruje oprogramowanie i sprzęt niskiego poziomu- do sterowania ruchem, umożliwiając funkcje kontroli prędkości i położenia, które można łatwo wywołać za pomocą komputera. Główni producenci to GALIL i PMAC (USA), Trio (Wielka Brytania), Delta i Advantech (Tajwan, Chiny) oraz Yancheng, Leadshine, Googoltech (Chiny kontynentalne).
Dlaczego pojawiły się karty kontroli ruchu?
- Aby sprostać wymaganiom standaryzacji, elastyczności i otwartości na nowe systemy CNC.
- Platforma sprzętowa dla modułów sterowania ruchem jest pilnie potrzebna w badaniach i rozwoju oraz transformacji systemów automatycznego sterowania urządzeniami przemysłowymi (np. maszynami pakującymi/drukującymi), sprzętem obronnym (np. systemami śledzącymi) i inteligentnymi urządzeniami medycznymi.
- Powszechne stosowanie komputerów PC w przemyśle powoduje potrzebę stosowania kompatybilnych kart kontrolnych w celu wykorzystania możliwości komputerów PC.
Zasada działania: struktura nadrzędna-podrzędna z komputerem
- Funkcje komputera:Zarządza interakcją człowiek-komputer (klawiatura/mysz, wyświetlanie stanu), planuje trajektorie ruchu, wysyła polecenia sterujące i monitoruje sygnały zewnętrzne.
- Funkcje karty sterującej:Obsługuje szczegóły ruchu, w tym sygnał wyjściowy impulsu/kierunku, automatyczne-sterowanie rampą, wykrywanie sygnału początkowego/granicznego itp.
Interpolacja: klucz do kontroli ruchu
- Interpolacja liniowa:Przybliża krzywą za pomocą małych segmentów liniowych. Na przykład, jeśli rzeczywisty kontur jest krzywą, jest on dzielony na maleńkie segmenty linii, z których każdy jest sterowany poprzez wysyłanie impulsów w kierunkach X/Y w celu stopniowego przesuwania narzędzia (równoważnik impulsu).
- Interpolacja kołowa:Oblicza grupy punktów w celu przybliżenia łuku, kontrolując narzędzie wzdłuż tych punktów.
- Zaawansowane metody interpolacji:Tradycyjne CNC obsługują tylko interpolację liniową i kołową. Nowe metody (np. B-sklejana, Beziera, interpolacja krzywej PH) bezpośrednio obsługują złożone krzywe-o dowolnym kształcie, zapewniając większą precyzję i wydajność.
Streszczenie
Karty sterowania ruchem łączą systemy komputerowe z serwomechanizmami, umożliwiając precyzyjną automatyzację w produkcji, robotyce i inteligentnym sprzęcie. Ich otwarte biblioteki funkcji umożliwiają użytkownikom tworzenie niestandardowych systemów sterowania w systemie DOS/Windows, napędzając innowacje w automatyce przemysłowej.