Сервоприводы требуют определенных, контролируемых движений, часто для перемещения детали в заданное положение с точной скоростью или по заданной траектории. Профиль движения предоставляет информацию о физическом движении и графически отображает, как двигатель должен вести себя во время движения (часто с точки зрения положения, скорость, и ускорение) и используется сервоконтроллером для определения того, какие команды (напряжения) следует посылать на двигатель.
Тип профиля движения, требуемый для конкретного приложения, зависит от цели движения. Например, является ли система простой транспортировкой детали между рабочими станциями или она размещает электрические компоненты на печатной плате? Хотя существует множество различных профилей движения, с помощью которых можно достичь заданного физического перемещения, два наиболее распространенных типа профилей движения — треугольные и трапециевидные, названные так из-за формы, которую они изображают, когда скорость отображается как функция времени.
Треугольный профиль движения характеризуется равным временем ускорения и замедления (и расстояниями), при этом время, затрачиваемое на постоянную скорость, отсутствует. Другими словами, треугольный профиль движения делит время, отведенное для перемещения, на две половины — период ускорения и период замедления.
Этот профиль обычно используется в приложениях, где не требуется период постоянной скорости, таких как транспортировка и сбор на месте, поскольку он обеспечивает максимально быстрое перемещение между двумя точками.
Расчеты скорости и ускорения для треугольного профиля движения основаны на геометрии треугольника, что делает их относительно простыми. Высота треугольника представляет максимальную скорость, а ускорение определяется путем деления максимальной скорости на время ускорения, которое составляет ½ от общего времени перемещения.
Для стандартного треугольного профиля перемещения, где ½ времени используется для ускорения и ½ — для замедления:
В отличие от треугольного перемещения, трапециевидный профиль движения позволяет провести заданное время (или расстояние) с постоянной скоростью. Математически простейшая версия трапециевидного профиля делит общее время перемещения на трети, отводя 1/3 общего времени перемещения на ускорение, 1/3 — на постоянную (максимальную) скорость и 1/3 — на замедление. Но для трапециевидных движений довольно часто требуется большая часть времени для поддержания постоянной скорости, с очень быстрыми скоростями ускорения и замедления.
Трапециевидный профиль перемещения, пожалуй, наиболее распространен в системах управления движением, поскольку он лежит в основе процессов, требующих постоянной скорости, таких как дозирование, измерение и механическая обработка.
Расчеты перемещения для трапециевидных профилей перемещения немного сложнее, чем для треугольных перемещений. Лучший способ проанализируйте трапециевидный профиль движения состоит в том, чтобы разбить профиль на два прямоугольных треугольника (для фаз ускорения и замедления движения) и прямоугольник (для фазы постоянной скорости).
Для стандартного трапециевидного профиля перемещения, где 1/3 общего времени используется для ускорения, 1/3 — для постоянной скорости и 1/3 — для замедления:
Несмотря на то, что они лежат в основе большинства приложений управления движением, ни треугольные, ни трапециевидные профили перемещения не являются идеальными для систем перемещения из-за явления, известного как “рывок”. Рывок это скорость изменения ускорения, а для трапециевидных и треугольных профилей перемещения начальное ускорение и конечное замедление происходят мгновенно, что означает, что рывок (теоретически) бесконечен.
Рывок особенно проблематичен для систем, требующих плавного и точного перемещения, поскольку он вызывает вибрации, которые могут снизить точность позиционирования и удлинить время установления.
Чтобы уменьшить рывок, начало и конец фаз ускорения и замедления движения сглаживаются в форме буквы “S”. Это ограничивает скорость изменения ускорения и замедления (рывок) и обеспечивает более плавное движение и более точное позиционирование.
Для получения более подробной информации о создании профилей движения и расчете скорости и ускорения ознакомьтесь с этими ресурсами от linearmotiontips.com:
Как сгенерировать профиль движения для линейной системы
Как рассчитать скорость по треугольным и трапециевидным профилям перемещения
Как уменьшить рывок в системах линейного перемещения
Вам также может понравиться:
Свежие комментарии