การควบคุมการเคลื่อนไหวโดยทั่วไปหมายถึงการควบคุมตำแหน่ง ความเร็ว ความเร่ง และแรงบิดของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวด้วยกลไกแบบเรียลไทม์ ซึ่งช่วยให้สามารถเคลื่อนที่ร่วมกันของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวแต่ละชิ้นตามวิถีการเคลื่อนที่ที่คาดหวังและตั้งค่าพารามิเตอร์การเคลื่อนไหว เพื่อให้ได้ความแม่นยำสูงและ เทคโนโลยีการควบคุมความล่าช้าต่ำ
องค์ประกอบของระบบควบคุมการเคลื่อนไหว:
การควบคุมการเคลื่อนไหวเป็นสาขาและส่วนประกอบสำคัญของระบบอัตโนมัติ ซึ่งใช้แอคทูเอเตอร์ (เช่น ปั๊มไฮดรอลิก แอคชูเอเตอร์เชิงเส้น หรือมอเตอร์) เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการควบคุมการเคลื่อนที่ของกลไก มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การจ่าย การวาง การเจียร การเชื่อม การคัดแยก และการประกอบ
ลักษณะของระบบควบคุมการเคลื่อนไหว:
● ประสิทธิภาพแบบเรียลไทม์
ประสิทธิภาพแบบเรียลไทม์หมายถึงความสามารถของระบบในการตอบสนองภายในระยะเวลาที่กำหนด ประสิทธิภาพแบบเรียลไทม์ที่ดีเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับการบรรลุเทคโนโลยีควบคุมการเคลื่อนไหวคุณภาพสูง ในระหว่างการทำงาน ตัวควบคุมการเคลื่อนไหวจะส่งคำสั่งและข้อมูลไปยังไดรเวอร์เซอร์โวอย่างต่อเนื่อง ไดรเวอร์เซอร์โวจะต้องดำเนินการตามคำแนะนำและสถานะตอบกลับภายในรอบเดียวกัน ดังนั้น มีเพียงการทำให้มั่นใจว่าการกำหนดเวลาแบบซิงโครนัสเท่านั้นจึงจะสามารถส่งข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยทั่วไป ผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม เช่น เครื่องจ่าย เครื่องเคลือบ และเครื่อง CNC ต้องการประสิทธิภาพแบบเรียลไทม์ที่ระดับ ms เป็นอย่างน้อย
● ความเร็วสูงและแม่นยำ
ความเร็วและความแม่นยำสูงเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญในการวัดประสิทธิภาพของระบบควบคุมการเคลื่อนไหว ดังสุภาษิตที่ว่า "ในศิลปะการต่อสู้ มีเพียงความเร็วเท่านั้นที่สามารถทะลุทะลวงได้" สิ่งนี้ก็เป็นจริงสำหรับการควบคุมการเคลื่อนไหวเช่นกัน สายการผลิตทางอุตสาหกรรมในปัจจุบันต้องการประสิทธิภาพและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ดีขึ้นอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นการดำเนินผลิตภัณฑ์ระบบอัตโนมัติที่มีความเร็วสูงและมีความแม่นยำสูงจึงเป็นแนวโน้มที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ อย่างไรก็ตามในปัจจุบันในอุตสาหกรรมพบว่าความเร็วสูงและความแม่นยำสูงนั้นขัดแย้งกัน ยกตัวอย่างการจ่าย เส้นโค้งวิถีการเคลื่อนที่ของการจ่ายจริงและการเปลี่ยนแปลงความเร็วมักจะค่อนข้างซับซ้อน หากเพิ่มความเร็วในการจ่ายเท่านั้น ความยาวขั้นของรอบการประมาณค่าแต่ละขั้นจะมีมากขึ้น ส่งผลให้ความนุ่มนวลและความแม่นยำของวิถีวิถีลดลง ในทางกลับกัน หากเส้นโค้งวิถีเรียบเพียงพอและการเปลี่ยนแปลงความเร็วมีจุดเปลี่ยนที่ราบรื่น ก็จะทำให้ความเร็วในการจ่ายลดลง ดังนั้นจึงเป็นจุดที่ยากในอุตสาหกรรมที่จะสำรวจวิธีการควบคุมที่ดีที่สามารถตอบสนองความต้องการด้านความเร็วสูงในขณะเดียวกันก็รับประกันความแม่นยำที่ดี
● ความน่าเชื่อถือสูง
ในระหว่างการดำเนินงานระยะยาว การรักษาเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือเป็นข้อกำหนดพื้นฐานของผู้ใช้อุปกรณ์อุตสาหกรรม ในฉากอุตสาหกรรมสมัยใหม่ที่มีอุปกรณ์ที่ซับซ้อนและปัจจัยที่ไม่แน่นอนมากมาย ระบบควบคุมการเคลื่อนไหวในฐานะสมองของอุปกรณ์ จำเป็นต้องมีการประมวลผลแบบเรียลไทม์ของสถานการณ์ที่ซับซ้อนบางอย่างเพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ทำงานได้อย่างมีเสถียรภาพในระยะยาว
ปัญหาทางเทคนิคและความท้าทายที่ต้องเผชิญกับการควบคุมการเคลื่อนไหว:
เทคโนโลยีควบคุมการเคลื่อนไหวเป็นเทคโนโลยีคอมโพสิตที่หลากหลายซึ่งประกอบด้วยเครื่องจักรและอิเล็กทรอนิกส์ ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ อัลกอริธึมและการวิเคราะห์ ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของระบบควบคุมการเคลื่อนไหว
รวม:
· ประเภทของวิถีการเคลื่อนที่ที่วางแผนไว้ (เชิงเส้น วงกลม อาร์ค เส้นโค้งเส้นโค้ง ฯลฯ)
· ลำดับวิถีสัมพันธ์กับเวลา
· ความเร็ว ความเร่ง
· ข้อกำหนดด้านความแม่นยำของตำแหน่งและความเร็ว
· จำนวนแกนที่เชื่อมโยงสำหรับการเชื่อมต่อแบบหลายแกน
·การซิงโครไนซ์ระหว่างแกนการเคลื่อนที่
· จำนวนแกนเซอร์โว
· การควบคุมเซอร์โว
โอกาสและความท้าทายในเทคโนโลยีการควบคุมการเคลื่อนไหว
ด้วยการเพิ่มขึ้นของแนวโน้มการผลิตอัจฉริยะของจีนและแนวโน้มโดยรวมของนโยบายระดับชาติ การพัฒนาเทคโนโลยีควบคุมการเคลื่อนไหวของจีนได้นำมาซึ่งโอกาสใหม่และการพัฒนาอย่างรวดเร็ว เทคโนโลยีควบคุมการเคลื่อนไหวเป็นองค์ประกอบหลักที่ด้านล่างและเป็นหน่วยดำเนินการขั้นสูงสุดของการผลิตอัจฉริยะ หากไม่มีการดำเนินการที่แม่นยำและความเสถียรของการควบคุมการเคลื่อนไหว การผลิตอัจฉริยะคงเป็นไปไม่ได้ เมื่อพิจารณาถึงการพัฒนาการควบคุมการเคลื่อนไหว ข้อจำกัดส่วนใหญ่รวมถึงประเด็นต่อไปนี้:
ปัญหาทางเทคนิคในการควบคุมการเคลื่อนไหว: สำหรับสถานการณ์แบบหลายข้อต่อ หลายข้อต่อ รับน้ำหนักมาก และซับซ้อน ผู้ผลิตในประเทศส่วนใหญ่ยังไม่มีความก้าวหน้าในการควบคุมการเคลื่อนไหว เช่น การควบคุมแบบไดนามิกของแขนหุ่นยนต์แบบอนุกรมและกลไกที่ซับซ้อนอื่นๆ
ข้อจำกัดด้านฮาร์ดแวร์: เนื่องจากความต้องการความแม่นยำและประสิทธิภาพแบบเรียลไทม์ในเทคโนโลยีควบคุมการเคลื่อนไหวยังคงเพิ่มขึ้น เราจึงต้องนำชิปควบคุมประสิทธิภาพสูงมาใช้เพื่อปรับปรุงเวลาในการคำนวณและรับประกันการสื่อสารแบบเรียลไทม์ ปัจจุบันระยะเวลาการควบคุมส่วนใหญ่อยู่ที่ระดับ ms หากสามารถไปถึงระดับ US ก็จะสามารถปรับปรุงความแม่นยำของวิถีและความเร็วในการเคลื่อนที่ไปพร้อมๆ กัน ดังนั้นเทคโนโลยีควบคุมการเคลื่อนไหวก็จะค่อยๆ ดีขึ้นพร้อมกับการพัฒนาเทคโนโลยีฮาร์ดแวร์
ความแม่นยำในการผลิตกลไกและเทคโนโลยีการประกอบชิ้นส่วนระบบส่งกำลัง: ตัวควบคุมการเคลื่อนไหวจะส่งคำสั่งควบคุมไปยังมอเตอร์เพื่อควบคุมการเคลื่อนที่ของกลไก แต่มีกลไกการส่งผ่านและส่วนประกอบการแปลงการเคลื่อนที่หลายแบบตั้งแต่ปลายมอเตอร์ไปจนถึงปลายการทำงานขั้นสุดท้าย เช่น หัวจ่าย . นอกจากนี้ยังมีการสูญเสียความแม่นยำในระหว่างกระบวนการนี้ ดังนั้นความแม่นยำของการควบคุมการเคลื่อนไหวยังต้องพิจารณาถึงการผลิตและการประกอบส่วนประกอบด้วย
ระบบควบคุมการเคลื่อนไหวเป็นหัวใจหลักของอุปกรณ์การผลิตอัจฉริยะ ภายใต้พื้นหลังของการส่งเสริมการผลิตอัจฉริยะและการเปลี่ยนแปลงและการยกระดับอุตสาหกรรมการผลิตแบบดั้งเดิม ขนาดตลาดของอุตสาหกรรมการควบคุมการเคลื่อนไหวในประเทศยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่อง ด้วยการลงทุนอย่างต่อเนื่องในการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีควบคุมการเคลื่อนไหวและการสั่งสมทางเทคนิค บริษัทต่างๆ จึงสามารถพัฒนาตนเองและบรรลุเป้าหมายการพัฒนาและวิสัยทัศน์ในช่วงที่ตลาดอุตสาหกรรมกำลังอยู่ในช่วงขาขึ้น ซึ่งท้ายที่สุดก็บรรลุเป้าหมายและวิสัยทัศน์ในการพัฒนาของบริษัท