Controlador de movimiento
Los controladores de movimiento son dispositivos especiales que controlan los modos de funcionamiento del motor. En otras palabras, son el cerebro de todo sistema de control de movimiento. Como tal, su tarea es indicarle al motor qué hacer en función del resultado de producción deseado. De hecho, un controlador de movimiento contiene los perfiles de movimiento y las posiciones objetivo para la aplicación, y crea las trayectorias que el motor debe realizar para satisfacer los comandos. El control de movimiento suele ser un circuito cerrado, por lo que los controladores monitorean la trayectoria real y corrigen los errores de posicionamiento o velocidad.
Ventajas del controlador de movimiento
Configuración simplificada
Una de las principales ventajas de las etapas de control de movimiento con controladores integrados es el proceso de configuración simplificado. Cuando se utilizan controladores externos, a menudo es necesario lidiar con cables, conectores y fuentes de alimentación adicionales. Por el contrario, los controladores integrados eliminan la necesidad de estos componentes adicionales, lo que agiliza el proceso de instalación. Esta simplicidad no solo ahorra tiempo, sino que también reduce la posibilidad de que se produzcan desorden de cables y complicaciones asociadas.
Eficiencia espacial
El uso eficiente del espacio es crucial en entornos industriales y de laboratorio. Los controladores externos pueden ocupar un espacio de trabajo valioso, mientras que las plataformas de control de movimiento con controladores integrados están diseñadas para ser compactas y ocupar poco espacio. Los controladores integrados minimizan el espacio que ocupa todo el sistema de control de movimiento, lo que permite un uso más eficiente del área disponible.
Portabilidad mejorada
Los controladores integrados hacen que las plataformas de control de movimiento sean más portátiles y versátiles. Los controladores externos pueden requerir fuentes de alimentación adicionales y tener sus propias dimensiones físicas, lo que los hace menos adecuados para aplicaciones que implican mover la plataforma de un lugar a otro. Los controladores integrados permiten a los usuarios transportar la plataforma de control de movimiento sin la molestia de llevar unidades de controlador separadas, lo que los hace ideales para aplicaciones de campo o situaciones donde la movilidad es esencial.
Precisión y exactitud
La precisión y la exactitud son fundamentales en las aplicaciones de control de movimiento. Los controladores integrados están optimizados para el escenario específico que controlan, lo que garantiza una coordinación perfecta y una mayor precisión. La eliminación de la interferencia de señales inducida por cables y la comunicación optimizada entre el controlador y el escenario dan como resultado un posicionamiento y un control de movimiento precisos.
Por qué elegirnos
Equipo de profesiones
Nos especializamos en la aplicación de sensores de seguimiento de soldadura láser 3D como núcleo, la empresa ofrece a los clientes sensores 3D, sistemas automáticos exentos de programación, robots de soldadura y soluciones completas para sistemas de máquinas especializadas de soldadura. Centrada en mejorar nuestras propias capacidades de I+D e innovación, poseemos ideas únicas e innovadoras en los campos de la óptica, el hardware electrónico y los algoritmos, y aspiramos a diseñar soluciones óptimas para operaciones de soldadura complejas.
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Nuestro certificado
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Mercado de producción
Nuestros productos admiten envíos internacionales y el sistema logístico es completo, por lo que nuestros clientes están en todo el mundo. Los productos no solo se comercializan a nivel nacional e internacional, sino que también se exportan a múltiples regiones como Europa, América, África y Sudamérica, lo que les ha valido el reconocimiento unánime de los usuarios nacionales y extranjeros.
Introducción a los métodos de seguimiento de movimiento en el controlador de movimiento
Sensores de movimiento inercial
Las unidades de medición inercial (IMU) se utilizan para detectar la tasa de cambio de rotación mediante giroscopios y el cambio de velocidad mediante acelerómetros. A menudo se encuentran juntas en el mismo circuito integrado y se pueden utilizar juntas para proporcionar un seguimiento de seis grados de libertad (6DOF).
Cámaras
Los sensores de imagen se utilizan junto con la visión artificial y se colocan en lugares como dispositivos portátiles o en el entorno para detectar las ubicaciones relativas de otros dispositivos y el entorno, o para detectar los movimientos de cualquiera o todas las partes del cuerpo de un usuario. Se pueden utilizar en combinación con emisores de luz emparejados que se rastrean directamente cuando son vistos por la cámara, o indirectamente a través de reflejos de luz infrarroja.
Magnetómetro
Un sensor de campo magnético en un dispositivo se puede utilizar para detectar la dirección del campo magnético de la Tierra o la dirección de una estación base cercana.
Mecánico
Los métodos de detección mecánica que utilizan potenciómetros, sensores de efecto Hall y codificadores incrementales se han utilizado históricamente como base para el seguimiento del movimiento, pero desde entonces han sido reemplazados en su mayoría para ese propósito por MEMS y otros tipos de tecnologías de circuitos integrados. Estos sensores se utilizan para rastrear conexiones mecánicas entre un elemento de control y un objeto estático, como una máquina de juegos.
Los controladores de movimiento basados en PLC suelen utilizar un dispositivo de salida digital, como un módulo contador, que se encuentra dentro del sistema PLC para generar señales de comando para un controlador de motor. Suelen elegirse cuando se requiere un control de movimiento simple y de bajo costo, pero suelen estar limitados a unos pocos ejes y tienen capacidades de coordinación limitadas.
Los controladores de movimiento basados en PC suelen constar de hardware dedicado ejecutado por un sistema operativo en tiempo real. Utilizan buses de computadora estándar como PCI, Ethernet, Serial, USB y otros para la comunicación entre el controlador de movimiento y el sistema host. Los controladores basados en PC generan un comando de voltaje de salida analógico de ±10 V para el control del servo y señales de comando digitales, comúnmente denominadas paso y dirección, para el control del motor paso a paso. Los controladores de movimiento basados en PC se utilizan normalmente cuando se requiere un gran número de ejes o una coordinación estricta.
Un bus de campo es un sistema de red informática industrial que se utiliza para el control distribuido en tiempo real de máquinas industriales. Los controladores de bus de campo programables se utilizan normalmente para conectar varios dispositivos dentro de una planta de fabricación. Las cuatro redes de bus de campo básicas son: redes de bus de sensores, redes de bus de dispositivos, redes de bus de control y redes de bus empresariales. Las redes de bus de campo permiten topologías de red en cadena, en estrella, en anillo, en rama y en árbol.
Una topología de controlador de movimiento basada en bus de campo consta de un dispositivo de interfaz de comunicación y uno o más variadores inteligentes. El dispositivo de interfaz de comunicación normalmente reside dentro de un sistema PLC o PC y se conecta a uno o varios variadores inteligentes. Los variadores contienen toda la funcionalidad del controlador de movimiento y funcionan como un sistema completo de un solo eje. A menudo, los variadores se pueden conectar en cadena a otros variadores inteligentes en el mismo bus de campo. Los beneficios incluyen comunicación totalmente digital, diagnósticos detallados, cableado reducido, gran cantidad de ejes y corta distancia de cableado entre el variador y el motor.
Introducción al sistema de control de movimiento del controlador de movimiento
Servoaccionamiento
En los procesos industriales, se utiliza un sistema de control de movimiento para mover una carga determinada de forma controlada. En estos sistemas se puede utilizar tecnología de accionamiento neumático, hidráulico o electromecánico. El tipo de actuador, que es un dispositivo que proporciona la energía para mover la carga, se elige en función de consideraciones de potencia, velocidad, precisión y coste. En un sistema electromecánico, se utiliza un motor como actuador, que produce potencia al interactuar con campos electromagnéticos. Estos motores pueden moverse en una configuración rotatoria o lineal.
Lazo abierto y lazo cerrado
Los sistemas de control de movimiento se clasifican en dos tipos principales: sistemas de bucle abierto y sistemas de bucle cerrado. Un sistema de bucle abierto funciona con entradas dependientes del tiempo y no requiere ninguna retroalimentación de la salida. Estos sistemas son simples, requieren poco mantenimiento y son rentables. Algunos ejemplos son las lavadoras, las tostadoras, los secadores de manos y más. En un sistema de bucle cerrado, se utiliza un dispositivo de seguimiento de retroalimentación, más comúnmente un codificador óptico, para transmitir una señal de regreso al controlador para tener en cuenta los errores esperados. El controlador evalúa el error entre la entrada de control (comando de referencia) y la retroalimentación real del mecanismo o el eje de control y ajusta el comportamiento del sistema en consecuencia.
Sistema de circuito cerrado
La carga o la parte móvil final es el punto de partida al diseñar un sistema de control de movimiento. Antes de elegir cualquier componente, es fundamental comprender la arquitectura de la aplicación, ya que determina en gran medida el rendimiento de la máquina o el sistema automatizado. Por ejemplo, es fundamental predeterminar las propiedades de movimiento requeridas, como tirones, aceleraciones, desaceleraciones, velocidades y posiciones para elegir el motor y el variador adecuados. Las perturbaciones e inestabilidades en el sistema debido a las piezas mecánicas móviles, como cojinetes, cajas de engranajes, reductores de velocidad, tornillos de bolas y diversos enlaces, afectarán la elección de un sistema de control y el rendimiento requerido del controlador de movimiento. Una información detallada sobre los requisitos y especificaciones de la aplicación dará como resultado un sistema de control de movimiento eficiente y rentable.
Dispositivos de retroalimentación
En los sistemas de control de movimiento, se utilizan dispositivos de retroalimentación para supervisar la posición y la velocidad de un motor o una carga. Una vez que dicha información está disponible, el controlador de movimiento puede tener en cuenta los errores del sistema y reaccionar en consecuencia. Hay dos tipos principales de codificadores: absolutos e incrementales, que se pueden utilizar en motores rotativos y lineales. Los codificadores absolutos son dispositivos de retroalimentación que pueden almacenar la información de posición definitiva de forma interna. Emiten palabras o bits únicos para cada posición y permiten mantener la información de posición cuando se corta la alimentación del codificador. Los codificadores incrementales, a diferencia de los codificadores absolutos, utilizan pulsos de luz para indicar los cambios de posición. Normalmente constan de dos canales con fases desplazadas, lo que permite determinar la dirección del movimiento. A diferencia de los codificadores absolutos, no pueden almacenar información de posición después de apagarlos; por lo tanto, suelen combinarse con un indicador absoluto, como un interruptor de límite o un tope duro, para determinar la posición inicial.
Motores
Los motores son máquinas eléctricas que convierten la corriente y el voltaje que provienen del variador en movimiento mecánico. Los motores pueden ser con escobillas o sin escobillas, rotativos o lineales. Los motores de CC generalmente se pueden dividir en dos categorías: motores monofásicos con escobillas y motores trifásicos sin escobillas. Los motores monofásicos utilizan dos cables de alimentación: vivo y neutro, mientras que los motores trifásicos utilizan tres cables y son accionados por tres corrientes alternas de la misma frecuencia.
Debido a la gran cantidad de procesamiento de señales que se requiere para estas acciones, los controladores de movimiento suelen utilizar procesadores de señales digitales (DSP) para esta tarea. Los DSP están diseñados específicamente para realizar operaciones matemáticas de forma rápida y eficiente, y pueden gestionar el procesamiento algorítmico mejor que los microcontroladores estándar, que no están diseñados para gestionar grandes cantidades de procesamiento matemático.
Existen varios perfiles de movimiento comunes, entre ellos, los perfiles trapezoidales, de rampa, triangulares y polinómicos complejos. Cada uno de ellos se utiliza en determinadas condiciones y situaciones en las que se desea ese tipo de movimiento. Por ejemplo, un perfil trapezoidal se caracteriza por una velocidad y una aceleración constantes, y un gráfico del perfil de velocidad en función del tiempo tiene la forma de un trapezoide.
Los controladores de movimiento también utilizan algunas de las leyes de control básicas para implementar el movimiento. La más simple de ellas se denomina control proporcional (P), que representa una ganancia entera constante. A partir de los controladores P, se puede agregar una ganancia derivada (conocida como D) o una ganancia integral (o I). La combinación de estas tres, conocida como PID, representa uno de los tipos de algoritmo de control más comunes y poderosos.
En términos prácticos, los controladores de movimiento vienen en una variedad de tamaños y tipos. En general, los controladores de movimiento se dividen en tres categorías: independientes, basados en PC y microcontroladores individuales. Los controladores independientes son sistemas completos que normalmente se montan en un gabinete físico que incluye todos los componentes electrónicos, la fuente de alimentación y las conexiones externas necesarias. Estos tipos de controladores se pueden integrar en una máquina y están dedicados a una aplicación de control de movimiento que podría implicar el control de un solo eje de movimiento o de varios ejes.
Los controladores basados en PC se montan en la placa base de un PC básico o industrial. Este tipo de controladores son principalmente placas de procesamiento que pueden generar y ejecutar perfiles de movimiento. La ventaja de los controladores basados en PC es que proporcionan una interfaz gráfica de usuario lista para usar que facilita mucho la programación y el ajuste del control.
Por último, están los microcontroladores individuales. Se trata de circuitos integrados individuales que suelen diseñarse en una placa de circuito impreso junto con entradas y salidas de retroalimentación para los controladores para controlar un motor. Si bien estos controladores son relativamente económicos y tienen la ventaja de brindar a los diseñadores acceso a nivel de chip a sus sistemas.
Descripción de productos
CC sin escobillas
A diferencia de los motores de corriente continua con escobillas, los motores de corriente continua sin escobillas (BLDC), como su nombre lo indica, no utilizan escobillas mecánicas para establecer contacto con las bobinas. Las bobinas se colocan en el estator y los imanes se montan en el rotor. El número de fases coincide con el número de devanados del estator. De esta manera, la corriente se aplica directamente a la bobina y se requiere una conmutación electrónica de corriente-fase para operar eficientemente el motor. Los motores BL tienen una mayor relación potencia-peso, mejor disipación del calor y requieren menos mantenimiento que los motores con escobillas.
Lineal
Los motores lineales, al igual que los motores rotativos, tienen un estator y un rotor. Sin embargo, el estator y el rotor están "desenrollados", por lo que producen una fuerza lineal en lugar de un par rotativo. Los motores lineales se utilizan en aplicaciones de accionamiento directo donde las especificaciones de velocidad y precisión superan las capacidades de un motor rotativo y un husillo de bolas. Prodrive Technologies desarrolla y fabrica motores lineales para una amplia variedad de requisitos de aplicación, incluidos motores lineales con núcleo de hierro, sin hierro y de vacío.
Servoaccionamiento
Un servoaccionamiento, también conocido como servoamplificador, es el enlace entre el controlador y el motor y es responsable de alimentar el servomotor en el sistema. El servoaccionamiento es un componente fundamental para evaluar el rendimiento del sistema servo. Los servoaccionamientos tienen varias ventajas sobre los amplificadores de potencia simples para sistemas de mecanizado automático, incluido un control superior de posicionamiento, velocidad y movimiento. En esencia, el servoaccionamiento es responsable de convertir las señales de comando de baja potencia del controlador en voltaje y corriente de alta potencia para el motor.
Controlador de movimiento
Los controladores de movimiento son dispositivos que se encargan de controlar un sistema de movimiento. En general, los controladores de movimiento ejecutan software para ordenar los movimientos de las piezas automatizadas de la maquinaria. Normalmente se los denomina el "cerebro" de un sistema de control de movimiento. Los controladores de movimiento suelen estar basados en PC y proporcionan una interfaz gráfica de usuario para facilitar su uso. En los sistemas de control de movimiento, el controlador también se denomina dispositivo maestro, que proporciona los algoritmos de control, los perfiles de movimiento, las posiciones de destino y procesa las trayectorias de movimiento necesarias. Los controladores de movimiento pueden gestionar varios dispositivos esclavos en la misma red, como dispositivos de E/S y unidades, y, por lo tanto, gestionar sistemas complejos de múltiples ejes.
Cómo elegir el controlador de movimiento adecuado
Existen tres categorías principales de controladores de movimiento: controladores individuales, basados en PC y autónomos. Los controladores autónomos representan sistemas completos que se montan en un único gabinete físico que contiene todos los componentes electrónicos esenciales, las conexiones externas y la fuente de alimentación. Los controladores autónomos están dedicados a un único controlador de movimiento que puede controlar eficazmente uno o varios ejes de movimiento.
Los controladores basados en PC se montan en la placa base de la PC porque son placas de procesamiento que crean e implementan perfiles de movimiento. Son comunes en entornos industriales porque ofrecen una interfaz de usuario gráfica y lista para usar que simplifica el ajuste y la programación.
Los microcontroladores individuales están diseñados en una placa de circuito impreso con entradas y salidas de controlador que controlan un motor. Son económicos y ofrecen acceso a los sistemas a nivel de chip. Sin embargo, requieren excelentes habilidades de programación para implementarlos y configurarlos correctamente.
La elección del controlador de movimiento ideal para su aplicación comienza con la comprensión de los diferentes tipos de controladores de movimiento y los requisitos específicos de su aplicación. Lo más importante es la complejidad de su aplicación. Por ejemplo, una aplicación menos compleja requiere una velocidad relativamente lenta y un solo eje de movimiento, mientras que una aplicación más compleja requiere múltiples ejes de movimiento que deben estar altamente coordinados.
Nuestra fábrica
Suzhou Full-v se fundó en 2019 y ha prestado servicios a miles de usuarios tanto a nivel nacional como internacional, obteniendo el reconocimiento unánime de los usuarios. El sistema de seguimiento inteligente de costura de soldadura con láser 3D Full-v ha logrado una cobertura total que coincide con la de los principales fabricantes de robots tanto a nivel nacional como internacional, y tiene las características de simplicidad, confiabilidad y uso generalizado. La empresa se compromete a proporcionar equipos de sensores optoelectrónicos abiertos y personalizados y servicios técnicos, priorizando siempre la calidad del producto y la experiencia del usuario. Con un espíritu de mejora continua como artesanos, ofrecemos a los clientes productos confiables y estables.
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Preguntas más frecuentes
P: ¿Qué es un controlador de movimiento?
P: ¿Qué características de seguridad suelen incorporarse en los controladores de movimiento?
P: ¿Cómo gestiona un controlador de movimiento la sincronización de múltiples ejes?
P: ¿Se puede utilizar un controlador de movimiento para sistemas de control de circuito cerrado?
P: ¿Se puede programar un controlador de movimiento para perfiles de movimiento personalizados?
P: ¿Cuáles son los requisitos de mantenimiento de los controladores de movimiento?
P: ¿Cómo maneja un controlador de movimiento la retroalimentación de posición de los motores?
P: ¿Cómo maneja un controlador de movimiento los cambios dinámicos en los requisitos de movimiento?
P: ¿Cómo funciona un controlador de movimiento?
P: ¿Cuáles son los componentes clave de un controlador de movimiento?
P: ¿Qué tipos de controladores de movimiento están disponibles?
P: ¿Cuáles son las ventajas de utilizar un controlador de movimiento?
P: ¿Cómo puede un controlador de movimiento mejorar la productividad en la fabricación?
P: ¿Qué factores deben tenerse en cuenta al seleccionar un controlador de movimiento?
P: ¿Puede un controlador de movimiento manejar múltiples ejes simultáneamente?
P: ¿Cómo garantiza un controlador de movimiento la precisión en las aplicaciones de control de movimiento?
P: ¿Se puede integrar un controlador de movimiento con otros sistemas de automatización?
P: ¿Qué papel juega el software en los controladores de movimiento?
P: ¿Cómo maneja un controlador de movimiento trayectorias de movimiento complejas?
P: ¿Se puede utilizar un controlador de movimiento en aplicaciones que requieren movimiento de alta velocidad?
Somos reconocidos como una de las empresas líderes en China en el campo de los controladores de movimiento. Si desea comprar o vender al por mayor productos personalizados de alta calidad, le invitamos a obtener más información de nuestra fábrica.
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