Un sistema de aplicación de motor lineal no es solo un motor lineal con buen rendimiento, sino también un sistema de control que puede cumplir con los requisitos técnicos y económicos en condiciones seguras y confiables. Con el desarrollo de la tecnología de control automático y la tecnología de microcomputadoras, existen cada vez más métodos de control de motores lineales. La investigación sobre la tecnología de control de motores lineales se puede dividir en tres aspectos: uno es la tecnología de control tradicional, dos es la tecnología de control moderna, tres es la tecnología de control inteligente.
Las técnicas de control tradicionales, como el control de retroalimentación PID y el control de desacoplamiento, se han utilizado ampliamente en el servosistema de CA. El control PID contiene información pasada, presente y futura en el proceso de control dinámico, y la configuración es casi óptima, tiene una gran robustez, es el modo de control más básico en el sistema de accionamiento de servomotor de CA. Para mejorar el efecto de control, a menudo se utilizan el control de desacoplamiento y el control vectorial.
Tecnología y aplicación del control de accionamiento de motores lineales
Foto: productos de transmisión directa QXL de Zhongweixing
La tecnología de control tradicional es simple y eficaz cuando el modelo de objeto es fijo, sin cambios y lineal y las condiciones de funcionamiento y el entorno operativo son fijos. Pero en ocasiones de alto rendimiento de micro alimentación de alta precisión, debemos considerar el cambio de estructura y parámetros del objeto. Todo tipo de influencia no lineal, cambios en el entorno operativo e interferencias ambientales y otras variaciones de tiempo y factores de incertidumbre, para obtener un efecto de control satisfactorio. Por lo tanto, la tecnología de control moderna ha atraído una gran atención en la investigación del control de servomotores lineales. Los métodos de control comunes incluyen control adaptativo, control de estructura variable de modo deslizante, control robusto y control inteligente.
En los últimos años, el control de lógica difusa, el control de redes neuronales y otros métodos de control inteligente se han introducido en el control del sistema de accionamiento de motores lineales. En la actualidad, la lógica difusa, la red neuronal, el PID, el control H∞ y otros métodos de control maduros existentes se combinan, aprenden unos de otros, para obtener un mejor rendimiento de control.
La aplicación de la tecnología de control de accionamiento del motor lineal es la siguiente:
Sistema CNC para torneado de pistones
En el sistema de alimentación de la máquina herramienta, la mayor diferencia entre el accionamiento del motor lineal y el accionamiento del motor rotativo original es cancelar el enlace de transmisión mecánica del motor al banco de trabajo (placa de arrastre), la longitud de la cadena de transmisión de alimentación de la máquina herramienta se acorta a cero, por lo que este modo de transmisión también se denomina "transmisión cero". Es precisamente debido a este modo de "transmisión cero", que el modo de accionamiento del motor rotativo original no puede alcanzar el índice de rendimiento y las ventajas. Primero, respuesta de alta velocidad. Debido a que algunas partes de la transmisión mecánica con una gran constante de tiempo de respuesta (como el tornillo de avance, etc.) se eliminan directamente en el sistema, el rendimiento de la respuesta dinámica de todo el sistema de control de circuito cerrado mejora considerablemente y la respuesta es extremadamente sensible y rápida. . En segundo lugar, alta precisión. El sistema de accionamiento lineal cancela la brecha de transmisión y el error causado por el mecanismo mecánico, como el tornillo de avance, y reduce el error de seguimiento causado por el retraso del sistema de transmisión durante el movimiento de interpolación. La precisión de posicionamiento de la máquina herramienta se puede mejorar en gran medida mediante la detección de posición lineal y el control de retroalimentación. El mecanismo de movimiento lineal que utiliza un motor lineal se ha aplicado con éxito en el torneado y rectificado CNC de piezas de trabajo con una sección especial debido a su rápida respuesta y alta precisión. Apuntando a las piezas de sección no circular con el mayor rendimiento, el Centro de Investigación de corte no circular de la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa desarrolló una unidad de alimentación NC de carrera grande y ruido de alta frecuencia basada en un motor lineal. Cuando se utiliza para máquinas herramienta de pistón CNC, el tamaño de la mesa es de 600 mm × 320 mm, la carrera es de 100 mm, el empuje máximo es de 160 N y la aceleración máxima puede alcanzar los 13 g. Dado que la unidad de motor lineal y la mesa se han fijado juntas, solo se puede adoptar un control de circuito cerrado.
El diagrama del sistema de control de esta unidad se muestra en la figura.
Este es un sistema de lazo cerrado doble, siendo el lazo interno el lazo de velocidad y el lazo externo el lazo de posición. La regla de rejilla de alta precisión se utiliza como elemento de detección de posición. La precisión de posicionamiento depende de la resolución de la rejilla, y la retroalimentación puede eliminar el error mecánico del sistema para obtener una mayor precisión.
Sistema CNC abierto con motor lineal
El sistema NC se compone de PC y controlador de movimiento programable abierto. El microordenador general y el sistema operativo Windows se utilizan como plataforma. El controlador de movimiento en forma de complemento estándar en PC se utiliza como núcleo de control para realizar la apertura del sistema NC. El esquema de diseño general del sistema CNC abierto basado en motor lineal se muestra en la Figura 3.
El sistema adopta el esquema de insertar la tarjeta de control de movimiento PCI-8132 en la ranura de expansión de la PC, que se compone de PC, tarjeta de control de movimiento, servocontrolador, motor lineal, banco de trabajo CNC, etc. Entre ellos, el banco de trabajo CNC es impulsado por un motor lineal, el servocontrol y el control lógico de la máquina se completan con el controlador de movimiento, el controlador de movimiento es programable, en la forma de interpretación de subrutinas de movimiento y ejecución del programa CNC (código G, etc. ., admite expansión de usuarios). La PCI-8132 es una tarjeta de control de movimiento del eje 2-con interfaz PCI. Puede generar pulsos de alta frecuencia para impulsar el motor paso a paso y el servomotor, controlar el movimiento del motor de dos ejes y realizar la interpolación lineal y circular. En el mecanizado CNC, se proporciona retroalimentación de posición. El bus PCI reemplazó gradualmente al bus ISA en la tecnología de control industrial actual, convirtiéndose en la forma de bus principal, tiene muchas ventajas, como Plug and Play (Plug and Play), compartir interrupciones, brindando a los usuarios una gran comodidad, es actualmente el más avanzado , el bus más común en la PC.