Una tarjeta de control de movimiento es un dispositivo de hardware informático especialmente diseñado para lograr movimientos de alta precisión, que suele instalarse en un ordenador personal (PC) o un ordenador industrial (IPC). Gestiona y dirige el movimiento de las máquinas ejecutando algoritmos complejos y procesando señales de alta velocidad. Este tipo de unidad de control es esencial en la tecnología de automatización, la robótica, las máquinas de control numérico (CNC), las máquinas de embalaje, las imprentas y otros campos que requieren un control preciso del movimiento.
Composición del núcleo y características técnicas
Los componentes principales de una tarjeta de control de movimiento incluyen:
Microprocesador de alto rendimiento: responsable del procesamiento de datos y computación de alta velocidad para garantizar el tiempo real y la precisión de las instrucciones de control.
Dispositivos lógicos masivamente programables: como FPGAs (matrices de puertas programables en campo) o CPLD (dispositivos lógicos programables complejos) para funciones lógicas personalizadas y operación de E/S de alta velocidad.
DAC (convertidor digital a analógico)/ADC (convertidor analógico a digital): se utiliza para convertir una señal digital en una señal analógica y viceversa para interactuar con un sensor o actuador.
Interfaz del codificador: se utiliza para leer la información de posición y velocidad del motor para el control de circuito cerrado.
Salida PWM (modulación por ancho de pulso): se utiliza para controlar servoaccionamientos o convertidores de frecuencia.
Interfaz de comunicación: como RS-232, CAN, EtherCAT, etc., se utiliza para comunicarse con otros dispositivos o redes.
Las características técnicas incluyen:
Control coordinado de múltiples ejes: se pueden controlar varios motores o ejes de movimiento al mismo tiempo para lograr trayectorias de movimiento complejas.
Salida de pulso de alta velocidad: envía una señal de pulso de alta frecuencia a un servomotor o motor paso a paso para controlar su movimiento preciso.
Algoritmo de interpolación: admite funciones avanzadas de control de movimiento, como interpolación lineal e interpolación circular.
Modo de control de posición: proporciona posicionamiento punto a punto, control de velocidad, engranaje electrónico, leva electrónica y otras funciones.
Función PLC suave: Algunas tarjetas de control de movimiento integran las funciones de un controlador lógico programable, que puede realizar control lógico y control de secuencia.
Escenarios de aplicación
Las tarjetas de control de movimiento se utilizan en una amplia gama de aplicaciones y estos son algunos casos de uso típicos:
Máquinas CNC: En las máquinas CNC, las tarjetas de control de movimiento son las encargadas de guiar con precisión la trayectoria de movimiento de la herramienta, consiguiendo así un mecanizado de precisión.
Robots: Los robots industriales se basan en tarjetas de control de movimiento para realizar acciones y tareas complejas, como soldar, ensamblar, manipular, etc.
Fabricación de semiconductores: en el corte de obleas, el empaquetado de chips y más, las tarjetas de control de movimiento garantizan una precisión y repetibilidad extremas.
Maquinaria textil: Controlar el movimiento de los hilos de urdimbre y trama en el telar para producir textiles de alta calidad.
Envasado de alimentos: En la línea de envasado automatizada, la tarjeta de control de movimiento coordina las acciones de cada manipulador para completar los procesos de clasificación, empaquetado, sellado y otros de los alimentos.
Equipos médicos: como robots quirúrgicos, equipos de diagnóstico, etc., las tarjetas de control de movimiento proporcionan un control de movimiento preciso para garantizar la precisión y seguridad de la operación.