运动控制系统应用及实例解析
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1.4.2 传送及进给类控制

在工业领域,传送及进给方式的应用到处可见,如带式传送、辊道传送、货物提升、物流分拣、旋转分度盘、包装进料和设备的牵引等。这类应用的控制模式比较多,一般为控制速度稳定和定位准确,有些需要同步功能,如图1-21所示。

图1-21a是物体传送或设备牵引轴的示意图,该类应用的要求是:在传送物体的过程中,无论物体的体积重量有什么变化,都需要保持运动过程中的速度稳定。常常会使用无编码器的速度开环矢量控制,或电机有测速编码器反馈的速度闭环控制,系统会根据负载的变化做出快速响应进行自动调节,从而保证速度的相对稳定。

图1-21b是物体定位控制的示意图,定位控制是运动控制中最常见的一种控制模式,经常使用电机编码器既做速度反馈又做位置反馈,要求物体按照设定的速度到达指定的目标位置并且定位准确。而对于一些特殊的应用,需要用外接位置测量装置做位置反馈,测量物体运动的真实位置,避免由于机械打滑或间隙等引起的误差,这种位置控制相对复杂,有时需要对信号及控制回路进行适当的处理。

图1-21 传送及进给方式

图1-21c是分度盘控制示意图,是指旋转轴的速度控制或定位控制,这类控制需要注意系统的惯量匹配,否则很难控制。在运行过程中需要保持速度的稳定和定位的准确,要根据实际情况选择合理的电机及机械传动比,并设定合适的加减速时间及加速度和加加速度。定位控制类似图1-21b的直线轴定位。

图1-21d是货物提升控制的示意图,如港口机械、建筑机械等各类重型机械以及物流堆垛机、电梯等都是典型的提升控制,是指物体在垂直方向的上下运动,要求物体在整个运行过程中非常平稳,无论是吊起货物的起动加速过程,还是中途运行的匀速运动,以及到位时的减速运行,都不能有大的晃动和抖动,否则会有很大的危险,尤其是载人的提升如电梯更是这样。这类控制大多数都是速度闭环控制和定位控制,而且在垂直方向上都会有机械抱闸,以确保在停车或紧急情况下机械及人的安全,所以货物提升的控制不仅需要运动控制等电气方面的知识,还需要有一定的货物、电梯提升等机械方面的专业知识,这样才能做到既安全又可靠。