റോബോട്ടുകളിലെ കാര്യക്ഷമമായ സെർവോ സംവിധാനങ്ങൾ

റോബോട്ടിക്സ് വ്യവസായത്തിൽ, സെർവോ ഡ്രൈവുകൾ ഒരു സാധാരണ വിഷയമാണ്.ഇൻഡസ്ട്രി 4.0-ൻ്റെ ത്വരിതഗതിയിലുള്ള മാറ്റത്തോടെ, റോബോട്ടിൻ്റെ സെർവോ ഡ്രൈവും നവീകരിച്ചു.നിലവിലെ റോബോട്ട് സിസ്റ്റത്തിന് കൂടുതൽ അച്ചുതണ്ടുകൾ നിയന്ത്രിക്കാൻ മാത്രമല്ല, കൂടുതൽ ബുദ്ധിപരമായ പ്രവർത്തനങ്ങൾ നേടാനും ഡ്രൈവ് സിസ്റ്റം ആവശ്യമാണ്.

ഒരു മൾട്ടി-അക്ഷ വ്യവസായ റോബോട്ടിൻ്റെ പ്രവർത്തനത്തിലെ ഓരോ നോഡിലും, സെറ്റ് ഹാൻഡ്‌ലിംഗ് പോലുള്ള ജോലികൾ പൂർത്തിയാക്കാൻ അത് ത്രിമാനങ്ങളിൽ വ്യത്യസ്ത മാഗ്നിറ്റ്യൂഡുകളുടെ ശക്തികൾ ഉപയോഗിക്കണം.മോട്ടോറുകൾറോബോട്ടിൽ ഉണ്ട്കൃത്യമായ പോയിൻ്റുകളിൽ വേരിയബിൾ വേഗതയും ടോർക്കും നൽകാൻ കഴിയും, കൂടാതെ കൃത്യമായ സ്ഥാനനിർണ്ണയം സാധ്യമാക്കിക്കൊണ്ട് വ്യത്യസ്ത അക്ഷങ്ങളിൽ ചലനം ഏകോപിപ്പിക്കാൻ കൺട്രോളർ അവ ഉപയോഗിക്കുന്നു.റോബോട്ട് കൈകാര്യം ചെയ്യൽ ജോലി പൂർത്തിയാക്കിയ ശേഷം, റോബോട്ടിക് കൈയെ അതിൻ്റെ പ്രാരംഭ സ്ഥാനത്തേക്ക് തിരികെ നൽകുമ്പോൾ മോട്ടോർ ടോർക്ക് കുറയ്ക്കുന്നു.

ഉയർന്ന പ്രകടന നിയന്ത്രണ സിഗ്നൽ പ്രോസസ്സിംഗ്, കൃത്യമായ ഇൻഡക്റ്റീവ് ഫീഡ്ബാക്ക്, പവർ സപ്ലൈസ്, ഇൻ്റലിജൻ്റ് എന്നിവ ഉൾക്കൊള്ളുന്നുമോട്ടോർ ഡ്രൈവുകൾ, ഈ ഉയർന്ന ദക്ഷതയുള്ള സെർവോ സിസ്റ്റംഅത്യാധുനിക തൽക്ഷണ പ്രതികരണം കൃത്യമായ വേഗതയും ടോർക്ക് നിയന്ത്രണവും നൽകുന്നു.

ഹൈ-സ്പീഡ് റിയൽ-ടൈം സെർവോ ലൂപ്പ് കൺട്രോൾ - സിഗ്നൽ പ്രോസസ്സിംഗും ഇൻഡക്റ്റീവ് ഫീഡ്‌ബാക്കും നിയന്ത്രിക്കുക

സെർവോ ലൂപ്പിൻ്റെ ഹൈ-സ്പീഡ് ഡിജിറ്റൽ തത്സമയ നിയന്ത്രണം സാക്ഷാത്കരിക്കുന്നതിനുള്ള അടിസ്ഥാനം മൈക്രോഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ് നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയുടെ നവീകരണത്തിൽ നിന്ന് വേർതിരിക്കാനാവാത്തതാണ്.ഏറ്റവും സാധാരണമായ ത്രീ-ഫേസ് ഇലക്ട്രിക്-ഓപ്പറേറ്റഡ് റോബോട്ട് മോട്ടോർ ഉദാഹരണമായി എടുത്താൽ, ഒരു PWM ത്രീ-ഫേസ് ഇൻവെർട്ടർ ഉയർന്ന ആവൃത്തിയിലുള്ള പൾസ്ഡ് വോൾട്ടേജ് തരംഗരൂപങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുകയും ഈ തരംഗരൂപങ്ങളെ മോട്ടറിൻ്റെ ത്രീ-ഫേസ് വിൻഡിംഗുകളിലേക്ക് സ്വതന്ത്ര ഘട്ടങ്ങളിൽ പുറപ്പെടുവിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.മൂന്ന് പവർ സിഗ്നലുകളിൽ, മോട്ടോർ ലോഡിലെ മാറ്റങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കുകയും ഡിജിറ്റൈസ് ചെയ്യുകയും ഡിജിറ്റൽ പ്രോസസ്സറിലേക്ക് അയയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്ന നിലവിലെ ഫീഡ്‌ബാക്കിനെ ബാധിക്കുന്നു.ഡിജിറ്റൽ പ്രോസസ്സർ പിന്നീട് ഔട്ട്പുട്ട് നിർണ്ണയിക്കാൻ ഹൈ-സ്പീഡ് സിഗ്നൽ പ്രോസസ്സിംഗ് അൽഗോരിതങ്ങൾ നടത്തുന്നു.

ഇവിടെ ഡിജിറ്റൽ പ്രൊസസറിൻ്റെ ഉയർന്ന പ്രകടനം മാത്രമല്ല, വൈദ്യുതി വിതരണത്തിന് കർശനമായ ഡിസൈൻ ആവശ്യകതകളും ആവശ്യമാണ്.ആദ്യം പ്രോസസർ ഭാഗം നോക്കാം.കോർ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് വേഗത ഓട്ടോമേറ്റഡ് അപ്‌ഗ്രേഡുകളുടെ വേഗതയ്‌ക്കൊപ്പം ഉണ്ടായിരിക്കണം, അത് ഇനി പ്രശ്‌നമല്ല.ചില ഓപ്പറേഷൻ കൺട്രോൾ ചിപ്പുകൾപ്രോസസർ കോർ ഉപയോഗിച്ച് മോട്ടോർ നിയന്ത്രണത്തിന് ആവശ്യമായ എ/ഡി കൺവെർട്ടറുകൾ, പൊസിഷൻ/സ്പീഡ് ഡിറ്റക്ഷൻ മൾട്ടിപ്ലയർ കൗണ്ടറുകൾ, പിഡബ്ല്യുഎം ജനറേറ്ററുകൾ മുതലായവ സംയോജിപ്പിക്കുക, ഇത് സെർവോ കൺട്രോൾ ലൂപ്പിൻ്റെ സാംപ്ലിംഗ് സമയത്തെ വളരെയധികം കുറയ്ക്കുകയും ഒരൊറ്റ ചിപ്പ് വഴി തിരിച്ചറിയുകയും ചെയ്യുന്നു.ഇത് ഓട്ടോമാറ്റിക് ആക്സിലറേഷൻ ആൻഡ് ഡിസെലറേഷൻ കൺട്രോൾ, ഗിയർ സിൻക്രൊണൈസേഷൻ കൺട്രോൾ, പൊസിഷൻ, സ്പീഡ്, കറൻ്റ് എന്നിവയുടെ മൂന്ന് ലൂപ്പുകളുടെ ഡിജിറ്റൽ നഷ്ടപരിഹാര നിയന്ത്രണം എന്നിവ സ്വീകരിക്കുന്നു.

വെലോസിറ്റി ഫീഡ്ഫോർവേഡ്, ആക്സിലറേഷൻ ഫീഡ്ഫോർവേഡ്, ലോ-പാസ് ഫിൽട്ടറിംഗ്, സാഗ് ഫിൽട്ടറിംഗ് തുടങ്ങിയ നിയന്ത്രണ അൽഗോരിതങ്ങളും ഒരൊറ്റ ചിപ്പിൽ നടപ്പിലാക്കുന്നു.പ്രോസസ്സറിൻ്റെ തിരഞ്ഞെടുപ്പ് ഇവിടെ ആവർത്തിക്കില്ല.മുമ്പത്തെ ലേഖനങ്ങളിൽ, വിവിധ റോബോട്ട് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ വിശകലനം ചെയ്തിട്ടുണ്ട്, ഇത് കുറഞ്ഞ ചിലവുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനാണോ അല്ലെങ്കിൽ പ്രോഗ്രാമിംഗിനും അൽഗോരിതത്തിനും ഉയർന്ന ആവശ്യകതകളുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനാണോ എന്ന്.വിപണിയിൽ ഇതിനകം നിരവധി തിരഞ്ഞെടുപ്പുകൾ ഉണ്ട്.നേട്ടങ്ങൾ വ്യത്യസ്തമാണ്.

നിലവിലെ ഫീഡ്‌ബാക്ക് മാത്രമല്ല, സിസ്റ്റം വോൾട്ടേജിലെയും താപനിലയിലെയും മാറ്റങ്ങൾ ട്രാക്കുചെയ്യുന്നതിന് മറ്റ് സെൻസ്ഡ് ഡാറ്റയും കൺട്രോളറിലേക്ക് അയയ്ക്കുന്നു.ഉയർന്ന റെസല്യൂഷൻ കറൻ്റും വോൾട്ടേജ് സെൻസിംഗ് ഫീഡ്‌ബാക്കും എപ്പോഴും ഒരു വെല്ലുവിളിയാണ്മോട്ടോർ നിയന്ത്രണം.എല്ലാ ഷണ്ട്/ഹാൾ സെൻസറുകളിൽ നിന്നും ഫീഡ്‌ബാക്ക് കണ്ടെത്തുന്നു/ കാന്തിക സെൻസറുകൾ ഒരേ സമയം മികച്ചതാണ്, എന്നാൽ ഇത് ഡിസൈനിൽ വളരെ ആവശ്യപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് ശക്തി നിലനിർത്തേണ്ടതുണ്ട്.

അതേ സമയം, സിഗ്നൽ നഷ്ടവും ഇടപെടലും ഒഴിവാക്കാൻ, സെൻസറിൻ്റെ അരികിൽ സിഗ്നൽ ഡിജിറ്റൈസ് ചെയ്യുന്നു.സാമ്പിൾ നിരക്ക് കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച്, സിഗ്നൽ ഡ്രിഫ്റ്റ് മൂലമുണ്ടാകുന്ന നിരവധി ഡാറ്റ പിശകുകൾ ഉണ്ട്.ഇൻഡക്ഷൻ, അൽഗോരിതം അഡ്ജസ്റ്റ്മെൻ്റ് എന്നിവയിലൂടെ ഈ മാറ്റങ്ങൾക്ക് ഡിസൈൻ നഷ്ടപരിഹാരം നൽകേണ്ടതുണ്ട്.വിവിധ വ്യവസ്ഥകളിൽ സ്ഥിരത നിലനിർത്താൻ ഇത് സെർവോ സിസ്റ്റത്തെ അനുവദിക്കുന്നു.

വിശ്വസനീയവും കൃത്യവുമായ സെർവോ ഡ്രൈവ് - പവർ സപ്ലൈയും ഇൻ്റലിജൻ്റ് മോട്ടോർ ഡ്രൈവും

സ്ഥിരതയുള്ള ഉയർന്ന റെസല്യൂഷൻ കൺട്രോൾ പവർ വിശ്വസനീയവും കൃത്യവുമായ സെർവോ കൺട്രോൾ ഉള്ള അൾട്രാ-ഹൈ-സ്പീഡ് സ്വിച്ചിംഗ് ഫംഗ്ഷനുകളുള്ള പവർ സപ്ലൈസ്.നിലവിൽ, പല നിർമ്മാതാക്കൾക്കും ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി മെറ്റീരിയലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് പവർ മൊഡ്യൂളുകൾ സംയോജിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട്, അവ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാൻ വളരെ എളുപ്പമാണ്.

സ്വിച്ച് മോഡ് പവർ സപ്ലൈസ് ഒരു കൺട്രോളർ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ക്ലോസ്ഡ്-ലൂപ്പ് പവർ സപ്ലൈ ടോപ്പോളജിയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, കൂടാതെ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന രണ്ട് പവർ സ്വിച്ചുകൾ പവർ മോസ്ഫെറ്റുകളും ഐജിബിടികളുമാണ്.ഓൺ/ഓഫ് അവസ്ഥ നിയന്ത്രിച്ച് ഈ സ്വിച്ചുകളുടെ ഗേറ്റുകളിലെ വോൾട്ടേജും കറൻ്റും നിയന്ത്രിക്കുന്ന സ്വിച്ച് മോഡ് പവർ സപ്ലൈകൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന സിസ്റ്റങ്ങളിൽ ഗേറ്റ് ഡ്രൈവറുകൾ സാധാരണമാണ്.

സ്വിച്ച് മോഡ് പവർ സപ്ലൈകളുടെയും ത്രീ-ഫേസ് ഇൻവെർട്ടറുകളുടെയും രൂപകൽപ്പനയിൽ, വിവിധ ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള സ്മാർട്ട് ഗേറ്റ് ഡ്രൈവറുകൾ, അന്തർനിർമ്മിത FET-കളുള്ള ഡ്രൈവറുകൾ, സംയോജിത നിയന്ത്രണ പ്രവർത്തനങ്ങളുള്ള ഡ്രൈവറുകൾ എന്നിവ അനന്തമായ സ്ട്രീമിൽ ഉയർന്നുവരുന്നു.അന്തർനിർമ്മിത FET യുടെ സംയോജിത രൂപകൽപ്പനയും നിലവിലെ സാമ്പിൾ ഫംഗ്‌ഷനും ബാഹ്യ ഘടകങ്ങളുടെ ഉപയോഗം വളരെയധികം കുറയ്ക്കും.പിഡബ്ല്യുഎം, എനേബിൾ, അപ്പർ, ലോവർ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ, ഹാൾ സിഗ്നൽ ഇൻപുട്ട് എന്നിവയുടെ ലോജിക് കോൺഫിഗറേഷൻ ഡിസൈനിൻ്റെ വഴക്കം വളരെയധികം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് വികസന പ്രക്രിയയെ ലളിതമാക്കുക മാത്രമല്ല, പവർ എഫിഷ്യൻസി മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.

സെർവോ ഡ്രൈവർ ഐസികളും ഏകീകരണത്തിൻ്റെ അളവ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു, കൂടാതെ പൂർണ്ണമായി സംയോജിപ്പിച്ച സെർവോ ഡ്രൈവർ ഐസികൾക്ക് സെർവോ സിസ്റ്റങ്ങളുടെ മികച്ച ചലനാത്മക പ്രകടനത്തിനുള്ള വികസന സമയം വളരെ കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും.പ്രീ-ഡ്രൈവർ, സെൻസിംഗ്, പ്രൊട്ടക്ഷൻ സർക്യൂട്ടുകൾ, പവർ ബ്രിഡ്ജ് എന്നിവ ഒരു പാക്കേജിലേക്ക് സംയോജിപ്പിക്കുന്നത് മൊത്തത്തിലുള്ള വൈദ്യുതി ഉപഭോഗവും സിസ്റ്റം ചെലവും കുറയ്ക്കുന്നു.ഇവിടെ ലിസ്റ്റുചെയ്തിരിക്കുന്നത് ട്രൈനാമിക് (എഡിഐ)യുടെ പൂർണ്ണമായി സംയോജിപ്പിച്ച സെർവോ ഡ്രൈവർ ഐസി ബ്ലോക്ക് ഡയഗ്രം ആണ്, എല്ലാ നിയന്ത്രണ പ്രവർത്തനങ്ങളും ഹാർഡ്‌വെയർ, ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് എഡിസി, പൊസിഷൻ സെൻസർ ഇൻ്റർഫേസ്, പൊസിഷൻ ഇൻ്റർപോളേറ്റർ, പൂർണ്ണമായി പ്രവർത്തനക്ഷമവും വിവിധ സെർവോ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് അനുയോജ്യവുമാണ്.

 

പൂർണ്ണമായി സംയോജിപ്പിച്ച സെർവോ ഡ്രൈവർ ഐസി, ട്രിനാമിക് (എഡിഐ)

സംഗ്രഹം

ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയുള്ള സെർവോ സിസ്റ്റത്തിൽ, ഉയർന്ന പ്രകടന നിയന്ത്രണ സിഗ്നൽ പ്രോസസ്സിംഗ്, കൃത്യമായ ഇൻഡക്ഷൻ ഫീഡ്ബാക്ക്, പവർ സപ്ലൈ, ഇൻ്റലിജൻ്റ് മോട്ടോർ ഡ്രൈവ് എന്നിവ ഒഴിച്ചുകൂടാനാവാത്തതാണ്.ഉയർന്ന പ്രവർത്തനക്ഷമതയുള്ള ഉപകരണങ്ങളുടെ സഹകരണം റോബോട്ടിന് കൃത്യമായ വേഗതയും ടോർക്ക് നിയന്ത്രണവും നൽകാൻ കഴിയും, അത് തത്സമയം ചലന സമയത്ത് തൽക്ഷണം പ്രതികരിക്കും.ഉയർന്ന പ്രകടനത്തിന് പുറമേ, ഓരോ മൊഡ്യൂളിൻ്റെയും ഉയർന്ന സംയോജനവും കുറഞ്ഞ ചെലവും ഉയർന്ന പ്രവർത്തനക്ഷമതയും നൽകുന്നു.