ในภูมิทัศน์แบบไดนามิกของระบบอัตโนมัติสมัยใหม่ เซอร์โวมอเตอร์เชิงเส้นตรงมีความโดดเด่นในฐานะส่วนประกอบสำคัญ ขับเคลื่อนความแม่นยำและประสิทธิภาพในการใช้งานมากมาย ในฐานะซัพพลายเออร์ชั้นนำของเซอร์โวมอเตอร์กระแสตรงเชิงเส้น เราเข้าใจถึงบทบาทที่สำคัญของระบบตอบรับในการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของมอเตอร์เหล่านี้ โพสต์บนบล็อกนี้จะเจาะลึกระบบป้อนกลับประเภทต่างๆ ที่ใช้ในเซอร์โวมอเตอร์กระแสตรงเชิงเส้น โดยสำรวจหลักการทำงาน ข้อดี และการใช้งาน
1. ระบบป้อนกลับตัวเข้ารหัส
ตัวเข้ารหัสเป็นหนึ่งในอุปกรณ์ป้อนกลับที่ใช้บ่อยที่สุดในเซอร์โวมอเตอร์เชิงเส้นตรง โดยให้ข้อมูลที่แม่นยำเกี่ยวกับตำแหน่งและความเร็วของเพลามอเตอร์หรือแอคชูเอเตอร์เชิงเส้น ตัวเข้ารหัสมีสองประเภทหลัก: ตัวเข้ารหัสส่วนเพิ่มและตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์
ตัวเข้ารหัสส่วนเพิ่ม
ตัวเข้ารหัสแบบเพิ่มหน่วยจะสร้างชุดพัลส์ในขณะที่มอเตอร์หมุนหรือเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง จำนวนพัลส์เป็นสัดส่วนกับระยะทางที่เคลื่อนที่หรือมุมการหมุน ด้วยการนับพัลส์เหล่านี้ ตัวควบคุมจึงสามารถกำหนดตำแหน่งและความเร็วของมอเตอร์ได้ โดยทั่วไปตัวเข้ารหัสแบบเพิ่มหน่วยจะมีช่องสัญญาณเอาท์พุตสองช่อง A และ B ซึ่งจะเลื่อนเฟสไป 90 องศา การเปลี่ยนเฟสนี้ทำให้คอนโทรลเลอร์สามารถกำหนดทิศทางการเคลื่อนที่ได้
ข้อดีที่สำคัญประการหนึ่งของตัวเข้ารหัสแบบเพิ่มหน่วยคือความเรียบง่ายและความคุ้มค่า มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานที่ไม่จำเป็นต้องมีความแม่นยำสูง เช่น ในระบบสายพานลำเลียงและแขนหุ่นยนต์ธรรมดา อย่างไรก็ตาม ตัวเข้ารหัสส่วนเพิ่มมีข้อจำกัด: โดยจะสูญเสียข้อมูลตำแหน่งเมื่อปิดเครื่อง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการดำเนินการกลับบ้านเพื่อสร้างตำแหน่งที่แน่นอนของมอเตอร์เมื่อระบบรีสตาร์ท
ตัวเข้ารหัสสัมบูรณ์
ในทางกลับกัน ตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์จะให้รหัสดิจิทัลเฉพาะสำหรับแต่ละตำแหน่งของเพลามอเตอร์หรือตัวกระตุ้นเชิงเส้น ซึ่งหมายความว่าสามารถกำหนดตำแหน่งสัมบูรณ์ของมอเตอร์ได้ทันทีโดยไม่จำเป็นต้องทำการโฮม ตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์มีความซับซ้อนและมีราคาแพงกว่าตัวเข้ารหัสแบบเพิ่มหน่วย แต่มีความแม่นยำและความน่าเชื่อถือสูงกว่า
ตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์มักใช้ในการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำและความสามารถในการทำซ้ำสูง เช่น ในเครื่องแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์ CNC และอุปกรณ์การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการใช้งานที่มอเตอร์อาจปิดและรีสตาร์ทบ่อยครั้ง เช่น ในยานพาหนะนำทางอัตโนมัติ (AGV)
2. ระบบตอบรับรีโซลเวอร์
รีโซลเวอร์เป็นอุปกรณ์ป้อนกลับอีกประเภทหนึ่งที่ใช้ในเซอร์โวมอเตอร์กระแสตรงเชิงเส้น ขึ้นอยู่กับหลักการของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าและให้ข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งและความเร็วของเพลามอเตอร์ รีโซลเวอร์ประกอบด้วยสเตเตอร์และโรเตอร์ ซึ่งคล้ายกับมอเตอร์ไฟฟ้า สเตเตอร์มีขดลวดสองเส้น ขดลวดกระตุ้นและขดลวดเอาท์พุต ในขณะที่โรเตอร์มีขดลวดเดี่ยว
เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) กับขดลวดกระตุ้น มันจะสร้างสนามแม่เหล็กที่เหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้าในขดลวดโรเตอร์ ขนาดและเฟสของแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้นอยู่กับตำแหน่งของโรเตอร์ที่สัมพันธ์กับสเตเตอร์ โดยการวัดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ตัวควบคุมสามารถกำหนดตำแหน่งและความเร็วของเพลามอเตอร์ได้
ข้อดีหลักประการหนึ่งของรีโซลเวอร์คือความทนทานและความน่าเชื่อถือ มีความไวต่อการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) และปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น ฝุ่น ความชื้น และความแปรผันของอุณหภูมิน้อยกว่า ตัวรีโซลเวอร์มักใช้ในการใช้งานที่มีสภาวะการทำงานที่รุนแรง เช่น ในอวกาศ ยานยนต์ และระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม
อย่างไรก็ตาม รีโซลเวอร์มีข้อจำกัดบางประการ มีความแม่นยำน้อยกว่าตัวเข้ารหัส โดยเฉพาะที่ความเร็วสูง นอกจากนี้ยังต้องการวงจรประมวลผลสัญญาณที่ซับซ้อนมากขึ้นเพื่อแปลงสัญญาณเอาท์พุตแอนะล็อกให้เป็นรูปแบบดิจิทัลที่คอนโทรลเลอร์สามารถใช้ได้
3. ระบบตอบรับเซนเซอร์ Hall Effect
เซ็นเซอร์ฮอลล์เอฟเฟกต์เป็นอุปกรณ์ป้อนกลับที่เรียบง่ายและคุ้มค่า ซึ่งสามารถใช้เพื่อวัดตำแหน่งและความเร็วของเซอร์โวมอเตอร์เชิงเส้นตรง ขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ฮอลล์ ซึ่งเป็นการสร้างความต่างศักย์ไฟฟ้าข้ามตัวนำเมื่ออยู่ภายใต้สนามแม่เหล็ก
ในเซอร์โวมอเตอร์กระแสตรงเชิงเส้น โดยทั่วไปแล้วเซ็นเซอร์ฮอลล์เอฟเฟกต์จะติดตั้งอยู่ที่สเตเตอร์หรือตัวเรือนของมอเตอร์ โดยจะตรวจจับสนามแม่เหล็กที่เกิดจากแม่เหล็กถาวรบนโรเตอร์ และสร้างสัญญาณแรงดันไฟฟ้าที่เป็นสัดส่วนกับตำแหน่งของโรเตอร์ โดยการวัดสัญญาณแรงดันไฟฟ้า คอนโทรลเลอร์สามารถกำหนดตำแหน่งและความเร็วของมอเตอร์ได้
ข้อดีที่สำคัญประการหนึ่งของเซ็นเซอร์เอฟเฟกต์ Hall คือความเรียบง่ายและต้นทุนต่ำ อีกทั้งยังไม่ไวต่อฝุ่น ความชื้น และการสั่นสะเทือน ทำให้เหมาะสำหรับใช้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เซ็นเซอร์ Hall Effect มักใช้ในการใช้งานที่ไม่จำเป็นต้องมีความแม่นยำสูง เช่น ในเครื่องมือไฟฟ้า เครื่องใช้ในบ้าน และการใช้งานในยานยนต์
อย่างไรก็ตาม เซนเซอร์ Hall effect มีข้อจำกัดบางประการ มีความละเอียดค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับตัวเข้ารหัสและรีโซลเวอร์ และไม่เหมาะสำหรับใช้ในงานที่ต้องการความแม่นยำและความสามารถในการทำซ้ำสูง
4. ระบบป้อนกลับเลเซอร์อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์
เลเซอร์อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์เป็นอุปกรณ์ป้อนกลับที่มีความแม่นยำสูง ซึ่งสามารถใช้เพื่อวัดตำแหน่งและการกระจัดของเซอร์โวมอเตอร์กระแสตรงเชิงเส้นด้วยความแม่นยำในระดับนาโนเมตร ขึ้นอยู่กับหลักการรบกวน ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อคลื่นแสงตั้งแต่สองคลื่นขึ้นไปรวมกันจนกลายเป็นรูปแบบการรบกวนเชิงสร้างสรรค์และเชิงทำลาย
ในอินเทอร์เฟอโรมิเตอร์แบบเลเซอร์ ลำแสงเลเซอร์จะถูกแบ่งออกเป็นสองลำแสง: ลำแสงอ้างอิงและลำแสงการวัด ลำแสงอ้างอิงจะสะท้อนจากกระจกที่อยู่กับที่ ในขณะที่ลำแสงการวัดจะสะท้อนจากกระจกที่กำลังเคลื่อนที่ซึ่งติดอยู่กับตัวกระตุ้นเชิงเส้นของมอเตอร์ จากนั้นลำแสงทั้งสองจะรวมตัวกันอีกครั้ง และรูปแบบการรบกวนจะถูกตรวจจับโดยเครื่องตรวจจับแสง
ด้วยการวัดการเปลี่ยนแปลงในรูปแบบการรบกวน ตัวควบคุมสามารถกำหนดการเคลื่อนที่ของกระจกที่กำลังเคลื่อนที่ และดังนั้น ตำแหน่งของแอคชูเอเตอร์เชิงเส้น เลเซอร์อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์มีความแม่นยำและเที่ยงตรงสูงเป็นพิเศษ ทำให้เหมาะสำหรับใช้ในงานที่ต้องการการวางตำแหน่งระดับนาโนเมตร เช่น ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ การตัดเฉือนที่มีความแม่นยำ และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์
อย่างไรก็ตาม เลเซอร์อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์มีความซับซ้อนและมีราคาแพง และต้องการสภาพแวดล้อมการทำงานที่มั่นคงเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด นอกจากนี้ยังมีความไวต่อการสั่นสะเทือนและการแปรผันของอุณหภูมิ ซึ่งอาจส่งผลต่อความแม่นยำของการวัด
การประยุกต์ใช้ระบบป้อนกลับแบบต่างๆ
ทางเลือกของระบบป้อนกลับสำหรับเซอร์โวมอเตอร์เชิงเส้นตรงขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของการใช้งาน ต่อไปนี้คือตัวอย่างบางส่วนของการใช้ระบบตอบรับที่แตกต่างกันในแอปพลิเคชันต่างๆ:
- ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม: ในการใช้งานระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม เช่น หุ่นยนต์หยิบและวางและสายการประกอบ โดยทั่วไปจะใช้ตัวเข้ารหัสส่วนเพิ่มและตัวเข้ารหัสสัมบูรณ์เพื่อให้ตำแหน่งที่แม่นยำและการตอบสนองความเร็ว ตัวเข้ารหัสเหล่านี้ช่วยให้หุ่นยนต์สามารถทำงานซ้ำๆ ได้อย่างแม่นยำและสามารถทำซ้ำได้สูง
- เครื่องจักรกลซีเอ็นซี: ในเครื่องแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์ CNC มีการใช้ตัวเข้ารหัสสัมบูรณ์และเลเซอร์อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์เพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำและความแม่นยำสูงในกระบวนการตัดเฉือน ระบบป้อนกลับเหล่านี้ช่วยให้เครื่องจักรวางตำแหน่งเครื่องมือตัดได้อย่างแม่นยำระดับไมครอน ส่งผลให้ได้ชิ้นส่วนเครื่องจักรคุณภาพสูง
- การบินและอวกาศและกลาโหม: ในการใช้งานด้านการบินและอวกาศและการป้องกัน โดยทั่วไปจะใช้รีโซลเวอร์และเซ็นเซอร์เอฟเฟกต์ Hall เนื่องจากมีความทนทานและเชื่อถือได้ ระบบป้อนกลับเหล่านี้สามารถทนต่อสภาวะการทำงานที่รุนแรง เช่น อุณหภูมิสูง การสั่นสะเทือน และการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า
- อุปกรณ์การแพทย์: ในอุปกรณ์ทางการแพทย์ เช่น หุ่นยนต์ผ่าตัดและระบบภาพวินิจฉัย มีการใช้ตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์และเลเซอร์อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์เพื่อให้การควบคุมตำแหน่งและการเคลื่อนไหวที่แม่นยำ ระบบตอบรับเหล่านี้รับประกันความปลอดภัยและประสิทธิผลของกระบวนการทางการแพทย์
บทสรุป
โดยสรุป ระบบป้อนกลับมีบทบาทสำคัญในประสิทธิภาพของเซอร์โวมอเตอร์กระแสตรงเชิงเส้น ทางเลือกของระบบป้อนกลับขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของการใช้งาน เช่น ความแม่นยำ ความถูกต้อง ความน่าเชื่อถือ และต้นทุน ในฐานะซัพพลายเออร์ชั้นนำของเซอร์โวมอเตอร์เชิงเส้นตรง เรานำเสนอระบบป้อนกลับที่หลากหลายเพื่อตอบสนองความต้องการที่หลากหลายของลูกค้าของเรา ไม่ว่าคุณจะต้องการตัวเข้ารหัสที่มีความแม่นยำสูงสำหรับเครื่องแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์ CNC หรือเครื่องรีโซลเวอร์ที่แข็งแกร่งสำหรับการใช้งานด้านการบินและอวกาศ เราก็มีโซลูชันสำหรับคุณ
เราขอเชิญคุณมาสำรวจกลุ่มผลิตภัณฑ์ของเรารวมถึงกระบอกสูบเซอร์โวมอเตอร์,เซอร์โวแอคทูเอเตอร์,กระบอกสูบเซอร์โวไฟฟ้า,เซอร์โวโมโตเพลากลวง, และเซอร์โวมอเตอร์โรตารีเชิงเส้น. หากคุณมีคำถามหรือต้องการความช่วยเหลือในการเลือกระบบตอบรับที่เหมาะสมสำหรับการสมัครของคุณ โปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเรา เราหวังว่าจะได้ร่วมมือกับคุณเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของระบบเซอร์โวมอเตอร์เชิงเส้นตรงของคุณ
อ้างอิง
- Dorf, RC และบิชอป RH (2016) ระบบควบคุมที่ทันสมัย เพียร์สัน.
- Kuo , BC , & Golnaraghi , F. (2018). ระบบควบคุมอัตโนมัติ ไวลีย์.
- โอกาตะ เค. (2010) วิศวกรรมควบคุมสมัยใหม่ ห้องฝึกหัด.