Componentes essenciais do sistema de controle de movimento:aumente a eficiência da fabricação

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Os fabricantes modernos devem aumentar a eficiência nas suas operações para permanecerem competitivos. Os sistemas de controle de movimento, que controlam com precisão a velocidade, a aceleração, a posição e o torque em equipamentos industriais automatizados, podem ajudar os fabricantes a alcançar maiores níveis de produtividade. Esses sistemas sofisticados possuem quatro componentes essenciais:um controlador, um inversor, um motor e um dispositivo de feedback. Compreender como eles funcionam juntos é fundamental para otimizar o desempenho de suas máquinas de produção automatizadas.

Este blog explorará esses componentes detalhadamente para fornecer informações sobre como a precisão e a repetibilidade fornecidas por um sistema de controle de movimento bem projetado podem ajudá-lo a atingir suas metas de produção. Como seu parceiro confiável em automação, a JHFOSTER está pronta para ajudá-lo a implementar soluções de controle de movimento para que você possa começar a trabalhar com mais eficiência.

Quatro componentes essenciais dos sistemas de controle de movimento

Os quatro componentes de um sistema de controle de movimento incluem um controlador de movimento, um acionamento de motor, um motor e dispositivos de feedback. 

Controlador de movimento: Muitas vezes referido como o cérebro do sistema de controle de movimento, o controlador de movimento coordena os acionamentos do motor; às vezes há vários drives sendo controlados ao mesmo tempo. Com base na posição alvo programada e nos perfis de movimento, o controlador de movimento cria as trajetórias apropriadas para os motores seguirem. Como o cérebro humano, ele envia o comando para acelerar até uma velocidade precisa e desacelerar até parar no local desejado. O número de controladores usados ​​em uma aplicação variará com base no número de processos individuais que requerem controle. Cada controlador em um sistema receberá instruções e enviará feedback ao computador ou PLC que controla a máquina ou linha.

Acionamento do motor: O inversor serve como intérprete entre o controlador de movimento e o motor. Sua função é receber o sinal de comando do controlador, interpretar o comando e, em seguida, fornecer o nível adequado de potência ao motor para fornecer movimento preciso da máquina. Os drives estão disponíveis como drives digitais, analógicos, lineares, de comutação, de passo e servo. Cada tipo de unidade possui características diferentes. As unidades digitais contêm capacidades de entrada e saída discretas, enquanto as unidades analógicas contêm capacidades de entrada e saída variáveis. Acionamentos lineares são usados ​​para movimento reto. Os drives de comutação usam uma técnica chamada modulação por largura de pulso para ligar e desligar a tensão rapidamente para criar um movimento ou velocidade específico. Os acionamentos de passo oferecem torque de nível baixo a médio e produzem rotação suave em uma ampla faixa de velocidade. Os servodrives interpretam sinais de comando e loops de feedback internos para controlar com precisão o movimento em aplicações de alta potência e alta velocidade.

Motor: O motor funciona como um músculo. Sua função é receber a entrada elétrica do acionamento do motor e convertê-la em movimento. Os dois tipos de motores elétricos são CA e CC, e ambos transformam eletricidade em movimento por meio de campos magnéticos. Os motores CC funcionam em corrente contínua, enquanto os motores CA funcionam em corrente alternada. A velocidade dos motores DC é normalmente controlada variando a quantidade de tensão aplicada. A velocidade dos motores CA geralmente é controlada variando a frequência da tensão aplicada.  Os motores CA são mais comumente usados. 

Dispositivos de feedback: Usados apenas em sistemas de controle de movimento de malha fechada, os dispositivos de feedback fornecem informações de posição do motor ao controlador de movimento para que ele possa ajustar seus comandos nos momentos apropriados. Os codificadores, que medem e relatam posição, velocidade e direção, são os dispositivos de feedback mais populares. Os sistemas de controle de movimento de malha fechada podem executar com precisão movimentos complexos que os sistemas de controle de movimento de malha aberta não conseguem.

Como funciona o controle de movimento?

Os sistemas de controle de movimento criam uma sequência precisa de movimento, chamada perfil de movimento, e então ajustam continuamente a operação do motor para corresponder à sequência especificada. Veja como funciona um sistema de controle de movimento:

Etapa 1: O controlador de movimento recebe o comando de destino.

Etapa 2: O controlador calcula a trajetória desejada (o perfil de movimento).

Etapa 3: O controlador envia um sinal de comando ao acionamento do motor.

Etapa 4: O inversor fornece a energia elétrica necessária ao motor.

Etapa 5: O motor executa o movimento.

Etapa 6: Num sistema de malha fechada, o dispositivo de feedback mede o movimento real e envia esta informação de volta ao controlador.

Etapa 7: O controlador compara o movimento real com o movimento desejado e ajusta os comandos (a malha de controle) para corrigir quaisquer erros, garantindo um movimento preciso.

Compreendendo os sensores de movimento

No controle de movimento industrial, o “sensor de movimento” é o dispositivo de feedback, que geralmente é um codificador. Para fornecer feedback, os codificadores medem os parâmetros reais do movimento, como posição, velocidade e/ou direção, e os retransmitem ao controlador para correção do sistema.

O que acionará um sensor de movimento?

Em um sistema industrial de controle de movimento em malha fechada, o sensor de movimento (normalmente um codificador) é acionado pelo movimento do eixo do motor ou estágio linear. O codificador é conectado ao motor para que, quando o motor se move, o codificador detecte esse movimento e envie um sinal.

Como saber se o seu sensor de movimento está funcionando?

Existem três maneiras comuns de determinar se o seu sensor de movimento industrial está funcionando.

Monitore os dados de feedback: O método mais confiável de verificar se o seu encoder está operacional é verificar os dados de posição ou velocidade enviados ao controlador de movimento por meio da interface homem-máquina (HMI) ou do software da máquina. Se a máquina se mover e os dados forem atualizados corretamente, o codificador está funcionando.

Procure falhas: Se o sensor falhar em um sistema de controle de movimento em malha fechada, uma falha ou alarme será acionado porque o controlador não consegue verificar ou corrigir a posição do motor.

Verifique a precisão do movimento: Problemas como a máquina não conseguir manter a posição ou apresentar vibração excessiva podem indicar um dispositivo de feedback com defeito ou ajustado incorretamente.

Onde o controle de movimento é usado?

Para aumentar a eficiência e reduzir os custos operacionais, cada vez mais fabricantes estão a automatizar as suas linhas de produção e o controlo de movimento desempenha um papel fundamental na automação eficaz. Os sistemas de controle de movimento podem ser encontrados em aplicações onde movimentos complexos devem ser repetíveis, precisos e ajustáveis, incluindo:

• Robôs pick-and-place para tarefas de paletização e embalagem.
• Robôs/cobots são usados para soldagem, montagem, corte e outras tarefas que exigem movimentos precisos.
• Usinagem CNC precisa.
• Impressoras 3D.
• Sistemas automatizados de manuseio de materiais.
• Aplicações de montagem automotiva.

À medida que a integração de equipamentos automatizados continua a aumentar, os sistemas de controle de movimento são essenciais para um movimento preciso e repetível, o que ajuda a maximizar a produtividade e reduzir os custos operacionais.

JHFOSTER, seu parceiro em automação, está pronto para atender às suas necessidades de controle de movimento. Contate-nos hoje para começar a aumentar a precisão e a eficiência de sua aplicação.

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  Vice-presidente sênior de automação, Tavoron
  
  Scott Wojciak, um executivo experiente com profundo conhecimento em automação industrial e distribuição, atua como vice-presidente sênior de automação na Tavoron. Anteriormente, ele liderou a Divisão de Fluid Power, Automação e Soluções de Engenharia na Singer Industrial e ocupou cargos de liderança na BW Rogers, incluindo Vice-Presidente de Vendas, Diretor de Vendas e Gerente Regional de Unidade de Negócios. Conhecido por sua abordagem orientada a resultados e liderança focada no cliente, Scott passou toda a sua carreira avançando na estratégia comercial e no desempenho operacional em todo o setor de automação. Ele começou sua carreira como engenheiro de vendas e ganhou o prêmio de Vendedor do Ano da BW Rogers no início de sua gestão.
  
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