¿Qué es el cambio de modo sobre la marcha?

Cuando se trata de un sistema de servoaccionamiento digital, lo último que se desea es que el tráfico del bus de red y las interferencias impidan que la máquina funcione con eficacia. Los servoaccionamientos inteligentes pueden aliviar la carga del controlador y de la red cerrando los bucles de retroalimentación por su parte. Sin embargo, hay diferentes tareas que se adaptan mejor a diferentes modos de funcionamiento de los servoaccionamientos, y eso significa cerrar diferentes bucles.

Por eso ADVANCED Motion Controls ha implementado el cambio de modo sobre la marcha en todos nuestros servoaccionamientos digitales, que pueden configurarse con DriveWare .

Las aplicaciones de movimiento avanzadas requieren una representación de movimiento estable y fiabilidad al cambiar entre diferentes modos de funcionamiento. Los diferentes modos de control, como el modo de par, el modo de velocidad y el modo de posición, son más adecuados para diferentes operaciones. El cambio de modo sobre la marcha permite a los operadores cambiar sin problemas entre diferentes configuraciones de bucle dentro de su controlador sin causar interferencias en la aplicación en cuestión.

Desarrollamos esta tecnología después de trabajar en un secador de centrifugado para obleas de semiconductores. Las obleas debían girar a una velocidad determinada durante un periodo de tiempo determinado (modo de velocidad) y, a continuación, girar hasta la posición correcta (modo de posición). La transición debía producirse mientras la oblea seguía en movimiento y ser suave y sin fisuras.

Otra aplicación de nuestro cambio de modo sobre la marcha es dispositivos acústicos dirigidos. Estos dispositivos de audio se utilizan para una comunicación marítima fuerte pero dirigida con precisión. Los operadores utilizan un joystick para adquirir un objetivo mientras los motores están en modo de velocidad, y luego cambian al modo de posición cuando ceden el control al ordenador para mantener el objetivo.

Modos de funcionamiento del servoaccionamiento

La conmutación sobre la marcha permite a los operadores cambiar entre diferentes métodos de control activando uno de los modos de control del servoaccionamiento. Como se ha mencionado anteriormente, existen tres modos estándar para los servoaccionamientos.

• Modo de par - También conocido como modo de corriente, el modo de par cierra el bucle de corriente. El variador regulará el flujo de corriente al motor para conseguir el par deseado. Este es el nivel más básico y normalmente el mínimo de control para un servoaccionamiento, ya que la corriente y el par tienen una relación directamente proporcional.
• Modo de velocidad - Además de cerrar el bucle de corriente, un servoaccionamiento en modo de velocidad también cierra el bucle de velocidad, principalmente regulando la tensión de salida para que el motor funcione a una velocidad objetivo. A diferencia del modo de par, un variador que funciona en modo de velocidad realizará ajustes para mantener el motor funcionando a una velocidad específica a pesar de los cambios en la carga.
• Modo de posición - Como probablemente haya adivinado, el modo de posición cierra el bucle de posición además de los bucles de corriente y velocidad. En el modo de posición, el variador regulará la corriente y la tensión de salida para garantizar que el motor alcance o mantenga los objetivos de posición deseados.

Dado que estos modos se basan los unos en los otros, el orden estándar de ajuste del bucle en DriveWare es primero el bucle de corriente, luego el de velocidad y después el de posición.

Uso del cambio de modo sobre la marcha

A diferencia de la mayoría de las herramientas, la conmutación sobre la marcha le permite optimizar su dispositivo para obtener un par de torsión, una velocidad o un posicionamiento precisos sin sacrificar la integridad de su dispositivo ni ralentizar el tráfico del bus de red.

El cambio de modo sobre la marcha proporciona a su servoaccionamiento y controlador una mayor flexibilidad para cambiar de modo para diferentes tareas dentro de un mismo sistema.

Los ajustes de configuración del accionamiento se inicializan en la interfaz DriveWare®. El cambio de modo sobre la marcha está disponible tanto en los comandos de red como en las entradas digitales, a las que se puede acceder desde el controlador.

Escenario para el cambio de modo sobre la marcha

Digamos que un diseñador utiliza el controlador para planificar y calcular las trayectorias de posicionamiento y luego envía los comandos de posición al servoaccionamiento mediante mensajes PVT a través de EtherCAT o CANopen. En este caso, el servoaccionamiento estará en modo de posición y será responsable de cerrar todos los bucles de control.

Por nuestra experiencia, hemos visto que esta configuración se utiliza para controlar aplicaciones como brazos robóticos, máquinas de imágenes médicas y equipos de automatización.

Esta configuración funciona en la mayoría de los casos hasta que hay un requisito que está fuera de las capacidades del modo de posición. Por ejemplo, con el sistema descrito anteriormente, puede haber escenarios operativos en los que la máquina necesita empujar contra algo con una cantidad determinada de fuerza en lugar de moverse a posiciones específicas.

¿Por qué el modo de posición se queda corto en este caso? Porque en el modo de posición el sistema de control intentará alcanzar la posición ordenada y utilizará cualquier cantidad de fuerza necesaria para alcanzarla. Una solución sería tratar de reducir el límite de corriente en el accionamiento para tratar de regular la cantidad de par, pero esto no es una solución ideal y trae sus propios problemas.

Una solución mejor sería cambiar al modo de par durante el tiempo que necesite regular la fuerza y luego volver a cambiar al modo de posición cuando necesite controlar la posición de nuevo. Aquí es donde se necesita el cambio de modo sobre la marcha.

Las ventajas del cambio de modo sobre la marcha

El cambio de modo sobre la marcha le permite cambiar entre diferentes demandas operativas mientras está en funcionamiento, en un de manera controladay sin interrupción de su sistema.

Con esta tecnología, el variador mantiene los ajustes de sintonía y ganancia para cada modo. También dispone de controles para tener en cuenta el bobinado del integrador, la adaptación de la velocidad al objetivo de velocidad y la posición al objetivo de posición. En el fondo hay más cosas que cambiar de un modo a otro, pero nuestros variadores se encargan de todo. Lo que realmente aporta esta función es seguridad, fluidez y flexibilidad a su sistema.

Para obtener más información sobre cómo utilizar el cambio de modo sobre la marcha o si está interesado en saber más sobre los servoaccionamientos digitales y lo que pueden hacer por su negocio contacte con nosotros hoy mismo!