การ์ดควบคุมการเคลื่อนไหวเป็นหน่วยควบคุมระดับบน-ที่ใช้พีซีหรือพีซีอุตสาหกรรม ซึ่งออกแบบมาสำหรับสถานการณ์การควบคุมการเคลื่อนไหวต่างๆ (รวมถึงการกระจัด ความเร็ว ความเร่ง ฯลฯ) เป็นการ์ดควบคุมการเคลื่อนที่ของสเต็ปเปอร์/เซอร์โวมอเตอร์-ประสิทธิภาพสูงที่ใช้บัสพีซี ซึ่งใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ประสิทธิภาพสูง- (เช่น DSP) และอุปกรณ์ที่ตั้งโปรแกรมได้ขนาดใหญ่-เพื่อให้บรรลุการควบคุมแบบประสานงานหลาย-แกนของเซอร์โวมอเตอร์หลายตัว โดยผสานรวมฟังก์ชันต่างๆ เช่น เอาต์พุตพัลส์ การนับพัลส์ อินพุตดิจิทัล เอาต์พุตดิจิทัล และเอาต์พุต D/A
- เอาท์พุทพัลส์:สามารถสร้างขบวนพัลส์ความถี่สูง-ได้อย่างต่อเนื่อง ความเร็วมอเตอร์ถูกควบคุมโดยการเปลี่ยนความถี่พัลส์ และตำแหน่งถูกควบคุมโดยการปรับจำนวนพัลส์ โหมดเอาต์พุตประกอบด้วยพัลส์/ทิศทาง และพัลส์/พัลส์
- การนับชีพจร:ใช้สำหรับป้อนกลับตำแหน่งจากตัวเข้ารหัสเพื่อให้การวางตำแหน่งเครื่องแม่นยำและแก้ไขข้อผิดพลาดในการส่ง
- อินพุต/โอดิจิทัล:เชื่อมต่อกับลิมิตสวิตช์ สวิตช์บ้าน ฯลฯ เพื่อความปลอดภัยและการวางตำแหน่ง
- ฟังก์ชั่นห้องสมุด:รวมการเร่งความเร็วเส้นโค้ง S-/T- การประมาณค่าเชิงเส้นและแบบวงกลม ฟังก์ชันหลาย-แกน (การประสานงานหลาย-แกน) ฯลฯ
มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม โดยผสานรวมซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ระดับต่ำ-สำหรับการควบคุมการเคลื่อนไหว ทำให้สามารถใช้ฟังก์ชันการควบคุมความเร็วและตำแหน่งที่สามารถเรียกได้อย่างง่ายดายผ่านคอมพิวเตอร์ ผู้ผลิตรายใหญ่ ได้แก่ GALIL และ PMAC (US), Trio (สหราชอาณาจักร), Delta และ Advantech (ไต้หวัน, จีน) และ Yancheng, Leadshine, Googoltech (จีนแผ่นดินใหญ่)
เหตุใดการ์ดควบคุมการเคลื่อนไหวจึงเกิดขึ้น?
- เพื่อตอบสนองความต้องการของมาตรฐาน ความยืดหยุ่น และความเปิดกว้างสำหรับระบบ CNC ใหม่
- แพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์สำหรับโมดูลควบคุมการเคลื่อนไหวมีความจำเป็นเร่งด่วนในการวิจัยและพัฒนาและการเปลี่ยนแปลงระบบควบคุมอัตโนมัติสำหรับอุปกรณ์อุตสาหกรรม (เช่น เครื่องจักรบรรจุภัณฑ์/การพิมพ์) อุปกรณ์ป้องกัน (เช่น ระบบติดตาม) และอุปกรณ์การแพทย์อัจฉริยะ
- การใช้พีซีอย่างแพร่หลายในสาขาอุตสาหกรรมส่งเสริมความจำเป็นในการใช้การ์ดควบคุมที่เข้ากันได้เพื่อใช้ประโยชน์จากความสามารถของพีซี
หลักการทำงาน: หลัก-โครงสร้างสเลฟด้วยพีซี
- ฟังก์ชั่นพีซี:จัดการการโต้ตอบของมนุษย์-กับคอมพิวเตอร์ (แป้นพิมพ์/เมาส์ การแสดงสถานะ) วางแผนวิถีการเคลื่อนไหว ส่งคำสั่งควบคุม และตรวจสอบสัญญาณภายนอก
- ฟังก์ชั่นการ์ดควบคุม:จัดการรายละเอียดการเคลื่อนไหว รวมถึงเอาต์พุตสัญญาณพัลส์/ทิศทาง การควบคุมทางลาดอัตโนมัติ- การตรวจจับสัญญาณโฮม/ขีดจำกัด ฯลฯ
การแก้ไข: กุญแจสำคัญในการควบคุมการเคลื่อนไหว
- การประมาณค่าเชิงเส้น:ประมาณเส้นโค้งตามส่วนเชิงเส้นเล็กๆ ตัวอย่างเช่น หากรูปร่างที่แท้จริงคือเส้นโค้ง จะถูกแบ่งออกเป็นส่วนของเส้นเล็กๆ ซึ่งแต่ละส่วนจะควบคุมโดยการส่งพัลส์ในทิศทาง X/Y เพื่อย้ายเครื่องมือเพิ่มขึ้น (เทียบเท่าพัลส์)
- การแก้ไขแบบวงกลม:คำนวณกลุ่มจุดเพื่อประมาณส่วนโค้ง โดยควบคุมเครื่องมือตามจุดเหล่านี้
- วิธีการแก้ไขขั้นสูง:CNC แบบดั้งเดิมรองรับเฉพาะการประมาณค่าเชิงเส้นและแบบวงกลมเท่านั้น วิธีการใหม่ (เช่น B-spline, Bezier, การประมาณค่าเส้นโค้ง PH) จัดการกับเส้นโค้งรูปแบบอิสระ-ที่ซับซ้อนได้โดยตรงเพื่อความแม่นยำและประสิทธิภาพที่สูงขึ้น
สรุป
การ์ดควบคุมการเคลื่อนไหวเชื่อมโยงระบบพีซีเข้ากับกลไกเซอร์โว ช่วยให้เกิดระบบอัตโนมัติที่แม่นยำในการผลิต หุ่นยนต์ และอุปกรณ์อัจฉริยะ ไลบรารีฟังก์ชันแบบเปิดช่วยให้ผู้ใช้พัฒนาระบบควบคุมแบบกำหนดเองภายใต้ DOS/Windows ได้ ซึ่งขับเคลื่อนนวัตกรรมในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม