ניו-טק מגזין | דצמבר 2017

Motion Control מוסף מיוחד

שיטות בקרהמתקדמות במערכותמכאניות מבוססותשרשרתהינע

מטרה של מערכות מכאניות שנועדו לבקרת הינע היא להניע Galil Motion Control, USA ה עומס בצורה מדויקת או למקם במדויק את עומס. במערכת אידאלית, העומס מוצמד בצורה קשיחה למנוע סיבובי או לינארי ועל ידי כך מונע באופן ישיר. ישנן מערכות רבות בהן צורת ההנעה הזו אינה אפשרית ונדרשת שרשרת הינע בכדי להניע את העומס. דוגמאות לשרשרת הינע: ברגי הנעה וברגים כדוריים רצועה עם גלגלת שרשרת עם גלגל שיניים שרשרת גירים הידראוליקה כל אחד ממכלולי ההנעה הללו מכניס שגיאות לתוך המערכת, שמשפיעות באופן ישיר על דיוק המיקום והחזרתיות של העומס. השגיאות הללו יכולות להגיע ממגוון רחב של סיבות כגון: בעיית חוסר תאימות, חופשים בהרכבה, חיכוך בין חלקים, שחיקה, החלקות ועוד. רוב השגיאות הן תוצאה של טולרנסים ותאימות ושניהם בלתי נמנעים במערכות בעולם האמיתי. חלק משגיאות המיקום ניתן להניח שהן קבועות עם הזמן, לדוגמא חופש מכאני. אחרות יכולות להשתנות כתלות במיקום, זמן, שונות, שחיקה ותאימות. במקרה של הידראוליקה, המיקום של העומס כפוף

אפשרות נוספת היא להוסיף רכיב משוב למערכת שימוקם ישירות על העומס. רזולוציית המיקום של העומס הינה תוצר ישיר רזולוציית רכיב המשוב. עם זאת, תצורה זו נוטה להיות לא יציבה משום שאי לינאריות ותדרי תהודה הם כעת חלק מחוג הבקרה. הפתרון לשימור היציבות של המערכת בזמן שמפצים על כל השגיאות שמגיעות משרשרת ההינע היא להשתמש בקונפיגורציה של שני רכיבי משוב או סגירת שני חוגים. פתרון זה משלב את היציבות, שטבועה במשוב שמחובר ישירות למנוע המניע, עם תוספת מידע מרכיב המשוב הממוקם ישירות על העומס. שילוב זה מאפשר למקם את העומס בצורה מדויקת על אף המגבלות המכאניות של המערכת. יש שתי דרישות בסיסיות מצד המערכת כדי להשתמש בלולאה כפולה. הראשונה היא שרכיב משוב העומס יהיה בעל רזולוציה כפולה לפחות מדרישות המיקום של המערכת. זהו כלל אצבע כללי, בעת שניגשים לבחירת סוג המשוב המתאים למערכת. הדרישה השנייה היא שרזולוציית רכיב המשוב הממוקם על המנוע המניע, יהיה כפול מרזולוציית רכיב המשוב שמוקם על העומס. בעת ביצוע החישובים של הרזולוציה הנדרשת על גבי המנוע המניע

גם לגורמים דינאמיים כמו למשל שינויים בלחץ, טמפרטורה, היסטרזיס ואחרים. למערכות בחוג סגור, התצורה השכיחה ביותר לצורך מדידת המשוב של המיקום היא על המנוע המניע. מערכות שבנויות ממרכיבים שיש להם טולרנסים הדוקים, בעלי מבנה קשיח ומורכבים ממרכיבים בעלי שחיקה נמוכה, יכולות להשיג רמות דיוק וחזרתיות גבוהות עם רכיב משוב הממוקם על המנוע המניע. עם זאת יש לקחת בחשבון שמערכת כזו מצריכה רכיבים שעלותם יקרה יותר, דבר המשפיע במישרין על העלות הכוללת של המערכת. המחיר ההולך ועולהשל רכיבי דיוקהמיקום לא תמיד כדאי או בהכרח מצדיק ולכן יש לבחור ברכיבים אפקטיביים יותר מבחינת עלויות. בשיקולי עלות/תועלת יש לקחת בחשבון שמערכות זולות יותר יכניסו יותר חופשים למערכת בשל ריבוי דרגות חופש והטולרנסים של כל דרגה כזו. אם החופשים המצטברים של המערכת הינם כאלה שלא יאפשרו לקיים את דרישות המערכת, אזי נדרשת תצורה אחרת למדידת המשוב וזאת על מנת להגדיל את דיוק המיקום של העומס, חזרתיות, תפוקה ואת כולם יחד. בלי משוב על העומס, ניתן לעשות מעט כדי לפצות על השגיאות המיקום שהתקבלו משום שאין דרך למדוד את המיקום האמתי של העומס.

New-Tech Magazine l 50