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Dieser Abschnitt bietet einen Überblick über Bewegungssteuerungen sowie ihre Anwendungen und Funktionsweisen. Werfen Sie auch einen Blick auf die Liste der 5 Hersteller von Bewegungssteuerungen und deren Firmenranking.
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Eine Bewegungssteuerung ist ein Gerät, das die Bewegung von Geräten steuert, die von Servomotoren und anderen Geräten angetrieben werden.
Der Benutzer programmiert die zu realisierende Bewegung im Voraus und steuert die Bewegung des Geräts, indem er sie von der Bewegungssteuerung ausführen lässt.
Bewegungssteuerungen werden zur Steuerung von Geräten verwendet, die von Servomotoren oder Linearmotoren angetrieben werden. Sie werden daher bei Industrierobotern und Werkzeugmaschinen eingesetzt. Spezifische Anwendungen sind folgende:
Die Funktionsweise von Bewegungssteuerungen unterscheidet sich je nach Ausgabeverfahren. Typische Ausgabemethoden sind folgende:
Bei der gemeinsamen Impulsmethode wird der Motor mit einem Drehrichtungssignal und einem Impulsfahrbefehl gesteuert. Die Drehrichtung wird durch das Drehrichtungssignal gesteuert und der Motor wird durch das Impulsbetriebssignal betrieben.
Die Zweirichtungs-Impulsmethode steuert den Motor mit zwei Befehlen: einem Vorwärtsdrehungs-Impulsbetriebsbefehl und einem Rückwärtsdrehungs-Impulsbetriebsbefehl. Der Motor wird in Vorwärtsrichtung durch einen FWD-Impulsbetriebsbefehl und in Rückwärtsrichtung durch einen REV-Impulsbetriebsbefehl angetrieben.
Bei der Phasendifferenz-Eingangsmethode wird die Drehrichtung anhand der Phasendifferenz zwischen zwei Impulssignalen bestimmt. Die Vorwärtsdrehung erfolgt, wenn das Referenzimpulssignal um 90 ° voraus ist, und die Rückwärtsdrehung, wenn es um 90 ° zurückliegt.
Bei der Auswahl einer Bewegungssteuerungen ist die Interpolationssteuerung wichtig. Die Interpolationssteuerung ist eine Methode zur synchronisierten Steuerung mehrerer Achsen. Es gibt zwei Arten von Bewegungssteuerungen: direkte Interpolation und Kreisinterpolation.
Die lineare Interpolation ist eine Steuerungsmethode, bei der zwei Motoren gleichzeitig gesteuert werden, um sich linear zur gewünschten Position zu bewegen. Die CPU berechnet und steuert die Bewegung so, dass sie sich in einer geraden Linie in diagonaler Richtung bewegt, anstatt sich erst horizontal und dann vertikal zu bewegen. Die Verwendung der linearen Interpolation ermöglicht eine geradlinige Bewegung in diagonaler Richtung und verkürzt so die für die Positionierung erforderliche Zeit.
Die Kreisinterpolation ist eine Steuerungsmethode, bei der die CPU die Bewegung zweier Motoren auf einem Kreisbogen berechnet, wenn diese gleichzeitig gesteuert werden. Da die Bewegungsbahn nicht linear ist, dauert es länger als bei der linearen Interpolation, bis die Zielposition erreicht ist. Durch die Verwendung der Kreisinterpolation ist es jedoch möglich, Hindernisse auf der Strecke zu umgehen.
Bewegungssteuerungen ähneln den SPS insofern, als sie Geräte mit benutzerdefinierten Programmen automatisch steuern. Bewegungssteuerungen zeichnen sich durch ihre Eignung zur Steuerung von Servosystemen aus.
Bewegungssteuerungen werden häufig anstelle von SPS zur Bewegungssteuerung eingesetzt. Ein Vorteil von Bewegungssteuerungen besteht darin, dass sie für die Steuerung einer großen Gesamtzahl von Achsen geeignet sind, z. B. für die Mehrachssteuerung und Synchronisierung.
SPS hat eine begrenzte Anzahl von Achsen, die von einer einzigen SPS gesteuert werden können, aber Bewegungssteuerungen können weit mehr Achsen steuern als das. Aus diesem Grund werden Bewegungssteuerungen in industriellen Werkzeugmaschinen und Robotern eingesetzt, die eine präzise Mehrachsensteuerung erfordern.
Das Prinzip von SPS und Bewegungssteuerungen unterscheidet sich in der Art der Verarbeitung in der CPU: Eine SPS ist ein Multitasking-Steuerungssystem, das bei jeder Ausführung alle Zeilen des Programms liest und alle Zeilen auf einmal ausführt. Folglich ist die Zeit, die zum Lesen aller Programmzeilen benötigt wird, der geschwindigkeitsbegrenzende Faktor, und es steht nicht genügend Rechenzeit zur Verfügung, um komplexe Steuerungen durchzuführen.
Bewegungssteuerungen hingegen unterscheiden sich von SPS dadurch, dass das Programm zeilenweise gelesen und ausgeführt wird. Im Vergleich zu SPS bedeutet dies, dass die für eine Aufgabe erforderliche arithmetische Verarbeitung kürzer und schneller ist als bei SPS.
Außerdem wird die Bearbeitungszeit einer Zeile einer Bewegungssteuerungen nicht durch eine Erhöhung der Programmkapazität beeinflusst. Daher können komplexe Systeme wie Servomotoren mit Bewegungssteuerungen schneller verarbeitet werden.
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