モーションコントローラ

慣性モーションセンサー
慣性計測ユニット (IMU) は、ジャイロスコープを使用して回転の変化率を検出し、加速度計を使用して速度の変化を検出するために使用されます。これらは同じ集積回路上に一緒に配置されていることが多く、一緒に使用して 6 自由度 (6DOF) の追跡を実現できます。
 

カメラ
画像センサーはコンピューター ビジョンと組み合わせて使用​​され、ハンドヘルド デバイスやウェアラブル デバイス、環境内などの場所に配置され、他のデバイスと環境の相対的な位置を検出したり、ユーザーの体の一部またはすべての部分の動きを検出したりします。これらは、カメラで直接確認されるか、赤外線の反射を介して間接的に追跡される、ペアの発光体と組み合わせて使用​​される場合があります。
 

磁力計
デバイス内の磁場センサーは、地球の磁場の方向や近くの基地局の方向を検出するために使用される場合があります。
 

機械
ポテンショメータ、ホール効果センサー、増分エンコーダを使用した機械的センシング方法は、歴史的にはモーション トラッキングの基盤として使用されてきましたが、その後、その用途では MEMS やその他の種類の集積回路技術に置き換えられました。これらのセンサーは、制御要素とアーケード キャビネットなどの静的オブジェクト間の機械的接続を追跡するために使用されます。

サーボドライブ
工業プロセスでは、モーション コントロール システムを使用して、特定の負荷を制御された方法で移動します。これらのシステムでは、空気圧、油圧、または電気機械のアクチュエーション技術を使用できます。アクチュエータの種類は、負荷を移動するためのエネルギーを提供するデバイスであり、電力、速度、精度、およびコストを考慮して選択されます。電気機械システムでは、モーターがアクチュエータとして使用され、電磁場と相互作用して電力を生成します。これらのモーターは、回転構成または直線構成のいずれかで移動できます。
 

オープンループとクローズドループ
モーション コントロール システムは、オープン ループ システムとクローズド ループ システムの 2 つの主なタイプに分類されます。オープン ループ システムは時間依存の入力で動作し、出力からのフィードバックを必要としません。これらのシステムはシンプルで、メンテナンスが少なく、コスト効率に優れています。例としては、洗濯機、トースター、ハンド ドライヤーなどがあります。クローズド ループ システムでは、フィードバック トラッキング デバイス (最も一般的なのは光学式エンコーダ) を使用して、予想されるエラーを考慮してコントローラに信号を送り返します。コントローラは、制御入力 (参照コマンド) とメカニズムまたは制御シャフトの実際のフィードバック間のエラーを評価し、それに応じてシステムの動作を調整します。
 

閉ループシステム
負荷または最終的な可動部品は、モーション コントロール システムを設計する際の出発点です。コンポーネントを選択する前に、アプリケーション アーキテクチャを理解することが重要です。これは、アプリケーション アーキテクチャによってマシンまたは自動化システムのパフォーマンスが大きく左右されるためです。たとえば、適切なモーターとドライブを選択するには、ジャーク、加速、減速、速度、位置などの必要なモーション プロパティを事前に決定することが重要です。ベアリング、ギアボックス、減速機、ボール スクリュー、さまざまなリンケージなどの可動機械部品によるシステムの外乱や不安定性は、コントロール システムの選択と必要なモーション コントローラーのパフォーマンスに影響します。詳細なアプリケーション要件と仕様情報により、効率的でコスト効率の高いモーション コントロール システムを実現できます。
 

フィードバックデバイス
モーション コントロール システムでは、フィードバック デバイスを使用して、モーターまたは負荷の位置と速度を監視します。このような情報が利用可能になると、モーション コントローラーはシステム内のエラーを考慮し、それに応じて対応できます。エンコーダーには、回転モーターとリニア モーターで使用できる絶対エンコーダーと増分エンコーダーの 2 つの主なタイプがあります。絶対エンコーダーはフィードバック デバイスであり、最終的な位置情報を内部に保存できます。位置ごとに一意のワードまたはビットを出力し、エンコーダーの電源が切断されても位置情報を維持できます。増分エンコーダーは、絶対エンコーダーとは異なり、光パルスを使用して位置の変化を示します。通常、位相がずれた 2 つのチャネルで構成され、これにより移動方向を判断できます。絶対エンコーダーとは異なり、電源を切った後は位置情報を保存できないため、通常はリミット スイッチやハード ストップなどの絶対インジケーターと組み合わせて初期位置を決定します。
 

モーター
モーターは、駆動装置から供給される電流と電圧を機械的な動作に変換する電気機械です。モーターには、ブラシ付きまたはブラシレス、回転式またはリニア式があります。DC モーターは、一般的に単相ブラシ付きモーターと三相ブラシレス モーターの 2 つのカテゴリに分けられます。単相モーターは、ホットとニュートラルの 2 本の電力線を使用しますが、三相モーターは 3 本の線を使用し、同じ周波数の 3 つの交流電流で駆動します。

ブラシレスDC
ブラシレス DC (BLDC) モーターは、名前が示すように、ブラシ付き DC モーターとは異なり、コイルとの接触を確立するために機械的なブラシを使用しません。コイルはステータ上に配置され、磁石はローター上に取り付けられます。位相の数は、ステータの巻線の数と一致します。この方法では、電流がコイルに直接適用され、モーターを効率的に動作させるには、電子的な電流位相整流が必要です。BL モーターは、ブラシ付きモーターよりもパワー対重量比が高く、放熱性に優れ、メンテナンスの必要性が少なくなります。
 

線形
リニア モーターには、ロータリー モーターと同様に、ステーターとローターがあります。ただし、ステーターとローターは「巻かれていない」ため、回転トルクではなく直線力を生成します。リニア モーターは、速度と精度の仕様がロータリー モーターとボール スクリューの能力を超えるダイレクト ドライブ アプリケーションで使用されます。Prodrive Technologies は、鉄心、鉄なし、真空リニア モーターなど、幅広いアプリケーション要件に対応するリニア モーターを開発および製造しています。
 

サーボドライブ
サーボ ドライブ (サーボ アンプとも呼ばれる) は、コントローラとモーターをつなぐもので、システム内のサーボ モーターに電力を供給する役割を担っています。サーボ ドライブは、サーボ システムのパフォーマンスを評価する上で重要なコンポーネントです。サーボ ドライブには、自動加工システム用のストレート パワー アンプに比べて、優れた位置決め、速度、および動作制御など、いくつかの利点があります。基本的に、サーボ ドライブは、コントローラの低電力コマンド信号をモーター用の高電力電圧と電流に変換する役割を担っています。
 

モーションコントローラ
モーション コントローラは、モーション システムの制御を担当するデバイスです。一般に、モーション コントローラはソフトウェアを実行して、自動化された機械の動作を指示します。モーション コントローラは、通常、モーション制御システムの「頭脳」と呼ばれます。モーション コントローラは PC ベースであることが多く、使いやすいグラフィカル ユーザー インターフェイスを備えています。モーション制御システムでは、コントローラはマスター デバイスとも呼ばれ、制御アルゴリズム、モーション プロファイル、ターゲット位置を提供し、必要なモーション軌道を処理します。モーション コントローラは、I/O デバイスやドライブなど、同じネットワーク上の複数のスレーブ デバイスを管理できるため、複雑な多軸システムを管理できます。

モーション コントローラには、個別コントローラ、PC ベース コントローラ、スタンドアロン コントローラの 3 つの主なカテゴリがあります。スタンドアロン コントローラは、すべての必須電子機器、外部接続、および電源を含む単一の物理エンクロージャに搭載された完全なシステムを表します。スタンドアロン コントローラは、1 つまたは複数のモーション軸を効果的に制御できる単一のモーション コントローラ専用です。

PC ベースのコントローラは、モーション プロファイルを作成して実装する処理ボードであるため、PC のマザーボードに取り付けられます。調整とプログラミングを簡素化する既成のグラフィカル ユーザー インターフェイスを備えているため、産業環境ではよく使用されます。

個々のマイクロコントローラは、モーターを制御するドライバ入力と出力を備えたプリント回路基板上に設計されています。マイクロコントローラは安価で、チップレベルでシステムにアクセスできます。ただし、正しく実装して構成するには、優れたプログラミング スキルが必要です。

アプリケーションに最適なモーション コントローラを選択するには、さまざまなモーション コントローラの種類とアプリケーション固有の要件を理解することから始まります。最も重要なのは、アプリケーションの複雑さです。たとえば、それほど複雑でないアプリケーションでは、比較的低速で単一のモーション軸が必要ですが、より複雑なアプリケーションでは、高度に調整された複数のモーション軸が必要です。

蘇州Full-vは2019年に設立され、国内外の何千人ものユーザーにサービスを提供しており、ユーザーから満場一致の評価を得ています。Full-v 3Dレーザーインテリジェント溶接シームトラッキングシステムは、国内外の主流ロボットメーカーの間で完全なカバレッジマッチングを実現しており、シンプルさ、信頼性、広範な使用という特徴を備えています。同社は、オープンでカスタマイズされた光電子センサー機器と技術サービスを提供することに尽力しており、常に製品の品質とユーザーエクスペリエンスを最優先しています。職人としての継続的な改善の精神で、お客様に信頼性と安定性のある製品を提供しています。