ग्राहक कम रखरखाव, कम उपकरण आकार, तेज़ उत्पादन और मशीन सेटअप की मांग कर रहे हैं। इन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, उपकरण निर्माता यांत्रिक घटकों के बजाय सर्वो-नियंत्रित गति को चुन रहे हैं।

गति नियंत्रण किसी मशीन की क्षमताओं और सीमाओं को परिभाषित करता है। इसलिए, इसकी कार्यक्षमता और लचीलेपन को अधिकतम करने और रखरखाव को कम करने के लिए, आपको अक्सर उस मशीन के भीतर गति को नियंत्रित करने के तरीके को उन्नत करना पड़ता है। पारंपरिक नियंत्रण डिज़ाइनों और उपकरणों से सर्वो नियंत्रण में परिवर्तित होने के अधिकांश कारण निम्नलिखित लाभों में से एक या अधिक को प्राप्त करना है:

• उत्पादन क्षमता बढ़ाएं। सर्वोमोटर उच्च त्वरण दर और गति उत्पन्न करते हैं।
• सटीकता बढ़ाएं। सर्वो मोटरें तेजी से चलने वाले पुर्जे को संसाधित करने के लिए आवश्यक उच्च सटीकता प्रदान कर सकती हैं।
• लचीलापन बढ़ाएं। सर्वो मोटर्स पारंपरिक यांत्रिक घटकों के इलेक्ट्रॉनिक संस्करण प्रदान करते हैं। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉनिक कैम प्रोफाइल को लगभग तुरंत बदला जा सकता है। प्रोग्रामेबल मोशन प्रोफाइल विभिन्न उत्पाद आकार और संरचना के अनुसार समायोजित हो सकते हैं। इलेक्ट्रॉनिक "गियर" अनुपात को मशीन की विभिन्न गतियों के अनुसार बदला जा सकता है। साथ ही, इलेक्ट्रॉनिक गियरिंग के साथ, मोटर्स को किसी भी सुविधाजनक स्थान पर रखा जा सकता है, क्योंकि इससे लंबे शाफ्ट, गियर और बेल्ट की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।

इसके अतिरिक्त, एक विद्युत "लाइन शाफ्ट" लगभग असीमित संख्या में अक्षों से जुड़ सकता है। कई विन्यासों वाली मशीनों के लिए, इसका अर्थ है कि अतिरिक्त गति अक्षों के लिए अतिरिक्त यांत्रिक लिंकेज की आवश्यकता नहीं होती है।

सर्वो कंट्रोलर अधिक जानकारी उपलब्ध होने के कारण लचीलापन भी बढ़ाते हैं। उदाहरण के लिए, कई सर्वो कंट्रोलर त्रुटियों और त्रुटियों का इतिहास संग्रहित करते हैं, जिससे समस्या निवारण में सहायता मिलती है। अधिकांश सर्वो सिस्टम प्रदर्शन विश्लेषण के लिए ऑसिलोस्कोप-शैली के आरेख भी प्रदर्शित कर सकते हैं। • रखरखाव कम करें। सर्वो मशीन पर यांत्रिक पुर्जों की संख्या कम करने में मदद करते हैं। इलेक्ट्रॉनिक गियर बेल्ट की जगह लेते हैं। इलेक्ट्रॉनिक कैम घिसाव से अप्रभावित रहते हैं। इलेक्ट्रॉनिक लिमिट स्विच को बार-बार समायोजित या बदलने की आवश्यकता नहीं होती है।

सर्वो कंट्रोल के लिए कुछ अध्ययन और अनुभव की आवश्यकता होती है। यदि आप सर्वो कंट्रोल में नए हैं, तो अपने पहले सिस्टम को चुनने और लागू करने में कुछ समय लगने की उम्मीद रखें। (सर्वो शब्दावली पर एक नोट: कंट्रोलर शब्द के कई उपयोग हैं। सिस्टम यागतिनियंत्रक सामान्यतः गति को नियंत्रित करने वाले प्रोग्राम को चलाता है;मोटरनियंत्रक एक को नियंत्रित करता हैमोटरभ्रम को कम करने के लिए, हम मोटर नियंत्रकों को ड्राइव के रूप में संदर्भित करेंगे।

एप्लिकेशन का आकार निर्धारण और चयन

मोटर, ड्राइव, कंट्रोलर और औद्योगिक पीसी या पीएलसी की संभावना जैसे कई घटकों के कारण सर्वो घटकों का चयन और आकार निर्धारित करना जटिल लग सकता है। यदि आपका बैकग्राउंड मैकेनिकल है, तो यह और भी मुश्किल हो सकता है। सौभाग्य से, कंपनियां - घटक आपूर्तिकर्ता और नियंत्रण प्रणाली इंटीग्रेटर - इन घटकों को एक साथ पैकेज में उपलब्ध कराती हैं, साथ ही अनुप्रयोग संबंधी सहायता भी प्रदान करती हैं। चाहे आप इसे स्वयं करें या पैकेज खरीदें, मूल प्रक्रिया इस प्रकार है:

सबसे पहले, मोटर का चयन करेंमोटर का चयन करते समय सबसे पहले मोटर का आकार चुनें। बड़े एस्पेक्ट रेशियो वाली मोटरें (लंबी और कम व्यास वाली) सबसे आम हैं। ये वर्गाकार या गोलाकार हो सकती हैं और बेहतरीन मूल्य और प्रदर्शन प्रदान करती हैं। डिस्क मोटरें (छोटी और अधिक व्यास वाली) तंग जगहों में आसानी से फिट हो जाती हैं और कम जड़त्व वाले रोटरों के कारण उच्च त्वरण प्रदान करती हैं। ये दोनों मोटरें सीलबंद और बिना सीलबंद संस्करणों में उपलब्ध हैं।

फ्रेमलेस या इंटीग्रल मोटर्स में रोटर और स्टेटर अलग-अलग होते हैं, जिससे इन्हें मशीन में एकीकृत किया जा सकता है। ये मोटर्स कॉम्पैक्ट डिज़ाइन को संभव बनाती हैं और सटीकता बढ़ाकर तथा कंपन कम करके डायरेक्ट-ड्राइव ऑपरेशन को बेहतर बनाती हैं।

मानक घूर्णी मोटर और उससे जुड़े ड्राइव तंत्रों के स्थान पर उपयोग होने वाली रैखिक मोटरें सीधे रैखिक गति उत्पन्न करती हैं। ये एक साथ उत्पादन क्षमता और सटीकता को कई गुना बढ़ा सकती हैं।

मोटर का आकार निर्धारित करनामोटर का आकार मुख्य रूप से टॉर्क (पीक और निरंतर) पर आधारित होता है। मोटर का आकार निर्धारित करना चुनौतीपूर्ण हो सकता है और विकास चक्र के अंत तक गलतियाँ पकड़ में नहीं आ पातीं। चूंकि उस समय मोटर का आकार बढ़ाना मुश्किल हो सकता है, इसलिए गणना में मार्जिन शामिल करना बुद्धिमानी है। यदि आप इस प्रक्रिया में नए हैं, तो बेहतर होगा कि आप मोटर कंपनियों के एप्लीकेशन इंजीनियरों की मदद लें।

प्रतिक्रिया चुनेंसबसे आम फीडबैक डिवाइस एनकोडर और रिजॉल्वर हैं। एनकोडर ऑप्टिकल डिवाइस होते हैं जो पल्स ट्रेन उत्पन्न करते हैं। पल्स की संख्या कोणीय गति के समानुपाती होती है। ये उच्च सटीकता प्रदान करते हैं, विशेष रूप से उच्च रिज़ॉल्यूशन पर। रिजॉल्वर इलेक्ट्रो-मैकेनिकल डिवाइस होते हैं जो मोटर के एक चक्कर के भीतर सटीक स्थिति का पता लगाते हैं और अपनी मजबूती के लिए जाने जाते हैं। अपनी आवश्यकता के अनुसार सबसे उपयुक्त डिवाइस चुनें।

फीडबैक सेंसर के प्रकार चुनने के बाद, आपको उसका रिज़ॉल्यूशन चुनना होगा। आमतौर पर 1,000 लाइन एनकोडर या उसके बराबर 12-बिट रिजॉल्वर पर्याप्त रिज़ॉल्यूशन प्रदान करता है। दोनों प्रति चक्कर लगभग 4,000 अलग-अलग स्थितियाँ उत्पन्न करते हैं, जो लगभग 0.1 डिग्री रिज़ॉल्यूशन के बराबर है। हालाँकि, यदि आपके एप्लिकेशन को उच्च रिज़ॉल्यूशन की आवश्यकता है, तो आपको उपयुक्त सेंसर का चयन करना चाहिए। एक बात का ध्यान रखें: रिज़ॉल्यूशन और सटीकता में अंतर करें। कई सर्वो रिजॉल्वर फीडबैक के लिए चयन योग्य रिज़ॉल्यूशन प्रदान करते हैं; हालाँकि, सटीकता (आमतौर पर 10 और 40 आर्क-मिनट के बीच) प्रभावित नहीं हो सकती है।

ड्राइव का चयन करेंइस बात पर विचार करें कि आप पावर सप्लाई को मॉड्यूलर (अलग) चाहते हैं या ड्राइव में एकीकृत। एक ही परिवार की तीन या अधिक ड्राइव्स के आस-पास होने पर, मॉड्यूलर पावर सप्लाई बेहतर काम करती हैं। एक अक्ष के साथ, एकीकृत पावर सप्लाई आमतौर पर अधिक उपयुक्त होती हैं। दो अक्षों के साथ, दोनों समाधान लगभग समान हैं।

यदि आप ड्राइव को किसी आवरण में बंद करने की योजना बना रहे हैं, तो ध्यान रखें कि ड्राइव के आकार में काफी भिन्नता होती है और इससे उपकरण के समग्र आकार पर प्रभाव पड़ सकता है। आवरण के आकार के आधार पर, आपको विभिन्न शीतलन विकल्पों पर भी विचार करना पड़ सकता है।

साइन क्रमविनिमय बनाम छह-चरणीय

ब्रशलेस सर्वो मोटर्स में ड्राइव से मोटर तक पावर वेवफॉर्म आमतौर पर दो प्रकार का होता है: सिक्स-स्टेप और साइन वेव। साइन वेव में, ड्राइव द्वारा उत्पन्न करंट वेवफॉर्म एक साइन वेव के समान करंट उत्पन्न करता है। इससे टॉर्क सुचारू होता है और ऊष्मा कम उत्पन्न होती है। सिक्स-स्टेप विधि सरल इलेक्ट्रॉनिक्स का उपयोग करके छह-खंडीय वर्गाकार तरंग उत्पन्न करती है। हालांकि यह कम खर्चीला है, लेकिन कम गति पर सिक्स-स्टेप विधि में संचालन थोड़ा अनियमित होता है।

ट्यूनिंग लचीलापनउच्च प्रदर्शन और स्थिर संचालन बनाए रखने के लिए फीडबैक लूप में गेन का चयन करने की प्रक्रिया, जिसे ट्यूनिंग कहते हैं, आवश्यक है। अतीत में, ट्यूनिंग विज्ञान से अधिक एक कला थी। अब, आधुनिक सर्वो ड्राइव मशीन डिजाइनरों की सहायता के लिए कई उपकरण प्रदान करते हैं। ऑटो-ट्यूनिंग (या सेल्फ-ट्यूनिंग), वह प्रक्रिया जिसमें ड्राइव यांत्रिक प्रणाली को उत्तेजित करता है और लूप गेन का एक सेट उत्पन्न करता है, लगभग एक मानक बन गया है। अधिकांश ड्राइव डिजिटल गेन के साथ सेट होते हैं, इसलिए आपको सोल्डरिंग आयरन या पॉट ट्रिमर (छोटा स्क्रूड्राइवर) की आवश्यकता नहीं होगी। आपको अधिक जटिल विधियों की आवश्यकता केवल कभी-कभार ही हो सकती है, लेकिन उनके उपलब्ध होने से अधिक विकल्प मिलते हैं।

एनालॉग ड्राइव कम खर्चीली हो सकती हैं, लेकिन आपको पोटेंशियोमीटर को समायोजित करके या निष्क्रिय घटकों को बदलकर लूप को समायोजित करने की आवश्यकता हो सकती है। आप जो भी विकल्प चुनें, ट्यूनिंग सीखना एक प्रक्रिया है और इसके लिए कुछ अध्ययन और प्रयोग की आवश्यकता होती है।

संचार को बढ़ावा देनाकई ड्राइव गति और टॉर्क कमांड देने के लिए एनालॉग सिग्नल का उपयोग करते हैं। हालांकि, डिजिटल संचार लोकप्रियता हासिल कर रहा है, क्योंकि यह संचार वायरिंग को कम करता है और सिस्टम की लचीलता को बढ़ाता है। कई ड्राइव डिवाइसनेट, प्रोफिबस और विशेष रूप से मोशन कंट्रोल के लिए बने नए नेटवर्क सेर्कोस जैसे नेटवर्क के साथ संगत हैं।

वोल्टेजध्यान रखें कि कारखाने में 110 Vac बिजली मिलना मुश्किल हो सकता है। यूरोप में 460 Vac का प्रचलन है; विदेशों में उपयोग होने वाली मशीनों में 230 Vac ड्राइव के लिए ट्रांसफार्मर की आवश्यकता हो सकती है। दुर्भाग्यवश, 460 Vac ड्राइव महंगी हो सकती हैं। इसका एक विकल्प यूनिवर्सल पावर सप्लाई है जो वोल्टेज स्तरों को परिवर्तित करने के लिए पावर सेमीकंडक्टर का उपयोग करती है। मॉड्यूलर पावर सप्लाई वाले सिस्टम के लिए, एक यूनिवर्सल पावर सप्लाई 230 से 480 Vac तक किसी भी वोल्टेज का उपयोग करके कई 230 Vac अक्षों को बिजली प्रदान कर सकती है।

एक आखिरी बात जिस पर विचार करना चाहिए, वह यह है कि किसी मशीन पर केवल कुछ ही प्रकार के ड्राइव का उपयोग करके, आप स्पेयर पार्ट्स की सूची को सरल बना सकते हैं।

नियंत्रक का चयन करें

कंट्रोलर का चयन करते समय, सिंगल-एक्सिस या मल्टीपल-एक्सिस में से चुनें। सिंगल-एक्सिस कंट्रोलर में मोशन कंट्रोलर, ड्राइव और अक्सर पावर सप्लाई एक ही पैकेज में एकीकृत होते हैं। एक या दो-एक्सिस सिस्टम में, ये कंट्रोलर लागत, आकार, वायरिंग और सिस्टम की जटिलता को कम कर सकते हैं।

अधिक जटिल प्रणालियों में मल्टी-एक्सिस कंट्रोलर बेहतर विकल्प होते हैं। पहला कारण यह है कि इनसे लागत कम होती है, खासकर जब एक्सिस की संख्या बढ़ती है। दूसरा कारण यह है कि एक ही प्रोग्राम सभी गति को नियंत्रित कर सकता है, जिससे सिस्टम की जटिलता कम हो जाती है। ये मोशन कंट्रोलर सिंक्रोनाइज़ेशन में अधिक लचीलापन प्रदान करते हैं क्योंकि ये किसी भी एक्सिस को किसी भी अन्य एक्सिस से जोड़ने की अनुमति देते हैं, और प्रोग्राम के निष्पादन के दौरान उस लिंक को संशोधित करने की सुविधा भी देते हैं।

कंट्रोलर चुनने के बाद, आपको "बॉक्स" या "बोर्ड" कॉन्फ़िगरेशन में से किसी एक को चुनना होगा। बॉक्स कॉन्फ़िगरेशन एक बंद कंट्रोलर होता है जो स्टैंडअलोन रूप से काम कर सकता है। बोर्ड कंट्रोलर औद्योगिक कंप्यूटरों से कनेक्ट होते हैं। यदि आपकी मशीन में पहले से ही एक औद्योगिक कंप्यूटर लगा हुआ है, तो एक संगत बोर्ड लागत कम कर सकता है और कंट्रोल और मशीन के एकीकरण को बेहतर बना सकता है। यदि आप औद्योगिक कंप्यूटर का उपयोग करने की योजना नहीं बना रहे हैं, तो बॉक्स-आधारित कंट्रोलर को जोड़ना आमतौर पर आसान होता है।

फीचर सेट का मूल्यांकन करें

अंत में, कंट्रोलर की विशेषताओं का मूल्यांकन करें। अब तक चर्चा किए गए कार्यों पर विचार करें: गियरिंग, कैमिंग, हाई-स्पीड रजिस्ट्रेशन और प्रोग्रामेबल लिमिट स्विच। अधिकांश कंट्रोलर इन विशेषताओं को किसी न किसी रूप में प्रदान करते हैं, लेकिन विशिष्टताओं की तुलना आपके एप्लिकेशन की आवश्यकताओं से की जानी चाहिए। क्या आपको संचालन के दौरान गियर अनुपात बदलने की आवश्यकता है? क्या आपको कैम प्रोफाइल को तुरंत संशोधित करने की आवश्यकता है? आपको किस रजिस्ट्रेशन सटीकता की आवश्यकता है? क्या आपको संचालन के दौरान गति या लक्ष्य स्थिति में परिवर्तन की आवश्यकता है? क्या कंट्रोलर इस एप्लिकेशन के लिए पर्याप्त अक्षों का समर्थन करता है? क्या यह आपकी मशीन के भविष्य के संस्करणों के अनुकूल होगा?

लागत से निपटना

सर्वो घटकों की लागत अक्सर उन यांत्रिक घटकों की तुलना में अधिक होती है जिन्हें वे प्रतिस्थापित करते हैं। हालांकि, कुछ महत्वपूर्ण कारक इस उच्च लागत को कम कर देते हैं। उदाहरण के लिए, जटिल यांत्रिक उपकरणों को हटाने से कुल लागत और मशीन का आकार कम हो सकता है, जिससे सिस्टम का मूल्य बढ़ सकता है। सर्वो नियंत्रक अक्सर पीएलसी की जगह लेता है; इस मामले में, सर्वो में परिवर्तित करने की पूरी लागत की भरपाई हो सकती है। अतिरिक्त लचीलेपन से मशीन मॉडलों की संख्या या मशीनों की एक श्रृंखला के उत्पादन के लिए आवश्यक प्रक्रियाओं की संख्या कम हो सकती है, जिससे विनिर्माण लागत कम हो जाती है।

सामान्य विचार

गति संबंधी कार्यों के अलावा, कुछ और प्रश्न भी हैं। क्या यह भाषा आपकी प्रक्रियाओं को संभालने में सक्षम है? क्या यह इतनी जटिल है कि इसे सीखने में आपको अत्यधिक समय लगाना पड़ेगा? क्या यह उत्पाद मल्टीटास्किंग का समर्थन करता है? मल्टीटास्किंग एक ऐसी तकनीक है जो आपको विभिन्न प्रक्रियाओं के लिए अलग-अलग प्रोग्राम लिखने की अनुमति देती है, और यह जटिल मशीनों की प्रोग्रामिंग को सरल बनाती है।

इन सभी सवालों के जवाब देना मुश्किल हो सकता है, खासकर अगर आप इलेक्ट्रॉनिक मोशन कंट्रोल के क्षेत्र में नए हैं। कंट्रोलर उपलब्ध कराने वाली अधिकांश कंपनियां उन्हें अच्छी तरह से सपोर्ट करती हैं। चयन प्रक्रिया के दौरान, कई सवाल पूछें। इससे न केवल आपको उत्पाद का मूल्यांकन करने में मदद मिलेगी, बल्कि सपोर्ट का मूल्यांकन करने में भी मदद मिलेगी। अंत में, अपनी कंपनी में विकास गतिविधियों के भविष्य पर विचार करें। ऐसे विक्रेताओं को चुनें जो वर्तमान में और आने वाले वर्षों में उत्पाद और सपोर्ट प्रदान कर सकें।