산업용 로봇 모터 제어를 단순화하는 레퍼런스 디자인

새로운 레퍼런스 디자인은 모션 제어가 통합된 단축 서보 컨트롤러/드라이버 모듈을 사용하는 산업용 로봇.

현재 Maxim Integrated의 일부가 된 Trinamic은 산업용 로봇 공학용 EoAT(end-of-arm tooling) 개발을 단순화하는 최신 솔루션과 단일 축 서보 컨트롤러/ 통합 모션 컨트롤이 있는 드라이버. Power Electronics와의 인터뷰에서 Maxim Integrated의 산업 커뮤니케이션 부사장인 Jeff DeAngelis와 비즈니스 관리 이사인 Jonas Proeger, 제품 정의 이사인 Stephan Kubisch는 Trinamic에서 개발 시간을 단축하는 이러한 최신 솔루션을 강조했습니다. 다양한 산업 자동화 애플리케이션.

TMCM-1617-GRIP-REF 오픈 소스 참조 설계는 하드웨어 FOC(Field-Oriented Controller)와 3개의 통신 포트를 통합합니다. 여기에는 Maxim Integrated의 MAX22000 산업용 등급 IC, MAX22515 IO-Link 트랜시버, 소프트웨어로 구성 가능한 고정밀 아날로그 I/O, 단일- 축 서보 드라이브.

새로운 TMCM-1321 서보 컨트롤러/드라이버 모듈은 축 속도 및 동기화를 최적화하고 전력 손실을 줄임으로써 2상 바이폴라 스테퍼 ​​모터의 성능을 최적화하기 위한 것입니다. Maxim Integrated는 이 장치가 자기 인코더와 광학 인코더용 디지털 입력을 통합하여 고급 피드백 및 진단을 통해 서보 제어를 단순화한다고 지적했습니다.

오픈 소스 플랫폼

“TMCM-1617-GRIP-REF 레퍼런스 디자인의 이점은 일반적으로 로봇 팔 끝에 있는 여러 보드 또는 구성 요소에 분산되는 하나의 보드에 여러 회로를 통합할 수 있다는 것입니다. 이 컴팩트한 설치 공간은 와이어 하네스 부담을 줄이고 단일 또는 이중 와이어 쌍을 통해 데이터와 전원을 모두 이동하는 간소화된 방법과 도구를 올바르게 시운전할 수 있는 기능을 제공하는 간소화된 통신 버스 인터페이스를 결합합니다. 이 컴팩트한 크기와 간소화된 통신 및 구성 버스 인터페이스는 TMCL-IDE 소프트웨어 개발 환경과 결합되어 EOL(end-of-arm) 도구를 위한 매우 다양한 참조 설계가 됩니다.”라고 DeAngelis가 말했습니다. 그는 "컴팩트한 크기 외에도 달성된 또 다른 중요한 요소는 이 모듈의 무게가 24g이라는 매우 가벼운 것입니다."라고 덧붙였습니다.

Proeger가 설명했듯이 그림 1의 블록 다이어그램은 암, 그리퍼 또는 근접 센서에서 오는 힘을 감지하는 로드 셀을 보여줍니다. TMCM-1617-GRIP-REF는 산업용 통신 프로토콜 EtherCAT, IO-Link 및 RS-485를 지원하고 아날로그 신호 및 소프트웨어 프로그래밍 가능 디지털 입력/출력을 제공하며 Trinamic Motion Control Language Integrated Development Environment(TMCL- IDE). “우리는 여전히 인기 있는 초당 100메가비트의 RS-485 통신 옵션을 제공합니다. 이점은 이 애플리케이션의 요구 사항을 충족하기 위해 여전히 전통적인 고속 케이블링이라는 것입니다. 모터 제어에 대한 보다 전통적인 접근 방식으로서 통신 관점에서 매우 유연한 제품입니다.”라고 Proeger가 말했습니다.

그림 1:TMCM-1617-GRIP-REF의 블록 다이어그램(출처:Maxim Integrated)

그림 2:TMCM-1617 – 가장 작은 서보 컨트롤러(출처:Maxim Integrated)

Kubisch는 "추가 전원 없이 외부 주변 장치와 센서를 지원하기 위해 필요한 모든 공급 레일을 제공합니다."라고 말했습니다. 그는 "완벽한 전류 제어는 전체 시스템 효율성에 가장 큰 영향을 미칩니다."라고 덧붙였습니다.

최신 버스 아키텍처와 통합 제어 및 진단이 단일 솔루션에 결합된 Maxim Integrated는 참조 설계가 공장 현장의 생산성을 높이고 엣지에 인공 지능을 가져올 수 있다고 믿습니다. 예를 들어, MAX22515 온보드 기능은 열악한 산업 환경에서 강력한 통신을 보장하는 광범위한 통합 보호 기능을 제공합니다. 모든 IO-Link 라인 인터페이스 핀(V24, C/Q, DI 및 GND)은 역전압 보호, 단락 보호, 핫플러그 보호 및 통합 ±1.2kV/500Ω 서지 보호 기능이 있습니다.

모터 및 모션 제어의 미래를 위해 궁극적인 신뢰성에 대한 요구와 관련하여 복잡성이 증가함에 따라 시스템이 더욱 스마트해지며 이는 최첨단 분산형이어야 합니다. 의사결정은 실시간으로 이루어져야 하고 데이터는 소스에서 수집되어 클라우드에서 공유되어야 합니다.

서보 컨트롤러/드라이버 TMCM-1321

TMCM-1321은 통합 자기 인코더 및 디지털 입력이 있는 2상 바이폴라 스테퍼 ​​모터용 단일 축 컨트롤러/드라이버로, 모두 모터 제어를 최적화하기 위한 폐쇄 루프 제어 로직을 제공합니다.

Maxim Integrated는 폼 팩터가 다른 솔루션보다 훨씬 작아야 하며 보드는 잡음 없는 작동으로 256x 마이크로스테핑을 지원한다고 지적했습니다. 내장형 마그네틱 엔코더는 적절한 자석이 모터 축에 부착되어 있을 때 사용할 수 있어 폐쇄 루프 작동이 가능합니다. 또는 ABN 디지털 입력을 통해 광학 인코더를 연결할 수 있습니다. 다른 램프 모양을 선택할 수 있습니다. 선형 램핑 및 Trinamic SixPoint™ 램핑 외에도 TMCM-1321 모듈은 실제 전송 시간을 단축할 수 있는 S자형 램프를 구현합니다.

그림 3:TMCM-1321의 블록 다이어그램(출처:Maxim Integrated)

그림 4:TMCM-1321 보드(출처:Maxim Integrated)

TMCM-1321은 최대 0.7A RMS의 코일 전류 및 24V DC 공급 전압용으로 설계되었습니다. 3개의 디지털 입력은 엔드 스위치 및 홈 스위치 입력 또는 범용 입력으로 사용할 수 있습니다.

모터 제어 및 드라이브는 높은 수준의 정확도를 얻을 수 있으므로 비용 절감과 효율성 향상으로 이어지기 때문에 많은 응용 분야에서 기본입니다. 모터 제어 회로가 수행하는 중요한 기능은 회전자가 다양한 작동 및 부하 조건에서 권선과 관련된 정확한 위치를 취하여 충분한 정확도로 위치를 결정하도록 하는 것입니다.

>> 이 기사는 원래 자매 사이트인 Power에 게시되었습니다. 전자 뉴스.

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