Componentes esenciales del sistema de control de movimiento:aumente la eficiencia de fabricación

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Los fabricantes modernos deben aumentar la eficiencia en sus operaciones para seguir siendo competitivos. Los sistemas de control de movimiento, que controlan con precisión la velocidad, la aceleración, la posición y el par en equipos industriales automatizados, pueden ayudar a los fabricantes a alcanzar mayores niveles de productividad. Estos sofisticados sistemas tienen cuatro componentes esenciales:un controlador, un variador, un motor y un dispositivo de retroalimentación. Comprender cómo funcionan juntos es clave para optimizar el rendimiento de su maquinaria de producción automatizada.

Este blog explorará estos componentes en detalle para brindarle información sobre cómo la precisión y la repetibilidad proporcionadas por un sistema de control de movimiento bien diseñado pueden ayudarlo a alcanzar sus objetivos de producción. Como su socio de confianza en automatización, JHFOSTER está listo para ayudarlo a implementar soluciones de control de movimiento para que pueda comenzar a trabajar de manera más eficiente.

Cuatro componentes esenciales de los sistemas de control de movimiento

Los cuatro componentes de un sistema de control de movimiento incluyen un controlador de movimiento, un motor, un motor y dispositivos de retroalimentación. 

Controlador de movimiento: A menudo denominado el cerebro del sistema de control de movimiento, el controlador de movimiento coordina los impulsos del motor; A veces se controlan varios accionamientos a la vez. Según la posición objetivo programada y los perfiles de movimiento, el controlador de movimiento crea las trayectorias apropiadas que deben seguir los motores. Al igual que el cerebro humano, envía la orden de acelerar a una velocidad precisa y reducir la velocidad hasta detenerse en el lugar deseado. La cantidad de controladores utilizados en una aplicación variará según la cantidad de procesos individuales que requieren control. Cada controlador en un sistema recibirá instrucciones y enviará retroalimentación a la computadora o PLC que controla la máquina o línea.

Accionamiento motorizado: El accionamiento sirve de intérprete entre el controlador de movimiento y el motor. Su función es recibir la señal de comando del controlador, interpretar el comando y luego suministrar el nivel adecuado de potencia al motor para proporcionar un movimiento preciso de la máquina. Los variadores están disponibles en formato digital, analógico, lineal, de conmutación, paso a paso y servo. Cada tipo de unidad tiene características diferentes. Las unidades digitales contienen capacidades de entrada y salida discretas, mientras que las unidades analógicas contienen capacidades de entrada y salida variables. Los accionamientos lineales se utilizan para movimientos rectilíneos. Los variadores de conmutación utilizan una técnica llamada modulación de ancho de pulso para encender y apagar el voltaje rápidamente para crear un movimiento o velocidad particular. Las unidades paso a paso ofrecen un par de nivel bajo a medio y producen una rotación suave en un amplio rango de velocidades. Los servovariadores interpretan señales de comando y bucles de retroalimentación internos para controlar con precisión el movimiento en aplicaciones de alta potencia y alta velocidad.

Motor: El motor funciona como un músculo. Su función es recibir la entrada eléctrica del motor y convertirla en movimiento. Los dos tipos de motores eléctricos son CA y CC, y ambos transforman la electricidad en movimiento mediante campos magnéticos. Los motores de CC funcionan con corriente continua, mientras que los motores de CA funcionan con corriente alterna. La velocidad de los motores de CC normalmente se controla variando la cantidad de voltaje aplicado. La velocidad de los motores de CA generalmente se controla variando la frecuencia del voltaje aplicado.  Los motores de CA se utilizan más comúnmente. 

Dispositivos de retroalimentación: Utilizados únicamente en sistemas de control de movimiento de circuito cerrado, los dispositivos de retroalimentación brindan información de la posición del motor al controlador de movimiento para que pueda ajustar sus comandos en los momentos apropiados. Los codificadores, que miden e informan la posición, la velocidad y la dirección, son los dispositivos de retroalimentación más populares. Los sistemas de control de movimiento de circuito cerrado pueden realizar con precisión movimientos complejos que los sistemas de control de movimiento de circuito abierto no pueden.

¿Cómo funciona el control de movimiento?

Los sistemas de control de movimiento crean una secuencia precisa de movimiento, llamada perfil de movimiento, y luego ajustan continuamente el funcionamiento del motor para que coincida con la secuencia especificada. Así es como funciona un sistema de control de movimiento:

Paso 1: El controlador de movimiento recibe el comando objetivo.

Paso 2: El controlador calcula la trayectoria deseada (el perfil de movimiento).

Paso 3: El controlador envía una señal de comando al motor.

Paso 4: El variador suministra la energía eléctrica necesaria al motor.

Paso 5: El motor ejecuta el movimiento.

Paso 6: En un sistema de circuito cerrado, el dispositivo de retroalimentación mide el movimiento real y envía esta información al controlador.

Paso 7: El controlador compara el movimiento real con el movimiento deseado y ajusta los comandos (el bucle de control) para corregir cualquier error, asegurando un movimiento de precisión.

Comprensión de los sensores de movimiento

En el control de movimiento industrial, el "sensor de movimiento" es el dispositivo de retroalimentación, que suele ser un codificador. Para proporcionar retroalimentación, los codificadores miden los parámetros de movimiento reales, como la posición, la velocidad y/o la dirección, y los transmiten al controlador para su corrección.

¿Qué activará un sensor de movimiento?

En un sistema industrial de control de movimiento de circuito cerrado, el sensor de movimiento (normalmente un codificador) se activa mediante el movimiento del eje del motor o de la etapa lineal. El codificador está conectado al motor de modo que cuando el motor se mueve, el codificador detecta este movimiento y envía una señal.

¿Cómo saber si su sensor de movimiento está funcionando?

Hay tres formas comunes de determinar si su sensor de movimiento industrial está funcionando.

Supervisar los datos de comentarios: El método más confiable para verificar que su codificador esté operativo es verificar los datos de posición o velocidad enviados al controlador de movimiento a través de la interfaz hombre-máquina (HMI) o el software de la máquina. Si la máquina se mueve y los datos se actualizan correctamente, el codificador está funcionando.

Busque fallas: Si el sensor falla en un sistema de control de movimiento de circuito cerrado, se activará una falla o alarma porque el controlador no puede verificar o corregir la posición del motor.

Verificar la precisión del movimiento: Problemas como que la máquina no mantenga la posición o muestre una vibración excesiva pueden indicar un mal funcionamiento o un dispositivo de retroalimentación mal ajustado.

¿Dónde se utiliza el control de movimiento?

Para aumentar la eficiencia y reducir los costos operativos, cada vez más fabricantes están automatizando sus líneas de producción y el control de movimiento juega un papel clave en una automatización eficaz. Los sistemas de control de movimiento se pueden encontrar en aplicaciones donde los movimientos complejos deben ser repetibles, precisos y ajustables, incluyendo:

• Robots pick-and-place para tareas de paletizado y embalaje.
• Los robots/cobots se utilizan para soldar, ensamblar, cortar y otras tareas que requieren movimientos precisos.
• Mecanizado CNC preciso.
• Impresoras 3D.
• Sistemas automatizados de manipulación de materiales.
• Aplicaciones de ensamblaje de automóviles.

A medida que la integración de equipos automatizados continúa aumentando, los sistemas de control de movimiento son esenciales para un movimiento preciso y repetible, lo que le ayuda a maximizar la productividad y reducir los costos operativos.

JHFOSTER, su socio en automatización, está listo para ayudarlo con sus necesidades de control de movimiento. Contáctenos hoy para comenzar a aumentar la precisión y eficiencia de su aplicación.

• Vicepresidente sénior de Automatización, Tavoron

  Scott Wojciak, un ejecutivo experimentado con profunda experiencia en automatización y distribución industrial, se desempeña como vicepresidente senior de automatización en Tavoron. Anteriormente dirigió la División de Energía Fluida, Automatización y Soluciones de Ingeniería en Singer Industrial y ocupó puestos de liderazgo en BW Rogers, incluidos los de vicepresidente de ventas, director de ventas y gerente de unidad de negocios regional. Conocido por su enfoque basado en resultados y su liderazgo centrado en el cliente, Scott ha dedicado toda su carrera a promover la estrategia comercial y el desempeño operativo en todo el sector de la automatización. Comenzó su carrera como ingeniero de ventas y obtuvo el premio al Vendedor del año de BW Rogers al principio de su mandato.

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