Riadenie pohybu je všestranný odbor s množstvom využití; synchronizácia je jednou z jeho najužitočnejších aplikácií! Samotný pojem to prezrádza: zariadenia na riadenie pohybu sa uvádzajú do chodu „synchronizovaným“ spôsobom a bežia rovnakou rýchlosťou. Na prvý pohľad sa to môže zdať jednoduché, v skutočnosti je to však presný opak. Synchronizáciu nemožno dosiahnuť len tým, že sa viac aktuátorov zapojí na ten istý spínač, ako si niektorí myslia. V ideálnom svete alebo vo veľmi jednoduchom prostredí by to možno fungovalo. Zvyčajne to však povedie k tomu, že viaceré lineárne aktuátory sa budú pohybovať rôznymi rýchlosťami. Páchateľ? Nuž, je ich viac. Aj keď sú dva lineárne aktuátory rovnakej značky a modelu pripojené na ten istý napájací zdroj, je potrebné počítať s výrazným rozdielom rýchlosti, ak sú oba vystavené nerovnakému zaťaženiu, majú odlišné vzory opotrebenia alebo pracujú pri rôznych prevádzkových teplotách – to je len niekoľko problémov.
Tento článok sa do témy ponorí hlbšie a presne vysvetlí, prečo je synchronizácia pre mnohé aplikácie kritická a ako ju možno dosiahnuť.
Ako dosiahnuť synchronizáciu?
Na dosiahnutie synchronizovaného pohybu lineárneho aktuátora je nevyhnutná určitá forma riadenia pohybu. V prípade otvoreného riadiaceho systému je najpopulárnejšou možnosťou synchronizácie regulátor rýchlosti. V takomto nastavení sa rýchlosť každého lineárneho aktuátora upravuje na základe predbežných výpočtov, konštrukčných úvah a intuície. Napríklad aktuátoru, ktorý čelí väčšiemu odporu, môže byť poslaný silnejší signál, aby sa kompenzovala jeho vyššia zotrvačnosť. Bežné aplikácie zahŕňajú použitie viacerých lineárnych aktuátorov naraz s Arduinom. Systémy s otvorenou slučkou sú však bez spätnej väzby a nedokážu dosiahnuť presné výsledky, čo ich robí nevhodnými pre aplikácie vyžadujúce presnosť.
Prepracovanejšou formou synchronizovaného riadenia pohybu je uzavretý systém, ktorý využíva spätnú väzbu z aktuátorov na určenie individuálnych potrieb každého zariadenia a vykonáva úpravy v reálnom čase. Takáto synchronizácia je mimoriadne presná, prakticky bez možnosti chyby. Má viacero využití v priemysle, domácnostiach aj v DIY, kde je synchronizácia lineárnych aktuátorov kľúčovou požiadavkou. Progressive Automations ponúka pestrú škálu produktov špeciálne navrhnutých pre synchronizačné aplikácie. Naše lineárne aktuátory integrujú špičkové možnosti spätnej väzby a naše riadiace jednotky sú stavané na bezkonkurenčný výkon.
Ako môžete využívať synchronizáciu?
Synchronizovaná zostava aktuátorov dokáže s vašimi aplikáciami s lineárnymi aktuátormi urobiť zázraky. V skutočnosti sa väčšina aplikácií, ktoré využívajú viac ako jeden lineárny aktuátor, spolieha na synchronizovaný pohyb; bez neho sú poruchové a môže dôjsť k poškodeniu dielov alebo samotných aktuátorov.
Ak plánujete používať techniky pohonu založené na synchronizácii, mali by ste mať základný prehľad o dostupných možnostiach. Pri otvorenej synchronizácii, napríklad pri riadení viacerých aktuátorov pomocou Arduina, musíte zabezpečiť, aby bol regulátor rýchlosti – v tomto prípade Arduino – schopný systém zvládnuť. Musí byť k dispozícii dosť pinov pre počet používaných aktuátorov a kód musí byť bezchybný.
Pri použití systémov so spätnou väzbou v uzavretej slučke je najdôležitejším faktorom typ spätnoväzbového enkódera integrovaného vo vašich lineárnych aktuátoroch. V tomto smere sú na popredných miestach spätná väzba s Hallovým efektom a spätná väzba z potenciometra.
V lineárnych aktuátoroch s Hallovým efektom enkóder pre spätnú väzbu zaznamenáva počet otáčok, ktoré počas pohybu vykonáva hnací motor aktuátora. Z týchto informácií vie riadiaca jednotka veľmi jednoducho vypočítať presnú polohu, a teda aj rýchlosť tyče aktuátora. Enkódery všetkých lineárnych aktuátorov neustále posielajú spätnú väzbu riadiacej jednotke, ktorá určuje, ktorý aktuátor zaostáva alebo zrýchľuje, a následne upraví ich príslušné rýchlosti tak, aby bol pohyb plynulý a synchronizovaný.
Pri použití aktuátorov s Hallovým efektom je potrebné použiť aj kompatibilnú riadiacu jednotku. Nedajú sa používať s hocijakým bežným regulátorom, ale je potrebná jednotka navrhnutá na tento konkrétny účel. Riadiaca jednotka musí mať tiež požadovaný počet kanálov v súlade s počtom používaných aktuátorov.
Spätná väzba z potenciometra funguje podobne. Ako sa tyč aktuátora vysúva a zasúva, elektrický odpor potenciometra sa tomu úmerne mení. Tieto informácie sa prenášajú do riadiacej jednotky, ktorá následne vykoná presne tú istú funkciu, ako bolo vysvetlené vyššie, aby aktuátory synchronizovala.
Naše možnosti synchronizácie
Aktuátory
Začnime našou ponukou lineárnych aktuátorov: máme vysoko výkonné aktuátory s Hallovým efektom vo variantoch 12 VDC/24 VDC, ktoré sú ideálne na riadenie viacerých aktuátorov. Napríklad náš lineárny aktuátor PA-04-HS je vybavený vstavaným snímačom Hallovho efektu, ktorý umožňuje synchronizáciu. Zákazníci si môžu zvoliť aj možnosti napájania 12 V alebo 24 V.
Lineárne aktuátory s napájaním 12 VDC sú oveľa bežnejšie, keďže väčšina napájacích zdrojov má 12 V. Ľahšie sa integrujú do pohonných systémov a ponúkajú slušné výkonové parametre. Aktuátory 24 VDC potrebujú špecializovaný napájací zdroj, čo často vyžaduje dodatočné investície a vybavenie. Tieto varianty však dokážu dodať viac výkonu a krútiaceho momentu, majú nižší odber prúdu a menšie nároky na prierez vodičov, čo je skvelá kompenzácia uvedených nevýhod. Či zvolíte 12 V aktuátor alebo 24 V zariadenie, závisí od návrhu vašej konkrétnej aplikácie.
Riadiace riešenia
Na účely synchronizácie ponúkame viackanálové riadiace jednotky navrhnuté na prácu s aktuátormi so spätnou väzbou, ako sú naše oceňované PA-40 a séria riadiacich jednotiek FLTCON. Tieto ovládače sú určené pre aktuátory s Hallovým efektom a dokážu pracovať s aktuátormi 12 VDC/24 VDC. PA-40 je dokonca špecializované synchronizačné riešenie pre aplikácie s dvojicou snímačov Hallovho efektu.
Pri hlbšom ponore do nášho portfólia sú našimi najpopulárnejšími produktmi pre synchronizáciu pohybu naše zdvíhacie stĺpy. Tie sa používajú pre stojace a výškovo nastaviteľné stoly, kde je synchronizácia mimoriadne dôležitá, pretože nejednotné rozloženie hmotnosti na nich môže spôsobiť, že nesynchronizované systémy zlyhajú takmer okamžite.
Záverečné slovo
Ak máte aplikáciu, ktorá vyžaduje, aby dva alebo viac aktuátorov bežali rovnakou rýchlosťou, synchronizácia je vašou najlepšou možnosťou, ako zabezpečiť skutočne presný synchronizovaný pohyb. Iné riešenia môžu viesť k rozdielnym rýchlostiam aktuátorov a k poškodeniu vašej aplikácie.
Viac informácií o synchronizácii získate, ak nás kontaktujete s vašimi konkrétnymi otázkami alebo návrhovými problémami; náš zákaznícky servis vám rád pomôže optimalizovať vašu aplikáciu synchronizácie lineárnych aktuátorov.