O controle de movimento, ou Motion Control, é um campo da automação industrial que engloba os sistemas e subsistemas responsáveis pela movimentação de partes de máquinas com alto grau de precisão. Os sistemas Motion Control são amplamente utilizados em uma variada gama de segmentos, sendo os mais comuns os aplicados no controle de máquinas, como as fabricadas por nossos clientes do segmento de OEM. Hoje, vamos falar sobre essa importante área da robótica que tem ganho cada vez mais destaque no cenário da indústria mundial.
Como montar um sistema Motion Control?
Para criar um sistema Motion Control é preciso ao menos três componentes básicos: um controlador programável com capacidade de controle preciso de movimento, um inversor de frequência e um ou mais servo drivers e servo motores. Em uma arquitetura típica, o CLP é responsável por calcular a trajetória e enviar comandos para o drive que, por sua vez, aplica a tensão e a corrente necessárias para mover o motor da maneira desejada.
Veja um exemplo de como nossos CLPs atuam no controle de inversores de frequência no caso de sucesso das Máquinas Novo Horizonte, nosso cliente do mercado de Fabricante de Máqunias.
Por vezes, um dispositivo de medição pode ser adicionado ao sistema (geralmente próximo ao movimento final) para dar um feedback ao driver ou ao controlador com detalhes específicos sobre o movimento real do eixo do motor ou da carga. Esses dados são utilizados para aumentar a precisão do movimento e compensar mudanças dinâmicas que podem ocorrer na carga.
Os sistemas que utilizam servo drivers operam em malha fechada e variam o torque de saída para entrar ou permanecer na posição comandada, enquanto a maioria dos sistemas que utilizam motores de passo operam em malha aberta, com o motor de passo acionando com força total para chegar à posição comandada ou falhando na tentativa.
Entenda a diferença entre uma malha abertas e uma malha fechada no vídeo do nosso parceiro FM4 Automation & Energy.
A escolha por um controle de malha aberta ou controle de malha fechada depende de muitos fatores e ambos são métodos úteis para um sistema de controle de movimento. As aplicações típicas onde um CLP pode ser aplicado como solução de Motion Control em conjunto com servo drivers e motores de passo incluem máquinas embaladoras and linhas de montagem de materiais.
A evolução do Motion Control com o controle elétrico
O Motion Control engloba todas as tecnologias relacionadas ao movimento de objetos, desde sistemas de tamanho micro, como atuadores de micro indução do tipo silício, até sistemas micro simples, como uma plataforma espacial. Porém, o foco do controle de movimento é a tecnologia de controle especial de sistemas de movimento com atuadores elétricos, como servo motores. O controle de manipuladores robóticos também está incluído no campo de controle de movimento, já que a maioria dos manipuladores robóticos são acionados por servo motores elétricos e o objetivo principal é o controle do movimento.
Os sistemas de controle de movimento elétrico surgiram como alternativas aos sistemas de movimento hidráulico. Com a maioria dos sistemas elétricos variando em tamanho de alguns watts até a faixa do quilowatt, o controle de movimento elétrico tornou-se predominante nesses tamanhos menores. Os primeiros sistemas servo elétricos eram geralmente operados em modo de velocidade ou torque, aceitavam sinais de comando analógicos e eram bastante bem-sucedidos, apesar dos problemas com ruído elétrico e desvio. Os primeiros controladores baseados em CLP usavam cartões de saída analógica para fornecer os sinais de comando de velocidade ou torque.
Embora os sinais de controle analógicos ainda sejam usados em alguns sistemas, a maioria dos sistemas de movimento modernos migraram para alguma forma de controle digital. O advento do servo drive digital, com a capacidade de fechar o loop de posição, foi outro grande avanço. Novos tipos de sinais entre o controlador e o drive agora são necessários para enviar comandos de posição para os servos drives digitais, como exemplo temos os communication protocols.
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