リファレンスデザインは、産業用ロボットモーター制御を簡素化します

新しいリファレンスデザインは、モーションコントロールが統合された単軸サーボコントローラ/ドライバモジュールを使用して、産業用ロボット用のエンドオブアームツールの開発をスピードアップします。

現在マキシム・インテグレーテッドの一部であるTrinamicは、産業用ロボットおよび単軸サーボコントローラー用のエンドオブアームツーリング（EoAT）の開発を簡素化する最新のソリューションを含む、APECの最前線でのさまざまな電力制御ソリューションを実証しました。統合されたモーションコントロールを備えたドライバー。マキシム・インテグレーテッドの産業コミュニケーション担当バイスプレジデントであるジェフ・デアンジェリス、ビジネス管理ディレクターのジョナス・プローガー、および製品定義ディレクターのステファン・クビッシュは、パワーエレクトロニクスとのインタビューで、さまざまな産業用自動化アプリケーション。

TMCM-1617-GRIP-REFオープンソースリファレンスデザインは、ハードウェアフィールド指向コントローラー（FOC）と3つの通信ポートを統合します。これには、マキシム・インテグレーテッドのMAX22000産業用グレードIC、MAX22515 IO-Linkトランシーバー、ソフトウェア構成可能な高精度アナログI / O、およびシングルの動作モードを構成するために使用される4チャンネルデジタルI / OであるMAX14906が含まれます。軸サーボドライブ。

新しいTMCM-1321サーボコントローラー/ドライバーモジュールは、軸速度と同期を最適化し、電力損失を削減することにより、2相バイポーラステッピングモーターのパフォーマンスを最適化することを目的としています。マキシム・インテグレーテッドは、このデバイスが磁気エンコーダーと光学式エンコーダーのデジタル入力を統合して、高度なフィードバックと診断によりサーボ制御を簡素化することを指摘しました。

オープンソースプラットフォーム

「TMCM-1617-GRIP-REFリファレンスデザインの利点は、複数の回路を1つのボードに統合できることです。これは通常、ロボットアームの端にある複数のボードまたはコンポーネントに分散されます。このコンパクトな設置面積は、ワイヤハーネスの負担を軽減し、データと電力の両方を1対または2対のワイヤ上で移動する合理化された方法と、ツールを正しく試運転する機能を提供する、簡素化された通信バスインターフェイスを組み合わせたものです。このコンパクトなサイズと簡素化された通信および構成バスインターフェースは、TMCL-IDEソフトウェア開発環境と組み合わされており、エンドオブアームツールの非常に用途の広いリファレンスデザインになっています」とDeAngelis氏は述べています。 「コンパクトなサイズに加えて、達成されたもう1つの重要な要素は、このモジュールの重量が24グラムと非常に軽いことです。」

Proegerが説明したように、図1のブロック図は、アーム、グリッパー、または近接センサーから発生する力を検出するためのロードセルを示しています。 TMCM-1617-GRIP-REFは、産業用通信プロトコルEtherCAT、IO-Link、およびRS-485をサポートし、アナログ信号とソフトウェアでプログラム可能なデジタル入力/出力を提供し、Trinamicモーションコントロール言語統合開発環境（TMCL- IDE）。 「私たちは、今でも人気のある100メガビット/秒のRS-485通信のオプションを提供しています。利点は、このアプリケーションの要求を満たすための従来の高速ケーブルであるということです。これは、モーターを制御するためのより伝統的なアプローチとして、コミュニケーションの観点から非常に柔軟な製品です」とProeger氏は述べています。

図1：TMCM-1617-GRIP-REFのブロック図（出典：Maxim Integrated）

図2：TMCM-1617 –最小のサーボコントローラー（出典：Maxim Integrated）

「追加の電源を必要とせずに、外部周辺機器とセンサーをサポートするために必要なすべての供給レールを提供します」とKubisch氏は述べています。 「完璧な電流制御は、システム全体の効率に最大の影響を及ぼします。」

マキシム・インテグレーテッドは、最先端のバスアーキテクチャを単一のソリューションに統合された制御と診断と組み合わせることで、リファレンスデザインが工場フロアの生産性を高め、人工知能を最先端にもたらすことができると信じています。たとえば、過酷な産業環境で堅牢な通信を確保するための広範な統合保護などのMAX22515オンボード機能。すべてのIO-Linkラインインターフェースピン（V24、C / Q、DI、およびGND）は、逆電圧保護、短絡保護、ホットプラグ保護、および統合された±1.2kV /500Ωサージ保護を備えています。

モーターとモーションコントロールの将来のために、究極の信頼性の要求に関連して複雑さが増すと、システムのスマート性が高まります。これは、エッジで分散化する必要があります。意思決定はリアルタイムで行う必要があり、データはソースで収集され、クラウドで共有される必要があります。

サーボコントローラー/ドライバーTMCM-1321

TMCM-1321は、磁気エンコーダーとデジタル入力が統合された2相バイポーラステッピングモーター用の単軸コントローラー/ドライバーであり、すべてモーター制御を最適化するための閉ループ制御ロジックを提供します。

マキシム・インテグレーテッドは、フォームファクターは他のソリューションよりも大幅に小さいことを意図しており、ボードはノイズのない動作で256倍のマイクロステッピングをサポートしていると指摘しました。一体型の磁気エンコーダは、適切な磁石がモーター軸に取り付けられている場合に使用でき、閉ループ動作を可能にします。または、ABNデジタル入力を介して光学式エンコーダを接続することもできます。さまざまなランプ形状を選択できます。線形ランプとTrinamicSixPoint™ランプに加えて、TMCM-1321モジュールは、実際の転送時間を短縮できるS字型ランプを実装しています。

図3：TMCM-1321のブロック図（出典：Maxim Integrated）

図4：TMCM-1321ボード（出典：Maxim Integrated）

TMCM-1321は、最大0.7ARMSおよび24VDC供給電圧のコイル電流用に設計されています。 3つのデジタル入力は、エンドスイッチとホームスイッチの入力として、または汎用入力として使用できます。

モーター制御とドライブは、高度な精度を得ることができるため、多くのアプリケーションで基本的です。これにより、コストが削減され、効率が向上します。モーター制御回路によって実行される重要な機能は、ローターがさまざまな動作および負荷条件の間に、巻線に関する正確な位置を取り、十分な精度でその位置を決定することを保証することです。

>>この記事は、もともと姉妹サイトのPowerで公開されました。エレクトロニクスニュース。

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