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【應用案例】AGV小車的運動控制方案

智聯微 ? 2022-08-08 09:36 ? 次閱讀

前言

為了提高生產力和優化物流,越來越多的公司實現了內部物流的自動化。因此自動導引運輸車 (AGV) 到自主移動機器人 (AMR)出現在大家的視野里,工廠車間和倉庫正在發生變化。


然而,初始投資和安全問題仍然阻礙了 AGV 或 AMR 的廣泛采用。Trinamic久經考驗的設計為運動控制設定了性能標準,工程師可以解決這些問題并輕松集成高級診斷和安全功能,而無需額外成本。受益于即插即用構建塊,使運動控制像 1-2-3 一樣簡單。

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什么是AGV小車

AGV小車分為很多種,我們稱之為搬運機器人,其用途及功能也是十分的廣泛,在一般大型物流倉庫中我們可以看到,有普通的AGV小車,其有著自動導航定位,負責搬運貨架或者貨物到指定位置;


智能型的叉車式AGV,自動檢測及強大的搬動功能,它主要負責搬動較多并且已經疊放整齊的物品;


還有復合型AGV,在移動的AGV小車上加上了一個機械臂,能夠識別物品,負責貨物品的分揀及搬運。

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面臨的挑戰

由于設備的特殊性,AGV小車在運動過程中涉及到人生安全、倉儲運行碰撞安全以及貨物安全等原因,所以它必須要有一個高精度的定位、運行及軌跡運行控制系統。那么要實現這一點,必須有一個可靠、高精度的伺服控制器來實現這一套軌跡運行。


安全性極高的運動控制系統,絕大多數情況下首選為伺服驅動器。但是傳統的伺服驅動器存在的問題是什么呢?我們將它為三個部分:

體積大、價格昂貴

安裝與操作極其復雜,給AGV的研發與生產帶來了不少的阻礙。

復雜的伺服算法,特別是想要自主研發傳統的伺服控制器,而伺服算法,則是一座難以難以逾越的大山。

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Trinamic帶來的方案

為了應對這一難題,Trinamic推出了一個專門針對小型化、低成本化及完整的運動控制方案。Trinamic結合自身的運動控制多年的經驗,TMC4671運應而生,它的特點是完美地解決FOC軟算法無法被一般的企業掌握的難題,提供了一個簡單的解決方案,能夠讓您在短時間內搭建一套完美的伺服工作系統。


TMC4671

TMC4671是一個純FOC芯片,可為BLDC/PMSM提供磁場矢量控制,它提升了算法,電流環、速度環以及位置環的閉環。用戶所要做的,就是通過簡單的寄存器配置,然后直接給TMC4761發送力矩指令、速度指令或者位置指令,從而就無需再去面對復雜的算法。

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主要特性:

具有磁場定向控制的伺服控制器

轉矩控制(FOC),速度控制,位置控制

前饋控制輸入

集成ADC,delta sigma-ADC前端

編碼器引擎:霍爾模擬/數字,編碼器模擬/數字

支持3相PMSM/ BLDC,2相步進電機和直流電機

高級PWM引擎(25kHz ... 1000kHz)

應用程序SPI +調試(UART,SPI)

步進方向接口(S / D)

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有哪些改進

  • 小型化:驅動器模塊化,讓控制系統做到更小
  • 性能方面:帶有磁場矢量控制(FOC)
  • 控制方面:內置算法控制,配置寄存器,控制更簡單
  • 控制功能方面:集成了ADCs、位置傳感器接口、位置差值器
  • 成本優化方面:更簡單的研發低成本且經濟高效的伺服控制系統
  • 制造工藝方面:QFN76 (10.5×6.5)

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總結

TMC4671是一個完美解決了伺服算法的芯片,只需通過簡單的力矩、速度和位置指令,再結合常規的預驅和MOS管,就能夠實現一套高性能、完整的伺服控制器。

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