Control Techniques
Estun Automation
CODESYS
Crevis
Nexcom / Nexcobot
Leroy-Somer
Servo Sistemleri
AC Sürücü + Motor
DC Sürücüler
Akıllı PLC
Panel PC / IPC
Uzak I/OHareket Simülatörü Platformları: 6 Serbestlik Dereceli (Stewart) Kontrol
Hazırlayan: ONX Control mühendislik ekibi · Son güncelleme:
Kısa tanım
Altı serbestlik dereceli (6-DOF) hareket platformu, altı doğrusal eyleyiciyle bir kabini ileri-geri, yana, yukarı-aşağı hareket ettirir ve üç eksende döndürür. Simülasyon yazılımı istediği konumu ve yönelimi gönderir; kontrolör ters kinematikle her eyleyicinin boyunu hesaplar ve altı servo ekseni aynı çevrimde sürer. ONX Control bu kontrolü kendi hareket kontrol yazılımı ve EtherCAT ile, sürüş, atış ve vinç eğitim simülatörleri ile test platformları için kurar.
Nasıl çalışır?
Stewart platformunda eyleyiciler alt tabandaki altı noktayı üst platformdaki altı noktaya bağlar. Platformun hedef konumu (x, y, z) ve yönelimi (yuvarlanma, yunuslama, sapma) verildiğinde her eyleyicinin boyu doğrudan hesaplanır; bu ters kinematiktir ve her kontrol çevriminde yapılır. Eyleyicilerin biri bile geride kalırsa platform istenmeyen bir yöne zorlanır, bu yüzden altı eksenin aynı anda ve aynı profille hareket etmesi gerekir.
Simülasyon yazılımı aracın ya da sistemin hesaplanan ivmelerini gönderir. Platformun hareket alanı sınırlı olduğu için bu ivmeler doğrudan konuma çevrilemez; hareket ipucu (motion cueing) algoritması kısa süreli ivmeleri öteleme ile, uzun süreli ivmeleri platformu yavaşça eğerek yerçekimi bileşeniyle verir ve platformu fark edilmeden orta konuma geri getirir.
Emniyet tasarımın bir parçasıdır: eyleyici strok sınırları, platformun erişebileceği çalışma alanı, iletişim kesildiğinde yumuşak duruş ve acil durumda platformun güvenli konuma inmesi kontrolörde ve sürücülerin emniyet fonksiyonlarında birlikte tanımlanır.
-
1
Hedef poz
Simülasyon yazılımı her çevrimde hedef ivme ya da poz bilgisini ağ üzerinden gönderir.
-
2
Hareket ipucu
İvmeler platformun hareket alanına sığacak şekilde öteleme ve eğime dönüştürülür.
-
3
Ters kinematik
Platform pozundan altı eyleyicinin boyu ve hızı hesaplanır, sınırlar kontrol edilir.
-
4
Senkron sürüş
Altı servo eksen aynı EtherCAT çevriminde komut alır; durum ve hata bilgisi yazılıma geri döner.
Kritik parametreler
| Parametre | Neden önemli? | Tipik aralık / ONX saha verisi |
|---|---|---|
| Hareket alanı | Her serbestlik derecesindeki öteleme ve açı sınırı; eyleyici stroku ve geometri belirler. | Proje bazında belirlenir |
| Faydalı yük ve atalet | Kabin ve ekipmanın kütlesi ile ağırlık merkezi, eyleyici kuvvetini ve motor boyutunu belirler. | Proje bazında belirlenir |
| Gecikme | Simülasyon komutundan platform hareketine kadar geçen süre; uzun gecikme kullanıcıda uyumsuzluk hissi yaratır. | Proje bazında belirlenir |
| Hareket düzgünlüğü | Düşük hızda takılma ve yön değişiminde boşluk, gerçekçiliği bozar; mekanik ve kontrol ayarıyla birlikte ele alınır. | Proje bazında belirlenir |
| Emniyet davranışı | İletişim kaybı, enerji kesintisi ve acil durumda platformun nasıl ve ne kadar sürede güvenli konuma ineceği. | Proje bazında belirlenir |
Değerler platform geometrisine, faydalı yüke ve simülasyon senaryolarına göre projede belirlenir.
ONX mimarisi
Altı eyleyicinin servo sürücüleri EtherCAT ile ONX EtherCAT master çalışan endüstriyel PC'ye bağlanır. Ters kinematik, hareket ipucu ve sınır kontrolü her çevrimde hesaplanır; simülasyon yazılımıyla haberleşme UDP ya da müşterinin kullandığı arayüz üzerinden yapılır. Platformun durumu, sıcaklıklar ve hata kayıtları bakım ekranında izlenir.
Eyleyici tarafında yüksek dinamikli servo motorlar ve vidalı mil ya da kayış tahrikli doğrusal eyleyiciler kullanılır. Servo motor ve eyleyici boyutlandırması ONX'in hareket boyutlandırma aracıyla, simülasyon senaryolarından çıkarılan en kötü durum profillerine göre yapılır.
Servo sürücüler ve motorlar
Altı eksen için EtherCAT servo sürücüler ve yüksek dinamikli servo motorlar; güvenli tork kapatma (STO) ve yumuşak duruş.
ONX hareket kontrol yazılımı
IEC 61131-3 makine yazılımı; ONX'in kendi PLCopen hareket kütüphanesi X Motion ile elektronik kam, dişli, çok eksen koordinasyonu ve CiA 402 sürücü yönetimi.
ONX EtherCAT master
ONX'in kendi derlediği gerçek zamanlı Linux üzerinde çalışan EtherCAT master; fansız endüstriyel PC üzerinde HMI, veri kaydı ve ağ servisleriyle birlikte.
Simülasyon arayüzü
Simülasyon yazılımından hedef poz ya da ivme alan, durum ve hata bilgisini geri gönderen haberleşme katmanı.
Tedarik sürekliliği
Uygulama yazılımı açık EtherCAT ve CiA 402 standartları üzerine kurulur. Sürücü, motor ya da I/O tedarikçisi değiştiğinde makine yazılımı korunur; bileşenler projenin menşe ve tedarik gereksinimine göre seçilir.
Saha referansı
Hareket platformu üreticileriyle servo sürücü ve EtherCAT tarafında çalıştık; müşteri adları izin olmadan paylaşılmaz. Aynı çok eksen senkronizasyonunu ve hareket profillerini sanayi makinelerinde sahada kullanıyoruz.
Retrofit senaryosu
Eski hareket platformlarında hidrolik eyleyiciler, analog servo valfler ve artık desteklenmeyen kontrol kartları sık görülür. Yenilemede platform geometrisi korunarak eyleyiciler elektromekanik servoya dönüştürülebilir ya da yalnızca kontrol katmanı yenilenebilir; simülasyon yazılımıyla arayüz eskisiyle uyumlu tutulur.
- Hidrolik ünite ve yağ bakımı ortadan kalkar; enerji tüketimi ve gürültü azalır.
- Kontrol kartı tedarik sorunu, standart endüstriyel PC ve ONX yazılımıyla çözülür.
- Simülasyon yazılımı tarafında değişiklik gerekmemesi için mevcut haberleşme protokolü korunur.
Sık sorulan sorular
Platformu kendi simülasyon yazılımımızla kullanabilir miyiz?
Evet. Platform kontrolcüsü simülasyon yazılımından hedef ivme ya da poz alır; haberleşme genellikle UDP üzerindendir ve mevcut arayüzünüze göre uyarlanır.
3 eksenli platformlar için de çalışıyor musunuz?
Evet. 2 ve 3 serbestlik dereceli platformlar, döner tablalar ve tek eksenli titreşim düzenekleri aynı mimariyle kurulur; yalnızca kinematik değişir.
Hareket ipucu algoritmasını siz mi yazıyorsunuz?
Platform tarafındaki ters kinematik, sınır ve emniyet mantığını biz yazarız. Hareket ipucu algoritması müşterinin simülasyon yazılımında da olabilir; iş bölümü projede belirlenir.
Simülatör platformunuzu konuşalım
Platform geometrisini, faydalı yükü ve simülasyon senaryolarını paylaşın; eyleyici ve kontrol mimarisini birlikte boyutlandıralım.