モーション・コントロール技術
モーション・コントロールは、高度に自動化された現在の世界を支えている、位置、速度、加速度の制御機能です。物体を適切なタイミングで適切な場所に配置する必要がある場合は、モーション・コントロールが必須です。現実の物体は動いているため、モーション・コントロール技術には、他のほとんどの分野よりも高い精度と信頼性が要求されます。ADI Trinamicのモーション・コントロール技術により、以下の固有の需要に対応できる高精度、高信頼性ソリューションが実現します。
高い静音性。スマート。
最も先進的で静音性の高い3Dプリンタのメーカーを支えているのは、ADI Trinamicの技術による優れた電流制御です。
高精度。高信頼性。
オートメーションには、再現性に優れた信頼できる位置決めが必要です。ADI Trinamicの技術には、高品質なモーション・コントロール出力分野での数十年にわたる実績が活かされています。
高効率。高応答。
高速電流制御の要件が最も高いのがダイナミック・モータです。ADI Trinamicでは専用サーボ・コントローラを使用することで、実装が容易で使いやすいハイエンド制御を実現しています。
スムーズ。信頼できる。
モータを人体に組み込む場合は、筋肉のようにスムーズに動き、信頼できるモータでなければなりません。ADI Trinamicの技術は、必要不可欠な医療機器の不均衡を軽減し、性能を向上させるために役立ちます。
柔軟。高耐久。
自動化された社内物流とロボット工学には、耐久性と信頼性に優れたモーション・コントロールとモータ・コントロールが必要です。ADI Trinamicのソリューションには、数十年にわたる確かな実績があります。
ADI Trinamicの技術による性能の向上
ADI Trinamicのランプ・ジェネレータは、純粋なモーション・コントロール自体を処理することでMCUの負荷を軽減します。ADI Trinamicのモーション・コントロール技術は、電気モータなどのアクチュエータとその負荷の位置、速度、加速度を調整することで、ランピング・プロファイルを使用して動きの制御を最適化します。複数の同期軸を動かす要求の厳しいアプリケーションでも、ランピング・プロファイルによってモーション・コントロールのニーズに合わせた最高の性能が得られます。
ランピング・プロファイルを使用する理由
負荷を駆動する最も簡単な方法は、一定速度を使用することです。このような速度モードでは加速フェーズが定義されていないため、理論上の加速度値は無限大で、即座に一定速度に到達します。ただし、システムにも負荷にも、必要な速度まで加速するための動作時間に制限があります。そのため、システムや負荷によっては、一定ではない遅延が加速に生じます。
速度と距離の関係を考慮すると、正確な位置決めのためには細かな調整が不可欠になります。更に、目標速度と実際のシステム速度の差が大きすぎると、モータが失速したりオーバーシュートしたりする可能性があります。
ランピング・プロファイルによって、理論上の速度ランプと実際の動作の違いが補正されます。ADI Trinamicのモーション・コントロール技術は、台形ランピングからS字ランピングまで様々なランピング・プロファイルに対応しており、貴重な液体を扱う用途に適しています。クラス最高の性能を提供しながらプロセッサの負荷を軽減するため、アナログ・デバイセズのモーション・コントロール・ペリフェラルにはランピングが組み込まれています。
台形ランピング
台形ランプでは、一定の勾配を使用して加速率を予測します。一定勾配率を使用して最大速度（vMAX）まで加速（aMAX）し、さらに別の一定勾配率を使用して減速（dMAX）することで、システムの速度を直線的に増減させます。この一定の勾配を使用すると、一定でない遅延を正確に計算して考慮することができます。ほとんどの位置決めアプリケーションは、線形のランピング・プロファイルで十分です。線形ランピングを備えたADI Trinamicのモーション・コントローラは、1つまたは複数の軸を高速かつ正確に位置決めできるため、要求の厳しいリアルタイム・タスクにおけるMCUの負荷が軽減されます。
分割されたランプ
自由に設定可能な開始／停止周波数を線形モーション・プロファイルに追加することで、分割ランピングによって迅速な位置決めが可能になり、台形ランピングに起因する共振が軽減されます。更に、速度ランピング・プロファイルにより、高速時に低い加速度値が追加されるため、標準的な加速ランプの終了時のジャークが軽減されます。目標位置に到達すると、モータはTZEROWAITクロック・サイクルの間待機して、機械式システムの発振が完全に止まったことを確認するので、追加の加速セグメントによる更に高速な位置決めが可能になります。
分割された加速と減速
- 分割されたランプにより、速度プロファイル形成の柔軟性が高まります。
- トルク／速度曲線に合わせて速度プロファイルを作成することで、ジャークを抑えます。
- 位置決めアプリケーションの目標到達時間を短縮します。
S字ランピング
特に液体や貴重品を扱う場合は、スムーズなモーション・コントロールで共振を防ぐことが重要です。それを実現するには、加速度パラメータ（a）を段階的に変化させる必要があります。段階的に変化するパラメータ、つまり弓形のパラメータにより、モータのオーバーシュート問題が解消するため、機械的振動を最小限に抑えることができます。更に速度ランプの弓形を調整することで、高速での高トルクを実現でき、アプリケーションに応じてプロファイルを最適化できます。最終的に得られる連続的な加速と減速を伴うプロファイルにより、急激な動きが軽減されるため、液体を一滴もこぼさずに扱うことができます。
ランプ計算ツール
TMCL-IDEでは、評価用キット、モジュール、PANdriveを使用してモーション・プロファイルを簡単に調整および計算できます。