3 façons de contrôler les moteurs pour un mouvement précis lors du positionnement du convoyeur

Éric Riz | 15 novembre 2018

Les moteurs font partie intégrante des systèmes de contrôle de mouvement pour les convoyeurs industriels. En règle générale, les applications de convoyeur fonctionnent à une vitesse constante ou variable, nécessitant uniquement un contrôle de vitesse provenant d'un moteur d'entraînement principal. Les convoyeurs de positionnement, tels que ceux utilisés pour les trieuses pondérales automatisées, nécessitent un contrôle plus précis. Dans ces applications, l'entraînement principal doit démarrer et arrêter le convoyeur de positionnement avec une précision modérée à élevée.

Alors que les moteurs à courant continu et alternatif sont couramment utilisés pour maintenir le contrôle de la vitesse pour les applications de convoyeurs à vitesse fixe ou constante, les moteurs pas à pas et les servomoteurs offrent des capacités de positionnement plus précises pour les convoyeurs nécessitant un mouvement de précision plus précis. Les moteurs pas à pas sont souvent le moteur de choix, tandis que les servomoteurs offrent de nombreux avantages pour les mouvements plus exigeants.

Les moteurs pas à pas fonctionnent normalement en contrôle en boucle ouverte et offrent les avantages de simplicité, d’excellent positionnement et d’économie. Mais lorsqu'ils sont configurés avec un mécanisme de retour, tel qu'un encodeur haute résolution intégré, les moteurs pas à pas en boucle fermée fournissent des informations de vitesse et de position au variateur/contrôleur. Le couple élevé et la réponse dynamique rapide des systèmes en boucle fermée répondent aux exigences des convoyeurs de positionnement hautes performances.

La vitesse, le couple, la précision et la taille sont des paramètres importants à prendre en compte lors du choix du bon moteur pour une application de convoyeur. Les fournisseurs de moteurs peuvent fournir l’expertise et les outils nécessaires pour vous aider à sélectionner la conception adaptée à votre application.

Après avoir spécifié le bon moteur, vient ensuite le choix d’une méthode de contrôle du moteur appropriée. Voici trois des méthodes les plus populaires pour contrôler les moteurs pas à pas et les servomoteurs utilisés dans les convoyeurs de positionnement.

1. Contrôle du pouls

Le contrôle numérique des impulsions, également connu sous le nom de contrôle de pas et de direction, est une méthode courante pour contrôler n'importe quel moteur pas à pas ou servomoteur. Le contrôle des impulsions numériques est une bonne option si l'API ou le contrôleur principal de la machine contient une ou plusieurs sorties haute fréquence, telles que 20 kilohertz (kHz) ou plus.

Une fréquence de sortie d'impulsion minimale de 20 kHz est requise pour le contrôle de pas et de direction. Alors que de nombreux utilisateurs souhaitent utiliser 100 kHz ou plus (de nombreux contrôleurs offrent des fréquences allant jusqu'à 2 ou 3 mégahertz ou MHz), ces sorties haute fréquence augmentent les coûts du système. Utilisez des sorties à basse fréquence en implémentant un entraînement pas à pas ou un moteur pas à pas intégré avec émulation Microstep. Cette avancée puissante dans la technologie des moteurs pas à pas permet un fonctionnement fluide et micropas, même lorsque les moteurs utilisent des sorties d'impulsions basse fréquence.

Figure 1 : Ce diagramme de contrôle d'impulsion montre comment le contrôleur principal transmet les signaux STEP et DIRECTION à l'axe du moteur.

La configuration de ce schéma de contrôle (voir Figure 1 ci-dessus) comprend la connexion de la sortie d'impulsion du PLC à l'entrée pas à pas du moteur d'entraînement ou du moteur intégré. Une deuxième sortie sans impulsion est liée à l'entrée de direction. Le nombre et la fréquence des impulsions transmises à l'entrée pas à pas déterminent respectivement la longueur de déplacement et la vitesse du convoyeur. Le signal (haut ou bas) à l'entrée de direction détermine le sens de déplacement : avant ou arrière. Pour un démarrage et un arrêt en douceur du convoyeur, l'automate/contrôleur doit augmenter et diminuer la fréquence des impulsions pour créer des accélérations et des décélérations douces. Sans cette capacité, le convoyeur aura des secousses au démarrage et à l'arrêt.

2. Contrôle de vitesse avec entrée analogique

L'utilisation d'une variation de signaux d'entrée/sortie (E/S) discrets avec une ou deux entrées numériques plus une entrée analogique est un autre schéma populaire pour contrôler les moteurs pas à pas et les servomoteurs avec des convoyeurs de positionnement.

Dans cette configuration, Run/Stop est la première entrée numérique. Lorsque Run/Stop est réglé, le moteur atteint et tourne automatiquement à la vitesse cible. Lorsque l’entrée Run/Stop est réinitialisée, le moteur décélère jusqu’à l’arrêt. Comme l'accélération et la décélération du moteur sont configurées dans le logiciel lors de la mise en service de l'axe, l'axe les contrôle automatiquement. Une deuxième entrée numérique peut contrôler la direction (avant/arrière).