एक बड़े मल्टी-एक्सिस मोशन कंट्रोल सिस्टम में एक VCM को एकीकृत करने के लिए प्रमुख विचार क्या हैं?
जबकि वॉयस कॉइल मोटर (VCM) अक्सर एक स्टैंडअलोन रैखिक या रोटरी एक्चुएटर के रूप में संचालित होता है, इसके बेहतर प्रदर्शन लक्षण इसे बड़े, मल्टी-एक्सिस और जटिल मोशन कंट्रोल सिस्टम में एकीकरण के लिए एक उत्कृष्ट घटक बनाते हैं। उच्च गति वाले सॉर्टिंग प्लेटफॉर्म, लेजर कटिंग टेबल और सेमीकंडक्टर निरीक्षण उपकरण जैसे अनुप्रयोग VCM के विशिष्ट शक्तियों का लाभ उठाने के लिए पारंपरिक मोटरों (जैसे, रैखिक मोटर या रोटरी सर्वो मोटर) के साथ VCM को एकीकृत करने पर निर्भर करते हैं। सिस्टम इंटीग्रेटर्स के लिए महत्वपूर्ण प्रश्न है: एक जटिल मल्टी-एक्सिस मोशन वातावरण में एक VCM को सफलतापूर्वक एकीकृत करने के लिए आवश्यक प्रमुख यांत्रिक, विद्युत और नियंत्रण विचार क्या हैं?
एक बड़े सिस्टम के भीतर VCM की सटीकता का सफलतापूर्वक लाभ उठाने के लिए स्थिरता, विद्युत चुम्बकीय संगतता और नियंत्रण पदानुक्रम पर केंद्रित सावधानीपूर्वक योजना की आवश्यकता होती है।
VCM की सटीकता उतनी ही अच्छी है जितना कि वह जिस प्लेटफॉर्म पर लगा है। चूंकि VCM में लगभग अनंत कठोरता और बेहद उच्च त्वरण होता है, इसलिए वे होस्ट सिस्टम में किसी भी संरचनात्मक कमजोरियों को बढ़ाते हैं। माउंटिंग संरचना को विनाशकारी कंपन को रोकने और सटीकता बनाए रखने के लिए VCM के परिचालन बैंडविड्थ से काफी ऊपर प्राकृतिक आवृत्तियों के साथ असाधारण रूप से कठोर बनाने के लिए इंजीनियर किया जाना चाहिए। इसके लिए अक्सर ग्रेनाइट या विशेष समग्र संरचनाओं जैसी उच्च-डैम्पिंग सामग्री का उपयोग करना आवश्यक होता है। इसके अतिरिक्त, लोड प्लेटफॉर्म को अभी भी मार्गदर्शन की आवश्यकता होती है। VCM की सटीकता को एयर बेयरिंग या उच्च गुणवत्ता वाले क्रॉस-रोलर रैखिक बेयरिंग जैसे उच्च-सटीक मार्गदर्शन प्रणालियों द्वारा सबसे अच्छी तरह से मिलाया जाता है। खराब तरीके से चुने गए या खराब रैखिक गाइड घर्षण और हिस्टैरिसीस पेश करेंगे, जिससे VCM के अंतर्निहित लाभ तुरंत समाप्त हो जाएंगे।
VCM वर्तमान-संचालित उपकरण हैं जो तीव्र, तेजी से बदलते चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हैं। इसके लिए विद्युत और चुंबकीय हस्तक्षेप पर सावधानीपूर्वक ध्यान देने की आवश्यकता होती है। VCM के स्थायी चुंबक और कॉइल में करंट एक स्थानीयकृत चुंबकीय क्षेत्र बनाते हैं। उन प्रणालियों में जहां संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक्स (जैसे उच्च-रिज़ॉल्यूशन कैमरे, एनकोडर या निकटता सेंसर) पास में हैं, स्थिति डेटा या घटक संचालन को दूषित कर सकने वाले हस्तक्षेप को रोकने के लिए चुंबकीय परिरक्षण को लागू किया जाना चाहिए। VCM को सुचारू, उच्च-बैंडविड्थ शक्ति प्रदान करने के लिए एक रैखिक करंट एम्पलीफायर (सर्वो ड्राइव) की आवश्यकता होती है। ड्राइव को इष्टतम करंट नियंत्रण सुनिश्चित करने और सिस्टम में उच्च-आवृत्ति शोर को पेश होने से रोकने के लिए VCM की विद्युत विशेषताओं से सटीक रूप से मेल खाना चाहिए। VCM की उच्च गति एक सर्वो नियंत्रक की मांग करती है जिसमें बहुत उच्च लूप अपडेट दर होती है, जो अक्सर 10 kHz या उससे अधिक पर नियंत्रण लूप चलाती है।
मल्टी-एक्सिस सिस्टम में, VCM को अक्सर उच्च-बैंडविड्थ, फाइन-ट्यूनिंग आंदोलनों का काम सौंपा जाता है, जबकि बड़े, कम सटीक मोटर सकल स्थिति को संभालते हैं। VCM को आमतौर पर एक बड़े चरण पर एक सीरियल कॉन्फ़िगरेशन में लगाया जाता है। बड़ा चरण लंबी-स्ट्रोक, कम-सटीक चाल करता है, और VCM अंतिम, उच्च-सटीक, उच्च-गति सुधार करता है। इसे 'स्टेज-ऑन-स्टेज' कॉन्फ़िगरेशन के रूप में जाना जाता है और यह लंबी दूरी और उच्च सटीकता दोनों को प्राप्त करने की कुंजी है।
समग्र सिस्टम नियंत्रक को एक साथ दो अलग-अलग वेग और सटीकता लूप का प्रबंधन करना चाहिए। VCM का स्थिति लूप मुख्य चरण लूप (धीमी, सकल स्थिति) की तुलना में बहुत अधिक आवृत्ति (तेज़, बढ़िया सुधार) पर चलता है। सफल एकीकरण के लिए नियंत्रण सॉफ़्टवेयर को इन लूप को प्रभावी ढंग से अलग करने की आवश्यकता होती है ताकि VCM को बड़े चरण की गतिविधियों से लड़ने से रोका जा सके। यह सॉफ़्टवेयर-स्तरीय जटिलता VCM की गति के लाभों को अधिकतम करने के लिए आवश्यक है, बिना समग्र सिस्टम की स्थिरता से समझौता किए।
निष्कर्ष में, एक मल्टी-एक्सिस सिस्टम में एक VCM को एकीकृत करना एक परिष्कृत इंजीनियरिंग कार्य है जिसके लिए एक समग्र डिजाइन दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है। इसे अत्यधिक यांत्रिक कठोरता बनाए रखने, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों का प्रबंधन करने और उच्च-बैंडविड्थ सर्वो लूप के साथ एक पदानुक्रमित नियंत्रण प्रणाली को लागू करने पर ध्यान देना चाहिए। जब सही ढंग से निष्पादित किया जाता है, तो VCM निश्चित उच्च-बैंडविड्थ एंडपॉइंट बन जाता है, जिससे पूरी मशीन गति और सटीकता के अंतिम, महत्वपूर्ण स्तरों को प्राप्त कर सकती है जो कम प्रतिक्रियाशील एक्चुएटर के साथ प्राप्त करना असंभव है।