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Motion Control (Controllo del Moto)

en-lang Motion Control

Nell’automazione di fabbrica si parla di Motion Control o movimentazione controllata relativamente a sistemi e tecnologie per il controllo, la sincronizzazione ciclica degli assi e la gestione di movimenti complessi.

Il Motion Control è l’insieme delle tecnologie e dei dispositivi che permettono di governare gli organi meccanici in movimento di un sistema automatico. Il concetto di Motion Control si può riferire a un semplice controllo on/off, a una sequenza di eventi, al controllo della velocità di un motore o allo spostamento di oggetti da un punto a un altro, o ancora al controllo incrementale della velocità, dell’accelerazione e della posizione. Oltre al sistema di controllo le tecniche di Motion Control possono essere legate alle apparecchiature di posizionamento e all’attuatore.

Il Motion Control si applica in prevalenza nelle linee di lavorazione automatizzate ad eventi cadenzati e programmati (macchine utensili a controllo numerico, macchine automatiche di confezionamento e imballaggio, robot e sistemi robotizzati, ecc.), laddove il prodotto viene lavorato in diversi modi dalla macchina manifatturiera, ad esempio può venire trasportato, lavorato, tagliato, impacchettato, ordinato ecc. Tutte queste operazioni richiedono la manipolazione del prodotto attraverso organi meccanici in movimento. La pianificazione e il controllo del moto risultano perciò elementi fondamentali nel processo di progettazione e costruzione della macchina automatica. La movimentazione controllata costituisce uno dei settori innovativi in cui risulta conveniente applicare l’approccio meccatronico per elevare la qualità delle prestazioni e migliorare la convenienza economica.

Oltre a servoazionamenti, servomotori e attuatori, le attuali applicazioni di Motion Control includono la gestione dell’I/O, il supporto di reti di comunicazione dedicate, specifici profili di protocollo e tecnologie safety.

Le metodologie progettuali e la componentistica sono peraltro comuni a scenari applicativi diversificati e non solo strettamente industriali (sistemi di puntamento, periferiche di computer, veicoli elettrici, sistemi di guida drive-by-wire o fly-by-wire, elettrodomestici).

 

Struttura e funzionalità di un sistema di Motion Control

 

Un sistema di movimentazione complesso è costituito da diverse movimentazioni singole. Ognuna di queste, opportunamente attivata e coordinata, concorre ad imprimere al sistema di lavorazione le funzionalità, le prestazioni e l’efficienza desiderate. L’elemento centrale di un sistema di movimentazione è costituito dall’insieme dei cinematismi destinati ad imprimere la movimentazione al carico tramite gli attuatori. Per automatizzare il ciclo di lavorazione è necessario inserire un’opportuna strumentazione di misura e rendere operativa la modalità di controllo secondo cui attivare e temporizzare le variabili di comando ai singoli attuatori. I dispositivi di misura e il sistema di elaborazione dedicato consentono di inviare agli attuatori i segnali di comando necessari per ottenere le finalità e le prestazioni desiderate. Inoltre fra dispositivi di misura, sistema di elaborazione ed attuatori deve essere attivato un flusso di dati.

L’energia necessaria per rendere operativa la movimentazione viene assorbita dalla rete di alimentazione primaria. In parte è utilizzata per ottenere la movimentazione dei cinematismi e in parte viene ceduta al carico. Per carico si intendono le parti meccaniche coinvolte in ciascuna movimentazione. Le singole movimentazioni possono essere del tutto indipendenti fra di loro oppure interagire attraverso il carico o la struttura meccanica di supporto. Di tali interazioni occorre tenere conto nella progettazione delle modalità di controllo. Se il loro effetto è quello di degradare le prestazioni, conviene prendere in considerazione l’opportunità di apportare modifiche alla modalità di controllo oppure di rivedere la realizzazione della struttura di supporto o la scelta degli attuatori e della strumentazione di misura.

La realizzazione di un sistema di Motion Control è in genere completata da un software di gestione e da un’interfaccia uomo-macchina.

 

 


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