Liikeohjauksen

Liikeohjaus on automatisoinnin ja säätötekniikan ala, joka keskittyy koneiden ja mekaanisten järjestelmien liikkeen suunnitteluun, ohjaukseen ja hallintaan. Tavoitteena on tuottaa haluttu liike nopeasti, turvallisesti ja toistettavasti, usein useammalla akselilla. Liikeohjaus yhdistää anturit, toimilaitteet sekä ohjelmiston ja ohjausperiaatteet, ja se voi toimia sekä avoimessa että suljetussa kiertokytkennässä.

Keskeiset komponentit ovat sensorit (enkooderit, resolutorit, kiihtyvyysanturit), toimilaitteet (sähkömoottorit, hydrauliset ja pneumatiikkajärjestelmät) sekä ohjaimet (PID-, tilatason ja mallipohjaiset säädöt). Tiedonsiirtoväylät kuten CAN, EtherCAT ja Profibus yhdistävät järjestelmän osat. Säädön periaatteet kattavat position- ja nopeussäätöä sekä torque- tai kiihdytyssäätöä, usein yhdessä feedforwardin ja palautejärjestelmien kanssa. Suljettu kierto hyödyntää mittaustietoa, kun taas avoin kierto soveltaa sääntöperusteista ohjausta.

Käyttökohteita ovat esimerkiksi CNC-koneet, robottikäsivarret, 3D-tulostimet sekä automatisoidut tuotantolinjat. Liikeohjaus mahdollistaa tarkkuuden, toistettavuuden, suuremman nopeuden sekä energiatehokkuuden sekä turvallisemman toimintaympäristön.

Haasteet ja kehitysalueet liittyvät epälineaarisuuteen, kitkaan, takaiskuun, epävarmuuksiin ja viiveisiin sekä sensorien ja voimajärjestelmien vaihteluihin. Järjestelmien integrointi korkeamman tason suunnitteluun sekä turvallisuus- ja standardivaatimusten täyttäminen ovat olennaisia. Tutkimusaiheita ovat digitaalisen kaksosen hyödyntäminen, ennakoiva ja tekoälypohjainen ohjaus sekä hybrideihin lähestymistapoihin kehittäminen.