Chế độ điều khiển Torque (Torque Control Mode) còn gọi là chế độ điều khiển mô-men xoắn, là chế độ giúp động cơ AC Servo tạo ra và duy trì lực xoắn theo đúng giá trị lệnh, bất kể tốc độ quay thay đổi như thế nào.
Khác với chế độ vị trí (quan tâm điểm đến) và chế độ tốc độ (quan tâm tốc độ quay), chế độ Torque tập trung vào lực xoắn mà động cơ tạo ra trên trục.
Tham khảo: Khóa học servo online miễn phí
Nguyên lý
Hệ thống vẫn dùng nguyên lý vòng kín:
- Bộ điều khiển (PLC hoặc controller) gửi lệnh mô-men xoắn đến servo driver.
- Driver điều chỉnh dòng điện cấp cho động cơ để tạo ra lực xoắn tương ứng.
- Encoder (hoặc cảm biến dòng điện) phản hồi thông tin thực tế về driver.
- Driver liên tục so sánh và điều chỉnh để mô-men thực tế bám sát giá trị lệnh.
Đặc điểm quan trọng: Trong chế độ này, tốc độ quay không được kiểm soát chặt. Động cơ sẽ tăng tốc hoặc giảm tốc tùy thuộc vào tải, miễn là lực xoắn luôn đúng theo lệnh.
Các cách gửi lệnh Torque phổ biến
- Điều khiển bằng tín hiệu Analog: Dùng điện áp ±10V. Ví dụ: +5V tương ứng 50% mô-men định mức, +10V = 100% mô-men định mức. Cách này đơn giản và phản hồi nhanh.
- Điều khiển qua truyền thông (EtherCAT, CANopen…):
Gửi giá trị mô-men dạng số. Chính xác cao, dễ giám sát và thay đổi linh hoạt.
Ví dụ
Ví dụ 1: Máy siết nắp chai
Máy cần siết nắp với lực vừa đủ (không quá chặt gây hỏng, không quá lỏng bị tuột).
- Servo được đặt chế độ Torque với giá trị mô-men cố định (ví dụ 2 N·m).
- Khi nắp đã siết đủ lực, động cơ tự dừng dù vẫn nhận lệnh, tránh làm hỏng sản phẩm.
→ Đảm bảo mỗi chai đều được siết đúng lực.
Ví dụ 2: Máy quấn dây hoặc cuộn vật liệu
Cần giữ lực căng dây ổn định trong suốt quá trình quấn.
- Servo chạy ở chế độ Torque, duy trì lực căng không đổi.
- Khi đường kính cuộn thay đổi, tốc độ tự điều chỉnh nhưng lực căng vẫn giữ nguyên.
→ Dây không bị đứt hoặc chùng.
Ví dụ 3: Ép hoặc kẹp chi tiết
Robot hoặc máy ép cần kẹp vật với lực chính xác.
- Gửi lệnh Torque tương ứng lực kẹp mong muốn.
- Khi đạt lực, động cơ giữ nguyên mô-men mà không tiếp tục quay mạnh.
→ Tránh làm biến dạng sản phẩm.
Ưu điểm
- Kiểm soát lực xoắn chính xác, độc lập với tốc độ.
- Phù hợp ứng dụng cần bảo vệ sản phẩm khỏi lực quá lớn.
- Đáp ứng nhanh khi thay đổi tải.
- Có thể kết hợp với chế độ vị trí hoặc tốc độ (chạy Torque đến một ngưỡng rồi chuyển sang vị trí).
- Giúp giảm hỏng hóc cơ khí do quá tải.
Khi nào nên dùng chế độ điều khiển Torque?
Chế độ này phù hợp nhất khi ứng dụng yêu cầu:
- Kiểm soát lực siết, lực ép, lực căng.
- Bảo vệ sản phẩm hoặc cơ cấu khỏi lực quá mức.
- Chạy với tải thay đổi liên tục nhưng cần lực ổn định.
- Các ứng dụng như máy siết, máy quấn, máy ép, robot kẹp gắp.
Nếu cần định vị chính xác hoặc duy trì tốc độ ổn định, nên ưu tiên chế độ vị trí hoặc tốc độ.
Lưu ý
- Phải giới hạn mô-men tối đa để bảo vệ động cơ và cơ cấu cơ khí.
- Vì tốc độ không bị kiểm soát chặt, cần có cơ chế an toàn (giới hạn tốc độ hoặc dừng khẩn cấp).
- Nên kết hợp cảm biến lực bên ngoài nếu yêu cầu độ chính xác lực rất cao.
- Kiểm tra kỹ thông số mô-men định mức và mô-men đỉnh của động cơ trước khi sử dụng.