運動控制技術(shù)追求的目標(biāo)始終是高速、高精度。中國的運動控制技術(shù)已從早期的以單片機(jī)或微處理器,或以專用芯片作為核心處理器,發(fā)展為基于總線的以DSP和FPGA作為核心處理器的開放式運動控制器為上位控制系統(tǒng)。充分利用DSP的計算能力,進(jìn)行復(fù)雜的運動規(guī)劃、高速實時多軸插補、誤差補償和更復(fù)雜的運動學(xué)、動力學(xué)計算,從而使得運動控制精度更高、速度更快、運動更加平穩(wěn);而系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的更加開放,使客制化的應(yīng)用需求變得更加方便。
中國是一個制造大國,細(xì)分行業(yè)的個性化需求較多,因此中國的運動控制技術(shù)發(fā)展與行業(yè)分布密切相關(guān),控制器產(chǎn)品可以根據(jù)客戶的特殊工藝要求和技術(shù)要求進(jìn)行個性化的定制,形成獨特的產(chǎn)品,在行業(yè)專屬性上有很大的優(yōu)勢。經(jīng)過了近些年的應(yīng)用與發(fā)展,國內(nèi)運動控制器產(chǎn)品在硬件層面已經(jīng)能與國外品牌相抗衡,有的甚至還更加先進(jìn)。但在對底層軟件核心算法及二次開發(fā)平臺易用性的研究方面,還存在著一定的差距。
通用運動控制器的發(fā)展日益趨旺。針對中國市場來說,通用運動控制器(GMC)市場容量預(yù)計會在2014年達(dá)到10.65億美金,而CNC運動控制器市場規(guī)模將會達(dá)到12.39億美金。其市場增長的動力主要集中在兩方面:一方面是行業(yè)升級換代帶來的運動控制產(chǎn)品升級;另一方面,一些新興產(chǎn)業(yè)的迅速崛起,同樣為運動控制產(chǎn)品提供了新的拓展空間。
隨著國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,以及國外品牌、產(chǎn)業(yè)解決方案的沖擊,國內(nèi)的運動控制產(chǎn)品也在與行業(yè)緊密結(jié)合的過程中面臨前所未有的挑戰(zhàn)。就運動控制技術(shù)發(fā)展來看,自動化企業(yè)正在通過整合來增加自己的競爭力:做驅(qū)動的公司會考慮在驅(qū)動器上增加控制功能,而做控制器的公司又會考慮和驅(qū)動器公司配套合作,甚至有些被其收購。更值得一提的是,運動控制技術(shù)將會越來越多地被整合在自動化控制這個更大的平臺上發(fā)展。
臺達(dá)在運動控制領(lǐng)域已經(jīng)形成了系統(tǒng)化的解決方案,包括通用型伺服、運動控制卡以及總線型CNC數(shù)控系統(tǒng)。臺達(dá)目前的運動控制技術(shù)在滿足通用性技術(shù)覆蓋傳統(tǒng)行業(yè)方面擁有很完備的解決方案,并且在總線型產(chǎn)品架構(gòu)方面走在了市場的前列,在某些產(chǎn)品領(lǐng)域已取得了與歐美主流品牌相媲美的技術(shù)發(fā)展水平。
臺達(dá)的伺服系統(tǒng)已發(fā)展為通用型、智能型并重的解決方案。例如A2-M系列伺服,這是一款高分辨率網(wǎng)絡(luò)型伺服。支持CANopen運動總線,能夠?qū)崿F(xiàn)高速網(wǎng)絡(luò)通訊控制。運動控制卡采用臺達(dá)獨特的DMC-Net總線架構(gòu),相比市場主流的脈沖、模擬量的控制方式,在技術(shù)上有了大幅度的提升,同時為相關(guān)行業(yè)提供了系統(tǒng)化、高集成化的系統(tǒng)解決方案。
CNC數(shù)控系統(tǒng)也采用臺達(dá)獨特的DMC-Net總線架構(gòu),具有卓越的性能和安全性,不僅裝配容易、穩(wěn)定性佳,在擴(kuò)展上也更為彈性化,傳輸數(shù)據(jù)可達(dá)20MB/s,數(shù)據(jù)更新頻率最高可達(dá)2kHz。其內(nèi)置64位高速雙CPU,可執(zhí)行多任務(wù)處理提升運作效能;搭配臺達(dá)高速通訊型伺服,實現(xiàn)全數(shù)字化數(shù)據(jù)傳輸并提升噪聲抑制能力;配置高分辨率編碼器,解析精度達(dá)0.1μm,提升控制平滑及精準(zhǔn)度。
在自動化技術(shù)迅速發(fā)展的同時,運動控制技術(shù)作為其關(guān)鍵組成部分,將會有前所未有的大發(fā)展,國內(nèi)外各個廠家相繼推出運動控制的新技術(shù)、新產(chǎn)品。例如全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)(Full Closed AC Servo)、直線電機(jī)驅(qū)動技術(shù)(Linear Motor Driving)、可編程序計算機(jī)控制器(Programmable Computer Controller,PCC)和運動控制卡(Motion Controlling Board)等幾項具有代表性的新技術(shù)。
國家高新技術(shù)的開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化,也為運動控制技術(shù)的發(fā)展提供了更大的發(fā)展空間和更加廣闊的市場。運動控制技術(shù)如果要有廣闊的發(fā)展,必須要與過程控制相結(jié)合,依托過程控制廣闊的行業(yè)覆蓋,拓展技術(shù)、行業(yè)的覆蓋面,達(dá)到相輔相成的效果。
在當(dāng)前運動控制方案越來越集成化的今天,選擇運動控制系統(tǒng)一定不能是單一的產(chǎn)品選型思路,應(yīng)考慮對于行業(yè)、設(shè)備類型的技術(shù)結(jié)合層面,最好是針對有很明顯行業(yè)技術(shù)特色的產(chǎn)品來進(jìn)行選擇,一來保證了技術(shù)開發(fā)的可移植性,同時在行業(yè)內(nèi)也容易形成統(tǒng)一的工藝開發(fā)平臺。
對于運動控制廠商來說,一定要形成覆蓋自己全部產(chǎn)品面的總線解決方案,如果本公司的產(chǎn)品有多種控制方式:串口、Ethernet、CANOpen、PROFIBUS等,但卻沒有形成合力,這將永遠(yuǎn)處于沒有自身特色的單一產(chǎn)品的狀態(tài);而主流大廠商的產(chǎn)品均為單一總線形式覆蓋全系列產(chǎn)品,最大限度地滿足集成化需求。
臺達(dá)PCI-DMC-A01運動控制卡內(nèi)建獨特的DMC-NET總線,可高速連接各種裝置,例如伺服馬達(dá)、步進(jìn)馬達(dá)、遠(yuǎn)端模塊、DD馬達(dá)及直線馬達(dá)等。所有裝置均掛到DMC-NET總線上,不必再配置針對不同驅(qū)動器的脈沖、模擬量、IO接口板,避免了接口類型太多帶來的系統(tǒng)兼容性和穩(wěn)定性的問題。PCI-DMC-A01運動控制卡控制軸數(shù)眾多,最多可控制12軸,這是目前市場上控制軸數(shù)最高的。如果做超過8軸的工程項目,只采用一塊卡就可以,十分方便。總線型運動控制卡大幅減少配線,從而提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性,降低了維護(hù)成本。
在軟件方面,運動控制廠商要采用分行業(yè)對應(yīng)的方案、功能模塊以及工藝模塊的分享工作,這樣對于客戶來說有非常大的吸引力,同時對于品牌在對應(yīng)行業(yè)的口碑會有“以點帶面”的強大的滲透力量。在服務(wù)方面,臺達(dá)已經(jīng)擁有很好的服務(wù)體系,無論是2h的反應(yīng)速度,還是48h的上門服務(wù),均處于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的地位。
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