運(yùn)動(dòng)控制--未來先進(jìn)“智能制造”的核心
【編者按】運(yùn)動(dòng)控制起源于早期的伺服控制呛米。簡單地說,運(yùn)動(dòng)控制就是對機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的位置拌驻、速度等進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制管理洒已,使其按照預(yù)期的運(yùn)動(dòng)軌跡和規(guī)定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。早期的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)主要是伴隨著數(shù)控技術(shù)牲晤、機(jī)器人技術(shù)和工廠自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。
近年來碍逐,隨著運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善浴蝉,作為一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)自動(dòng)化控制類產(chǎn)品亥戒,運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)已成為一項(xiàng)成熟的技術(shù),在自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)中占有相當(dāng)重要的地位冗腐;而近年整合包括生產(chǎn)決策率偏、整合制造、友善人機(jī)短酵、節(jié)能環(huán)保加工及全球化生產(chǎn)決策舟肉,“智能制造”成為工廠自動(dòng)化的重要趨勢,其中運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)也在其中扮演主要關(guān)鍵角色查库,也是未來先進(jìn)“智造”的核心路媚。
作為自動(dòng)化的一環(huán),運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)在強(qiáng)勁市場需求的推動(dòng)下樊销,運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展迅速整慎,應(yīng)用廣泛。幾乎所有的“動(dòng)作”都跟運(yùn)動(dòng)控制有關(guān)围苫。而現(xiàn)在越來越多的技術(shù)整合到系統(tǒng)之中裤园,因此,運(yùn)動(dòng)控制不再只是控制“運(yùn)動(dòng)”剂府,“智能控制”在制造的角色也日趨重要拧揽。
20世紀(jì),在先進(jìn)國家如美國在強(qiáng)勁市場推動(dòng)之下腺占,運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展階段淤袜,在21世紀(jì)前,集中式控制系統(tǒng)稱霸自動(dòng)化設(shè)計(jì)世界衰伯,通過CPU由主機(jī)來管理馬達(dá)運(yùn)動(dòng)蜻赃,不管是脈沖式或是通信式,均通過指令的下達(dá)來影響馬達(dá)的動(dòng)作善王,一個(gè)口令一個(gè)動(dòng)作钥币,達(dá)成生產(chǎn)線的終極目標(biāo);但之后隨著PC系統(tǒng)加上DSP與FPGA的發(fā)展带蔬,也讓運(yùn)動(dòng)控制進(jìn)入了新階段嘁老。
與自動(dòng)化一起發(fā)展運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)跟著成長
運(yùn)動(dòng)控制起源于早期的伺服系統(tǒng)(Servomechanism),基本上可以說是一個(gè)相當(dāng)有歷史的技術(shù)拐扛。簡單地說醉镇,運(yùn)動(dòng)控制就是對機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的位置、速度等進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制管理丝板,使其按照預(yù)期的運(yùn)動(dòng)軌跡和規(guī)定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)窒汤。早期的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù),主要是伴隨著CNC技術(shù)吓篙、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)杉硅,以及工廠自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展而共同發(fā)展给酥,也因此在這些技術(shù)的發(fā)展同時(shí),運(yùn)動(dòng)控制的技術(shù)也隨著系統(tǒng)的發(fā)展而開始變化杏死。
運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備泵肄,可分為泛用及專用兩類,泛用系從最初通過PLC整合運(yùn)動(dòng)模塊淑翼,到近年來PC-Based運(yùn)動(dòng)控制卡等產(chǎn)品的導(dǎo)入腐巢,至于專用系的部分,則是CNC控制器的持續(xù)發(fā)展玄括,兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)硬件發(fā)展冯丙,均已逐漸趨向頂峰,加上生產(chǎn)線逐漸復(fù)雜化遭京,對前述兩層面的運(yùn)動(dòng)控制要求胃惜,也跟著擴(kuò)張。
由于生產(chǎn)線的復(fù)雜化哪雕,加上在系統(tǒng)上的“信息整合”需求船殉,包括視覺與數(shù)據(jù)庫的導(dǎo)入,以及ERP及MES等制造管理系統(tǒng)的導(dǎo)入斯嚎,也擴(kuò)張了前述各類控制器對信息整合的相關(guān)要求利虫,讓運(yùn)動(dòng)控制在生產(chǎn)在線的角色不只是只有控制“運(yùn)動(dòng)”,對系統(tǒng)的整合性要求也日益增加返雷。
另外舔远,近年來工業(yè)機(jī)器人的蓬勃發(fā)展,也使得運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)產(chǎn)生了相當(dāng)?shù)馁|(zhì)變邓秕,如何搭配工業(yè)機(jī)器人與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)现碰,建立完整生產(chǎn)線的同步整合庵偏,也成為生產(chǎn)在線的新興課題轻江。
由于運(yùn)動(dòng)控制的目標(biāo),是要完成生產(chǎn)線流程制造產(chǎn)品母掀,在中間的運(yùn)動(dòng)控制過程挤帕,其實(shí)并不是最最重要,反而是如何能正確實(shí)時(shí)的達(dá)到要求焰哮,才是最重要的功能贤泥;加上現(xiàn)在各種產(chǎn)品精細(xì)度要求愈來愈高,對制程要求也愈來愈嚴(yán)苛仆加,而運(yùn)動(dòng)控制講究實(shí)時(shí)與精準(zhǔn)练缴,要達(dá)到最佳化,就得整合各種相關(guān)技術(shù)唁奢,這樣的整合被視為難度最高的控制技術(shù)霎挟。
如何整備窝剖,或許是自動(dòng)化廠商目前面臨的重要課題,而運(yùn)動(dòng)控制似乎已經(jīng)不只是運(yùn)動(dòng)的控制酥夭,在制程控制中逐漸成為重要的發(fā)展面向赐纱。
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