闲话运动控制的进化论(上)

闲话运动控制的进化论(上)

 

过去几年的运动控制的发展,是整个工业自动化领域发展最快的一个板块。这个和整个制造业自动化水平的不断提高是密切相关的,越来越多的制造企业意识到了将人从繁重的体力劳动中解放出来的重要性,感受到了设备自动化所带来的经济效益。我们说,这个趋势将继续下去。

设备自动化水平继续提高意味着什么,当然是设备中越来越多的精细动作。越来越多的繁重的、危险的人的动作会被机器的动作解放出来;生产工艺质量的要求,使的设备中不断增加更多精细的动作。目前运动控制技术已经基本上解决了工业制造精度、速度和动态性能的问题;而在未来,运动控制将要(或者正在)迎来的挑战是-如何在设备(生产线)上完成越来越多的精细设备动作。

看点一:更小的体积

看下最近各家发布的新产品就不难发现,各家都把小体积尺寸作为一大重点。这个不难理解,更小的体积,意味着可以在单位空间内放置更多运动控制部件,这是提升设备自动化,完成更多精细动作的基础。

例如:罗克韦尔自动化新款 Kinetix 5500 和5700 系列驱动器,较市场上同级别产品占用空间减少高达50%。

但各家其实并不仅仅是在单台设备的体积的优化,为了使多轴系统的硬件空间进一步优化,其他技术也不断被应用,如罗克韦尔自动化在新款 Kinetix 5700 采用了双轴驱动模块技术、驱动器书本式零间距安装、共直流母线技术等多项技术。

看点二:更少的接线

更少的接线意味着三点:

1 提升设备工程实施效率;

2 提升设备的EMC稳定性;

3 减少设备体积。

所以,大家就知道为什么运动控制总线技术为什么这么重要了,当设备动作越来越多时,继续用脉冲和模拟量控制得是多么痛苦的一件事情呢。

于是各家都开始大力发展各自的运控网络和集成运动控制系统。

例如:

基于 EtherNet/IP CIP Sync Kinetix 集成运动控制系统,在系统硬件架构上仅通过一根以太网完成了多轴的同步运动控制,较传统的脉冲和模拟量信号减少大量布线;

VPL 电机基于DSL Hiperface的反馈技术,帮助将驱动和电机的连线较少一半。

看点三:更少的部件

换个高大上的词,就是更加“集成”,用更少的部件实现更多的功能。借此在有限的空间内提升设备自动化程度。

前面提到的共直流母线技术除了让多个驱动器安装空间减少,同时也帮助系统供电减少大量空开、断路器和滤波器的使用数量。

将直流母线技术和总线技术进一步整合,这几年出现了“集成驱动电机”的产品,极大减少盘柜空间和数量。

去掉空行

例如:Kinetix 6000M 集成驱动电机系统将驱动和电机集成在一个部件上,减少了一半以上的元件数量和连接节点。

Kinetix 6000M 集成驱动电机

更少的部件不仅仅体现在电气控制元器件方面,更体现在运动传动机械部件上。例如,虽然从局部看,减速机的购买成本要高于同步带传动,但如果使用高效率的减速机,传动效率可以提升30%以上,于是驱动这个负载的电机、驱动器、电源、电缆等一系列的部件的功率、能耗、体积都将减小,这个成本降低将远远大于使用减速机的成本。更重要的是,因此,将有机会在更小的空间内布置更多控制和驱动组件,从而实现更加自动化的先进功能。

例如:罗克韦尔自动化的运动分析软件工具 Motion Analyzer ,可以为用户在系统设计和集成过程中,提供这样的系统优化咨询和顾问,帮助用户简化和优化运动控制的机电系统。

注意,工厂设备自动化系统的优化,可不仅仅是那些自动化产品的事,没了优秀的机械组件,将直接回到原始社会。

Mike Zheng
发布 2016-七月-04 作者 郑宇铭, 自由撰稿人, WeManual
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