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探討運動控製技術趨勢

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 15:28:04 來源:《今日自動化》

  近年來,自動化產品的革新趨勢可以稱之為如火如荼。尤其是之前的兩到三年,在市場熱潮的強力助推下,各種新技術、新(xin)概(gai)念(nian)不(bu)斷(duan)脫(tuo)穎(ying)而(er)出(chu)。而(er)種(zhong)種(zhong)新(xin)技(ji)術(shu)和(he)基(ji)於(yu)此(ci)開(kai)發(fa)的(de)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)產(chan)品(pin)從(cong)廠(chang)商(shang)大(da)張(zhang)旗(qi)鼓(gu)的(de)宣(xuan)傳(chuan)攻(gong)勢(shi)上(shang),真(zhen)正(zheng)走(zou)到(dao)用(yong)戶(hu)的(de)機(ji)械(xie)產(chan)品(pin)上(shang),恐(kong)怕(pa)並(bing)不(bu)是(shi)一(yi)個(ge)短(duan)暫(zan)而(er)順(shun)利(li)的(de)過(guo)程(cheng)。

  種(zhong)種(zhong)新(xin)技(ji)術(shu)和(he)基(ji)於(yu)此(ci)開(kai)發(fa)的(de)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)產(chan)品(pin)從(cong)廠(chang)商(shang)大(da)張(zhang)旗(qi)鼓(gu)的(de)宣(xuan)傳(chuan)攻(gong)勢(shi)上(shang),真(zhen)正(zheng)走(zou)到(dao)用(yong)戶(hu)的(de)機(ji)械(xie)產(chan)品(pin)上(shang),恐(kong)怕(pa)並(bing)不(bu)是(shi)一(yi)個(ge)短(duan)暫(zan)而(er)順(shun)利(li)的(de)過(guo)程(cheng)。盡(jin)管(guan)廠(chang)商(shang)研(yan)發(fa)的(de)方(fang)向(xiang)都(dou)是(shi)以(yi)需(xu)求(qiu)為(wei)導(dao)向(xiang),但(dan)仍(reng)存(cun)在(zai)以(yi)上(shang)的(de)問(wen)題(ti)。尤(you)其(qi)是(shi)在(zai)我(wo)國(guo)機(ji)械(xie)自(zi)動(dong)化(hua)水(shui)平(ping)還(hai)存(cun)在(zai)很(hen)大(da)差(cha)異(yi)化(hua)的(de)時(shi)候(hou),新(xin)技(ji)術(shu)是(shi)否(fou)能(neng)夠(gou)切(qie)實(shi)解(jie)決(jue)用(yong)戶(hu)的(de)問(wen)題(ti)才(cai)是(shi)決(jue)定(ding)其(qi)能(neng)否(fou)盡(jin)快(kuai)跳(tiao)下(xia)紙(zhi)麵(mian)的(de)因(yin)素(su)。尤(you)其(qi)是(shi)在(zai)當(dang)前(qian)的(de)情(qing)境(jing)下(xia),運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)新(xin)技(ji)術(shu)能(neng)否(fou)與(yu)實(shi)際(ji)需(xu)要(yao)很(hen)好(hao)地(di)契(qi)合(he),是(shi)最(zui)受(shou)人(ren)關(guan)注(zhu)的(de)。

  需求呈多元化 更須切合實際

  目前,由於用戶的層次較多,市場需求仍然呈現出多元化的特點。用戶的需求,甚至用戶的下遊用戶的需求都會對廠商的研發、shejifangxiangchanshengyingxiang。jinguanzheshizaizhengchangbuguodexianxiang,danyixuqiuweiyanfadaoxiangdechangshangmen,youyuzhuyaomianduideyonghubutong,duiyushichangxuqiudelijiejiaoduheyanfafangxiangyegeyouqianqiu。

  linghuakejidedingchenlongrenwei,zuoweizidonghuachanpindezhuyaozhixingjigoudekongzhizujian,suduyujingduyizhishiyundongkongzhichanpinnenglidezhuyaohengliangzhibiao。suizhezidonghuanenglidetisheng,shengchanzhizaosududetigaoyizhishizhuiqiushengchanchengbenzuixiaohuadezuizhijiedeshouduan,suoyijinnianlaiduiyudanweishijiandeshengchanxiaolvdetigaoshihenduoshebeishangzhuiqiudeshouyaozhibiao,erzuoweizhixingkongzhijigoudeyundongkongzhiqiwangwangshishoudangqichongbeiyaoqiutisude,erchanpinwaiguandexiaoxinghua,yaoqiuchanpinsuoyouzujiandexiaoxinghua,yincizhizaojingduchengweilingwaiyigebeiyaoqiutigaodezhibiao。zhideyitideshi,tajiangdisangezhibiaodingweizailenenghao,youyuzhizaoyedenenghaochengweiquanqiuzhuyaodenengyuanxiaohao,suoyijienengdeyaoqiuyezaizhizaoyebeizhezhongzhichu。weileshiyingzhexiexuqiu,yundongkongzhikaishijieyuebubiyaodezhongjianhuanjie,tigaoneibuduiyushuruheshuchudexiangyingsudu,jiangqiuduozhouzhijiangaosuxietongkongzhi,jiangyuanxianxuyaoruanjiannihedesuanfa,gengduogaiyoudulidebingxingchuliqiwancheng。

  由you於yu用yong戶hu對dui綜zong合he需xu求qiu的de關guan注zhu越yue來lai越yue高gao,集ji成cheng化hua又you日ri益yi成cheng為wei自zi動dong化hua技ji術shu發fa展zhan的de一yi個ge方fang向xiang,致zhi使shi很hen多duo對dui不bu同tong自zi動dong化hua設she備bei要yao求qiu的de分fen野ye也ye模mo糊hu起qi來lai。羅luo克ke韋wei爾er自zi動dong化hua的de鄭zheng宇yu銘ming指zhi出chu:比較通用的控製平台、簡單的開發環境、信(xin)息(xi)化(hua)和(he)安(an)全(quan)性(xing)的(de)兼(jian)顧(gu)等(deng)這(zhe)些(xie)本(ben)來(lai)是(shi)非(fei)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)而(er)是(shi)設(she)備(bei)本(ben)身(shen)的(de)要(yao)求(qiu),現(xian)在(zai)也(ye)被(bei)加(jia)到(dao)了(le)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)領(ling)域(yu)中(zhong)。同(tong)時(shi),原(yuan)來(lai)比(bi)較(jiao)昂(ang)貴(gui)的(de)高(gao)性(xing)能(neng)運(yun)動(dong)產(chan)品(pin)的(de)普(pu)及(ji)化(hua),將(jiang)成(cheng)為(wei)趨(qu)勢(shi)(如直線電機、直接驅動、多自由度機械臂等)。他也強調,各個行業對運動控製的要求並不一樣,不管是研發還是選購,還是要從實際情況出發。

  丹納赫傳動的高級技術工程師郭海東同樣強調實際情況的多樣性,他以位置輪廓指令方式、速度指令方式、電流(轉矩)指令方式三種控製方式舉例,說明對於不同層次、不同場合的需求,所選用的方式是不同的。

  weizhilunkuozhilingfangshikeyikongzhibujindianjiqudongqihuosifudianjiqudongqi,butaishihezuoduozhoufuzadexietiaoyundong,changjianyudiduanjixingdekongzhi,muqianyongliangpangda;速su度du指zhi令ling方fang式shi,位wei置zhi環huan控kong製zhi在zai控kong製zhi器qi內nei完wan成cheng,這zhe種zhong典dian型xing的de控kong製zhi方fang式shi,適shi合he於yu大da多duo精jing度du或huo動dong態tai指zhi標biao不bu太tai高gao的de應ying用yong,大da多duo數shu控kong製zhi卡ka都dou支zhi持chi這zhe種zhong控kong製zhi方fang式shi;而電流(轉矩)指zhi令ling方fang式shi,速su度du環huan和he位wei置zhi環huan控kong製zhi都dou在zai控kong製zhi器qi內nei完wan成cheng,精jing密mi或huo高gao動dong態tai響xiang應ying一yi般ban使shi用yong此ci方fang式shi,對dui控kong製zhi器qi中zhong央yang處chu理li器qi運yun算suan能neng力li要yao求qiu最zui高gao,主zhu流liu控kong製zhi卡ka大da都dou支zhi持chi這zhe種zhong控kong製zhi方fang式shi。更geng進jin一yi步bu的de是shi將jiang電dian流liu控kong製zhi器qi也ye納na入ru控kong製zhi卡ka中zhong,輸shu出chu直zhi接jie控kong製zhi功gong率lv變bian換huan器qi。

  而er郭guo海hai東dong進jin一yi步bu指zhi出chu,一yi旦dan引yin入ru多duo軸zhou協xie調tiao控kong製zhi,在zai這zhe樣yang的de係xi統tong下xia,因yin電dian流liu指zhi令ling方fang式shi輸shu出chu的de控kong製zhi器qi可ke以yi直zhi接jie協xie調tiao各ge個ge軸zhou的de轉zhuan矩ju,從cong而er提ti高gao了le協xie調tiao各ge軸zhou位wei置zhi的de響xiang應ying速su度du;傳統的模擬量輸出方式因其分辨率的限製而難以再提高運動的精度和響應速度,不得不采用運動控製總線;運算速度低的運動控製器也難以完成複雜算法的解算,這也催生了采用64位雙精度浮點DSP的控製器的誕生。

  運動控製尋求開放性

  shangwenyezengtiji,yonghuzhijiandejingzhengshitamenduiyujixieshebeidezhengtixingnengriyiguanzhu,jixieshebeideyundongyeyuelaiyuefuza。ruciyilai,yundongkongzhichanpindekaifangxingyechengweileyigeyuelaiyuepubiandehuati。youqishiduozhouxietongkongzhidengjinyibudeyaoqiufenfenfuxianshi,jiushideyundongkongzhichanpinbudebuxunqiuyuwangluojishudejiehe,yidadaogengyouxiudetongbuxiaoguo。yucitongshi,zheyejiejueleyundongkongzhibujianyuqitazidonghuabujianwufengjichengdewenti。

  duici,ximenzideduanchengzhichu,dabufenchanghedouxuyaoyundongkongzhichanpinyouhenqiangdewangluozhichinengli,yuegaoduandejixie,duiyundongkongzhichanpinjiandewangluosudujichuanshushujudenengliyaoqiuyuegao。wangluozhichinenglidegaodijuedinglejixiexitongdejiagongjingduyujiagongsudu。

  事實上,盡管低端的應用仍然為數眾多,運動總線、工(gong)業(ye)以(yi)太(tai)網(wang)等(deng)通(tong)訊(xun)技(ji)術(shu)的(de)成(cheng)熟(shu)卻(que)已(yi)經(jing)開(kai)始(shi)形(xing)成(cheng)氣(qi)候(hou)。當(dang)解(jie)決(jue)掉(diao)通(tong)訊(xun)的(de)確(que)定(ding)性(xing)和(he)高(gao)速(su)實(shi)時(shi)性(xing)的(de)兩(liang)難(nan)問(wen)題(ti)後(hou),各(ge)有(you)所(suo)長(chang)的(de)工(gong)業(ye)以(yi)太(tai)網(wang)標(biao)準(zhun)幾(ji)乎(hu)同(tong)時(shi)加(jia)入(ru)了(le)競(jing)爭(zheng),最(zui)具(ju)代(dai)表(biao)性(xing)的(de)包(bao)括(kuo)EtherCAT、EtherNet/IP (CIP motion)、POWERLINK、PROFINETdeng,erzaizhexiebiaozhunbeihouzeshidachangshangmendesensenzhenying。zaibujiuzhiqian,renmenhaizaidanxinduobiaozhundailaidefengbixing,xianzaizesihuyibuchengweidawenti,jingzhengyeshibutongdechangshangkaishileguangfandehezuo。

  這(zhe)無(wu)疑(yi)為(wei)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)帶(dai)來(lai)了(le)福(fu)音(yin)。而(er)現(xian)在(zai),一(yi)些(xie)廠(chang)商(shang)也(ye)開(kai)始(shi)考(kao)慮(lv)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)與(yu)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)技(ji)術(shu)加(jia)以(yi)結(jie)合(he),用(yong)來(lai)滿(man)足(zu)更(geng)具(ju)智(zhi)能(neng)化(hua)的(de)應(ying)用(yong)方(fang)案(an)。對(dui)此(ci),淩(ling)華(hua)的(de)丁(ding)辰(chen)龍(long)表(biao)示(shi),整(zheng)體(ti)自(zi)動(dong)化(hua)速(su)度(du)與(yu)精(jing)度(du)的(de)提(ti)高(gao)是(shi)產(chan)業(ye)需(xu)求(qiu),是(shi)無(wu)法(fa)完(wan)全(quan)依(yi)靠(kao)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)單(dan)一(yi)完(wan)成(cheng)的(de),與(yu)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)、高gao速su傳chuan感gan器qi的de結jie合he是shi必bi然ran之zhi路lu,這zhe是shi產chan業ye升sheng級ji的de必bi然ran趨qu勢shi,而er各ge個ge組zu件jian之zhi間jian的de技ji術shu門men檻kan都dou是shi較jiao高gao的de,因yin此ci融rong合he必bi然ran首shou先xian發fa生sheng在zai彼bi此ci間jian的de接jie口kou上shang,而er具ju備bei長chang距ju離li和he高gao速su的de網wang絡luo技ji術shu,自zi然ran成cheng為wei各ge家jia都dou能neng承cheng認ren的de共gong同tong規gui格ge,也ye會hui成cheng為wei熱re門men的de技ji術shu而er受shou到dao追zhui捧peng。

  而羅克韋爾自動化的鄭宇銘也指出,從設備發展看,運動控製作為設備控製的一部分,勢必需要與各種技術融合。例如,信息、安全、視shi覺jiao,甚shen至zhi過guo程cheng控kong製zhi等deng等deng。兼jian顧gu這zhe些xie方fang麵mian的de能neng夠gou提ti高gao整zheng機ji設she備bei的de各ge方fang麵mian性xing能neng,降jiang低di使shi用yong和he開kai發fa的de整zheng體ti成cheng本ben將jiang成cheng為wei其qi優you勢shi體ti現xian的de重zhong要yao方fang麵mian。

  而這些,與運動控製技術的開放性是難以分開的。

  研發方向各有千秋 市場針對性強

  麵mian對dui如ru此ci形xing勢shi,運yun動dong控kong製zhi廠chang商shang們men自zi然ran也ye選xuan擇ze了le各ge自zi的de特te色se。我wo們men也ye注zhu意yi到dao,這zhe些xie技ji術shu和he概gai念nian雖sui然ran方fang向xiang不bu同tong,但dan其qi麵mian對dui市shi場chang的de針zhen對dui性xing都dou是shi極ji強qiang的de。

  西(xi)門(men)子(zi)麵(mian)對(dui)多(duo)元(yuan)化(hua)需(xu)求(qiu),所(suo)展(zhan)現(xian)出(chu)的(de)特(te)色(se)之(zhi)一(yi)是(shi)產(chan)品(pin)的(de)種(zhong)類(lei)多(duo),適(shi)應(ying)性(xing)強(qiang)。段(duan)誠(cheng)強(qiang)調(tiao),多(duo)元(yuan)化(hua)需(xu)求(qiu)要(yao)求(qiu)針(zhen)對(dui)不(bu)同(tong)的(de)硬(ying)件(jian)平(ping)台(tai),供(gong)應(ying)商(shang)都(dou)能(neng)提(ti)供(gong)不(bu)同(tong)的(de)產(chan)品(pin)與(yu)之(zhi)配(pei)套(tao),做(zuo)到(dao)針(zhen)對(dui)不(bu)同(tong)用(yong)戶(hu)的(de)不(bu)同(tong)的(de)全(quan)套(tao)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)的(de)集(ji)成(cheng),並(bing)做(zuo)到(dao)從(cong)用(yong)戶(hu)角(jiao)度(du)的(de)性(xing)價(jia)比(bi)合(he)理(li)。

  其產品的設置,也充分體現出這一特點:Simotion是西門子集邏輯控製、工藝控製及運動控製於一體的高性能運動控製器,三種不同的硬件平台Simotion C(基於PLC的運動控製器)、Simotion D(基於驅動器的運動控製器) 和 Simotion P(基於工業PC機的運動控製器)以及三種編程語言梯形圖(LAD)運動控製圖表(MCC)和結構文本(ST),能滿足各種生產機械的運動控製要求。

  Sinamics S120是新一代的高性能驅動係統,集V/F、矢量、伺服控製於一體,既能控製普通的三相異步電動機,又能控製高動態高性能的同步伺服、力矩及直線電機,既能實現高精度的閉環速度控製,又能實現位置控製,能滿足各種生產機械的驅動控製要求。

  而Sinamics V80 伺服驅動係統是西門子專為小型簡易機械開發的經濟型伺服驅動產品,其經濟的價格、簡易便捷的設定、無需參數化的配置方式為人稱道,配以Sinamics S7-200 PLC,則充分體現出經濟實用的特點。

  而同樣作為以集成化整體解決方案見長的羅克韋爾自動化,也盡早提出了集成運動控製解決方案Kinematix。鄭宇銘認為,由於製造信息化的需求,這將仍然是運動控製係統的發展方向和趨勢。羅克韋爾自動化的Kinematix在繼續不斷完善IA集成架構平台本身的同時,還將不斷增添更多模塊化的運動控製功能和組件(如Kinematix等),以滿足各行業不斷增長的各種應用需求。

  集成運動控製也包含了運動控製係統和機械設備的有機融合——MECHATRONICS(機電一體化),這種係統設計方法將有助於大大優化設備設計、製造,提高生產效率,減少設計調試、時間和維護費用,降低整體使用成本和風險。通過全新的運動分析軟件MOTION ANALYZER將幫助改善運動控製係統的機電一體化設計。

  從(cong)設(she)備(bei)安(an)全(quan)方(fang)麵(mian)考(kao)慮(lv),羅(luo)克(ke)韋(wei)爾(er)自(zi)動(dong)化(hua)很(hen)早(zao)就(jiu)提(ti)出(chu)了(le)安(an)全(quan)型(xing)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)的(de)方(fang)案(an),作(zuo)為(wei)整(zheng)體(ti)設(she)備(bei)安(an)全(quan)的(de)重(zhong)要(yao)部(bu)分(fen),從(cong)而(er)在(zai)不(bu)同(tong)的(de)場(chang)合(he)滿(man)足(zu)不(bu)同(tong)級(ji)別(bie)的(de)設(she)備(bei)安(an)全(quan)需(xu)求(qiu)。另(ling)外(wai),一(yi)些(xie)新(xin)的(de)技(ji)術(shu)也(ye)會(hui)應(ying)用(yong)到(dao)羅(luo)克(ke)韋(wei)爾(er)的(de)新(xin)產(chan)品(pin)中(zhong),如(ru)直(zhi)接(jie)驅(qu)動(dong)產(chan)品(pin)、單軸多軸直線驅動平台、電動缸直線驅動、直線電機係統等等。

  而er淩ling華hua對dui於yu運yun動dong控kong製zhi發fa展zhan的de趨qu勢shi,則ze有you著zhe自zi己ji的de一yi套tao看kan法fa。丁ding辰chen龍long認ren為wei,完wan整zheng可ke用yong的de運yun動dong控kong製zhi解jie決jue方fang案an在zai廣guang義yi上shang來lai說shuo是shi不bu存cun在zai的de,但dan在zai各ge個ge廠chang商shang所suo熟shu悉xi的de行xing業ye往wang往wang具ju備bei很hen多duo有you共gong性xing的de技ji術shu需xu求qiu,就jiu能neng形xing成cheng通tong用yong性xing的de解jie決jue方fang案an,而er幾ji個ge類lei似si或huo者zhe衍yan生sheng的de行xing業ye也ye會hui有you相xiang類lei似si的de技ji術shu需xu求qiu,可ke以yi整zheng合he為wei整zheng體ti的de方fang案an,這zhe是shi大da而er全quan的de需xu求qiu。而er目mu前qian高gao性xing價jia比bi的de需xu求qiu要yao求qiu靈ling活huo配pei置zhi,按an需xu生sheng成cheng方fang案an,這zhe又you是shi小xiao而er精jing的de需xu求qiu。這zhe兩liang者zhe的de協xie調tiao與yu統tong一yi,即ji構gou成cheng每mei個ge企qi業ye的de產chan品pin研yan發fa策ce略lve。

  他介紹,與在多種硬件平台上都傾瀉火力的廠商不同,淩華科技尋求形成一套完整的基於PC的行業應用與產品解決方案,既存在脈衝控製,也存在模擬量控製;既存在集中式,也存在分散式的係統。最近淩華也在研究基於以太網的接口的IO控製、運動控製和機器視覺模組,其應用也向其他行業做了很多拓展。

  當dang麵mian對dui經jing濟ji震zhen蕩dang的de衝chong擊ji時shi,業ye內nei人ren士shi對dui新xin技ji術shu的de態tai度du不bu盡jin相xiang同tong。一yi種zhong觀guan點dian認ren為wei,對dui於yu特te定ding的de行xing業ye來lai說shuo,經jing濟ji危wei機ji為wei新xin技ji術shu帶dai來lai的de影ying響xiang勢shi必bi是shi負fu麵mian的de,尤you其qi是shi對dui於yu附fu加jia值zhi相xiang對dui較jiao高gao的de新xin技ji術shu產chan品pin而er言yan,在zai價jia格ge上shang無wu優you勢shi可ke言yan;xiangfandeguandianzerenwei,zaijingjiweijideyingxiangxia,yonghufaneryoukenengtongguoxunqiugenggaoduandezidonghuachanpintigaojingzhengli,suojianzonghechengben,erqiejiagegaobingbudengyuxingjiabijiuyidingdi,renweixinjishuzaixianedejingjihuanjingzhonghaishiyoujiyude。

  也許,技術的革新即便在經濟形勢高歌猛進的情況下也是一種冒險,然而停滯不前則注定無法避免山重水複的一天。( 燦)

  

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