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運動控制在工業(yè)控制與自動化領(lǐng)域的發(fā)展趨勢

2022年01月31日 10:35:34人氣：114來源：北京根德科貿(mào)集團

　　作為一個工控人，經(jīng)常都會說到運動控制。那么，在工業(yè)控制與自動化范疇中，運動控制究竟指的是什么呢？

　　電機控制與運動控制有何差異？

　　根本架構(gòu)組成是怎樣的？

　　運動控制開展趨勢如何？

　　......

　　讓我們一起來了解一下！

　　工業(yè)控制首要分兩個方向，一個是運動控制，一般用于機械范疇；另一個就是進程控制，一般運用于化工范疇。而運動控制指的是一種

　　起源于早期的伺服系統(tǒng)，根據(jù)電動機的控制，以完結(jié)物體對角位移、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等等物理量改動的控制。

　　電機控制與運動控制

　　在上面的界說中，有說到電機控制，但電機控制和運動控制是不同的。

　　從重視點來說，電機控制(這兒指伺服電機)首要重視的是控制單個電機的轉(zhuǎn)距、速度、方位中的一個或多個參數(shù)達到給定值。而運動控制

　　首要重視點在于和諧多個電機，完結(jié)的運動(合成軌道、合成速度)，比較側(cè)重軌道規(guī)劃、速度規(guī)劃、運動學(xué)轉(zhuǎn)化；比方數(shù)控機床里邊要

　　和諧XYZ軸電機，完結(jié)插補動作。

　　電機控制常常作為運動控制系統(tǒng)的一個環(huán)節(jié)(一般是電流環(huán)，工作在力矩方式下)，更側(cè)重于對電機的控制，一般包括方位控制、速度控

　　制、轉(zhuǎn)矩控制三個控制環(huán)，一般沒有規(guī)劃的才能(有部分驅(qū)動器有簡略的方位和速度規(guī)劃才能)。

　　運動控制

　　運動控制往往是針對產(chǎn)品而言的，包含機械、軟件、電氣等模塊，例如機器人、無人機、運動渠道等等，是對機械運動部件的方位、速

　　度等進行實時的控制管理，使其依照預(yù)期的運動軌道和規(guī)則的運動參數(shù)進行運動的一種控制。

　　兩者有部分內(nèi)容是重合的：方位環(huán)/速度環(huán)/轉(zhuǎn)距環(huán)可以在電機的驅(qū)動器中完結(jié)，也可以在運動控制器中完結(jié)，因而兩個屬于容易混雜。

　　根本架構(gòu)組成

　　一個運動控制系統(tǒng)的根本架構(gòu)組成包括：

　　運動控制器：用以生成軌道點(期望輸出)和閉合方位反應(yīng)環(huán)。許多控制器也可以在內(nèi)部閉合一個速度環(huán)。

　　運動控制器首要分為三類，分別是PC-based、專用控制器、PLC。其間PC-based運動控制器在電子、EMS等職業(yè)被廣泛應(yīng)用；專用控

　　制器的代表職業(yè)是風(fēng)電、光伏、機器人、成型機械等等；PLC則在橡膠、轎車、冶金等職業(yè)備受喜愛。

　　驅(qū)動或放大器：用以將來自運動控制器的控制信號(一般是速度或扭矩信號)轉(zhuǎn)化為更高功率的電流或電壓信號。更為*的智能化驅(qū)動

　　可以本身閉合方位環(huán)和速度環(huán)，以獲得更精確的控制。

　　履行器：如液壓泵、氣缸、線性履行機或電機，用以輸出運動。

　　反應(yīng)傳感器：如光電編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器或霍爾效應(yīng)設(shè)備等，用以反應(yīng)履行器的方位到方位控制器，以完結(jié)和方位控制環(huán)的閉合。

　　很多機械部件用以將履行器的運動方式轉(zhuǎn)化為期望的運動方式，它包括齒輪箱、軸、滾珠絲杠、齒形帶、聯(lián)軸器以及線性和旋轉(zhuǎn)軸承。

　　從運動控制器看運動控制

　　運動控制的出現(xiàn)愈加促進機電控制的解決方案，比方以前凸輪和齒輪都需求機械結(jié)構(gòu)完結(jié)，現(xiàn)在可以運用電子凸輪、電子齒輪來完結(jié)，

　　消除了機械完結(jié)進程的回程、摩擦和磨損等。

　　成熟的運動控制產(chǎn)品不僅僅需求提供路徑規(guī)劃、前瞻控制、運動和諧、插補、運動學(xué)正逆解和驅(qū)動電機的指令輸出等，還需求具有工程

　　配置軟件(如SIMOTION的SCOUT)、語法解釋器(不僅是指自己的語言，并且包括IEC-61131-3的PLC語言支持)、簡略的PLC功用、PID控制

　　算法完結(jié)、HMI交互接口、故障診斷接口，高級的運動控制器還可以完結(jié)安全控制等。

　　運動控制

　　運動控制之開展趨勢

　　就運動控制器來說，跟著職業(yè)應(yīng)用的擴展，我國運動控制商場逐漸成熟，在機床、雕刻機、半導(dǎo)體、工業(yè)機器人、EMS、物料轉(zhuǎn)移等多

　　數(shù)下流機械職業(yè)均獲得不錯的開展。尤其在鋰電池、工業(yè)機器人、半導(dǎo)體、EMS等職業(yè)，歐美和日本運動控制廠商表現(xiàn)突出，具有較強的歸

　　納競賽優(yōu)勢。

　　由于運動控制的方針，是要完結(jié)生產(chǎn)線流程制造產(chǎn)品，在中心的運動控制進程，其實并不是最最重要，反而是如何能正確實時的達到要

　　求，才是最重要的功用；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苛刻，而運動控制考究實時與精準(zhǔn)，要達到化，

　　就得整合各種相關(guān)技能，這樣的整合被視為難度的控制技能。

　　專用控制器在一段時間內(nèi)仍將是工業(yè)機器人職業(yè)首要的運動控制器類型。半導(dǎo)體職業(yè)PC-based運動控制商場開展穩(wěn)定，增速在17%左

　　右。物流職業(yè)對機器視覺功用的需求添加，導(dǎo)致PC-based份額也逐步添加。在傳統(tǒng)印刷機械上仍然以PLC運動控制器為主，PC-based運動

　　控制器的應(yīng)用剛剛起步，在新興的數(shù)碼印刷機械上運用較多，未來將小幅增長。

關(guān)鍵詞：伺服系統(tǒng)伺服電機數(shù)控機床控制系統(tǒng)驅(qū)動器

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