在即將于11月7-11日開幕的第19屆工博會(huì)上，眾多自動(dòng)化領(lǐng)域領(lǐng)先企業(yè)將集中展示智能制造的核心技術(shù)和前端產(chǎn)品，紛紛現(xiàn)場(chǎng)演繹“智能制造”“智慧工廠”的實(shí)際應(yīng)用。與此同時(shí)，埃莫運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)（上海）有限公司（以下簡稱：埃莫）著力打造自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)的細(xì)分市場(chǎng)，重點(diǎn)推出運(yùn)動(dòng)控制相關(guān)解決方案，為廣大參展企業(yè)與專業(yè)觀眾提供更高效的參與體驗(yàn)。獨(dú)特的龍門控制

傳統(tǒng)的龍門控制算法都是采用復(fù)雜的集中式控制架構(gòu)，這種架構(gòu)需要一個(gè)主控制器處理龍門算法，每個(gè)軸配置一個(gè)驅(qū)動(dòng)器。除了物理復(fù)雜性之外，這種架構(gòu)往往會(huì)加重通訊總線負(fù)載。

采用了精益控制概念來設(shè)計(jì)的機(jī)器可僅由兩個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)分布式龍門控制。主控制器不需要參與龍門控制算法，伺服驅(qū)動(dòng)器安裝在負(fù)載側(cè)，這種方式可顯著降低開銷。減少或消除了消耗過多功率的電纜、連接器、散熱器和電纜導(dǎo)軌。這就實(shí)現(xiàn)了真正的“純功率”操作。   

抓取與放置均在頭部實(shí)現(xiàn)

圖  1  ：龍門操作只需 2 個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器 

更輕的機(jī)器也是通過設(shè)計(jì)最小化的貼裝頭來實(shí)現(xiàn)。將超小、輕便且功能強(qiáng)大的伺服驅(qū)動(dòng)器直接安裝在 XY 軸上。 由于顯著減少了柔性電纜、電纜支架和連接器所需的寄生功率，因此可降低貼裝頭消耗的功率。這樣就能夠讓驅(qū)動(dòng)器更加靈敏，并適應(yīng)自身負(fù)載。

圖  2  ：16個(gè)超級(jí)緊湊的大功率伺服驅(qū)動(dòng)器

智能運(yùn)動(dòng)與伺服控制

抓取放置型機(jī)器必須具有高動(dòng)態(tài)響應(yīng)性，使其能夠兼顧高產(chǎn)能和高性能。具有高分辨率和高靈敏度的智能型伺服驅(qū)動(dòng)器安裝在機(jī)器深處可進(jìn)行高精度監(jiān)測(cè)和分析，并且響應(yīng)迅速。請(qǐng)參考下圖所示機(jī)器B的運(yùn)動(dòng)效果，當(dāng)系統(tǒng)沿 XY 平面進(jìn)行高速插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)時(shí)，Z軸產(chǎn)生的寄生振蕩會(huì)被準(zhǔn)確測(cè)量出來并顯示在圖表里。可以看出寄生機(jī)械振蕩和系統(tǒng)非線性在高速XY運(yùn)動(dòng)時(shí)表現(xiàn)的很明顯。

圖  3  ：寄生行為的高級(jí)檢測(cè)。可通過智能控制來克服

機(jī)械制造

商經(jīng)常采取傳統(tǒng)的方法來克服這種“不良”的行為。通常會(huì)設(shè)計(jì)沉重而龐大的機(jī)構(gòu)，最終會(huì)采用更大的電機(jī)、齒輪和更高功率的驅(qū)動(dòng)器。這使得機(jī)器更笨重，如機(jī)器A，更難以達(dá)到高動(dòng)態(tài)性和高產(chǎn)能。更好的處理方法是設(shè)計(jì)輕靈的機(jī)構(gòu)，監(jiān)測(cè)機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)，使用智能的運(yùn)動(dòng)控制算法和伺服驅(qū)動(dòng)器功能來處理不可避免的寄生諧振，例如多維系統(tǒng)識(shí)別，位置環(huán)增益表、高階濾波器、振蕩預(yù)測(cè)信號(hào)調(diào)理等。這種方法不僅比機(jī)械處理方法的性價(jià)比高，而且更有助于彰顯“純功率”系統(tǒng)的概念，因?yàn)樵邶嫶蟮臋C(jī)械系統(tǒng)里浪費(fèi)的功率很少。

高精度（無傳感器）作用力控制

基于“純功率”，便可及時(shí)而準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)放置過程的貼裝作用力，這樣就能夠檢測(cè)由于機(jī)械磨損、機(jī)械部件故障或不良批次元件的不準(zhǔn)確性而可能導(dǎo)致的貼裝力短期及長期偏差。

圖  4  ：超小型高功率伺服驅(qū)動(dòng)器：80A，80V

可以通過兩種方式來處理作用力給定和響應(yīng)：

實(shí)時(shí)：在驅(qū)動(dòng)器層對(duì)監(jiān)控結(jié)果立即響應(yīng)。驅(qū)動(dòng)器可以收集、分析并響應(yīng)大量數(shù)據(jù)。

長期：將數(shù)據(jù)傳輸給更高級(jí)控制器、運(yùn)動(dòng)控制器或上位主機(jī)，在控制器層利用算法對(duì)“大數(shù)據(jù)”進(jìn)行分析，以鑒別任何偏差或異常。

預(yù)測(cè)性能與操作

智能型伺服驅(qū)動(dòng)器還可以監(jiān)控XY平臺(tái)的短期和長期的負(fù)載穩(wěn)定性、重復(fù)性和控制性能。可以監(jiān)視并記錄扭矩 - 速度關(guān)系的“即時(shí)”變化、負(fù)載、響應(yīng)或出現(xiàn)的“新”振蕩?？梢詫?shí)時(shí)分析累積的數(shù)據(jù)，以檢測(cè)未來的故障、機(jī)械磨損和其他機(jī)械問題等風(fēng)險(xiǎn)。因此，驅(qū)動(dòng)器可以在過程或組件損壞之前，或在機(jī)器停機(jī)之前校正和/或避免故障。

“純功率”是智能運(yùn)動(dòng)和伺服控制附帶的“獎(jiǎng)勵(lì)”，旨在通過控制而不是（昂貴的）機(jī)械設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)機(jī)械性能優(yōu)化。由于 80-90％ 的功率消耗是“純功率”，因此可以實(shí)現(xiàn)高靈敏度、高分辨率的監(jiān)控。

深刻影響世界，體現(xiàn)埃莫智慧

埃莫沒有對(duì)運(yùn)動(dòng)控制生產(chǎn)線進(jìn)行單體優(yōu)化、而是從自動(dòng)化、信息化等維度全面介入，打造出真正的智能工廠。在“中國制造2025”的戰(zhàn)略部署下，新一輪科技升級(jí)與產(chǎn)業(yè)變革發(fā)生了日新月異的變化，埃莫將鼎力支持以信息技術(shù)與制造業(yè)加速融合為主要特征的智能制造，為全球制造業(yè)的發(fā)展推波助瀾！盛會(huì)將啟，請(qǐng)關(guān)注微信公眾號(hào)二維碼，了解埃莫相關(guān)信息！

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