运动控制新势力崛起

说到运动控制,就不得不提到伺服控制。 如果说早期的运动控制只是伺服控制的衍生,那么时至今日,运动控制已经自成体系。 尤其是机电一体化革命不断发展的今天,运动控制的发展不容忽视。

从国内来看,一方面,基于我国作为制造大国的地位,工业机械快速发展的前景清晰可见,产业转型升级无疑将助推运动控制的发展; 另一方面,国内新兴产业的突然崛起也给运动控制行业带来了一定的市场机遇。

事实上,经过多年的发展,运动控制领域呈现给行业用户的不再只是简单的速度、位置控制,而是更多的技术支持,让这个行业闪烁着耀眼的光彩。

“十二五”运动控制机遇多

长期以来,我国一直是全球制造中心,但自动化设备利用率与发达国家相比一直处于较低水平。 人工劳动力成本低廉,将自动化行业限制在相对狭窄的市场环境中。 然而,随着“十二五”时期的到来,自动化厂商无疑获得了前所未有的市场机遇。 无论是高端装备制造成为未来重点建设任务,还是产业转型升级正式提出,自动化行业都将成为未来一段时期的热点。 对于新兴的运动控制行业尤其如此。 尽管一系列运动控制品牌已深耕中国市场多年,但不少后起之秀仍对开拓这一市场充满期待。 新人和老将之间的竞争才刚刚开始。

早在五年前,总部位于中国的科技制造商研华就已经非常看好运动控制在自动化领域的发展。 为此,研华还在中国大陆成立了专门的合资子公司——杭州研华拓丰自动化技术有限公司,以推动相关行业的产品需求和行业服务。 正是出于对自动化技术未来发展的充分信心,研华装备自动化产业发展总监李国忠先生预测:“‘十二五’期间,运动控制领域将实现两位数的增长每年。”

他认为,这个行业的增长仍将基于高、中、低端标准。 具体来说,高端产品虽然短期内不会成为主流产品,但将成为各行业的关键技术支撑,例如精密仪器制造业; 此外,中低端市场也将一如既往地稳步发展。 尤其是PC-based等开放式架构,以其良好的弹性功能,将能够帮助制造装备行业的用户实现最优配置。

显然,看好运动控制行业的不止研华一家。 在近日的一次交流中,凌华科技(中国)有限公司(以下简称“凌华科技”)华北区总经理徐杰宏向记者表达了他对运动控制行业的看法。 展望控制这一领域的未来发展,“在中国,我们预计2012年,运动控制产品将占凌华科技整个销售收入的20%以上。”

亮点频出的技术仍是竞争关键

如果说早期的运动控制是随着数控技术、机器人技术和工厂自动化技术的发展而成长起来的。 那么随着信息时代高新技术的不断发展,运动控制的技术发展也开始呈现出一些具有行业特色的亮点。

事实上,在未来的运动控制领域,传统单机设备仍将长期采用“板卡+工控机模式”已成为业内人士的共识。 在大型自动化设备中,网络技术的采用将日益成为应用的主轴。 确实,通过网络进行数据传输和控制,可以简化自动化控制布线,延长传输距离,增加可控点数量,从而帮助最终用户降低布线成本,使系统维护更加容易,这无疑更具有市场前景。 吸引力。

另外,适合自动化行业的控制器也将逐渐普及。 严格的测试验证流程使得这套专用硬件系统更加适合行业的实际需求和应用环境。

不过,特别值得一提的是,在谈到运动控制行业的亮点时,两位行业管理者一致表示,高速、高精度将成为未来行业发展的重要趋势。

对此,研华设备自动化产业发展总监李国忠先生结合“十二五”规划向记者指出:“‘十二五’规划明确提出,我们将加快发展我国的高端装备制造业,所以就运动控制领域而言,高端速度和高精度无疑会应用在高端装备和精密仪器制造中,针对这个行业需求“随着趋势的发展,研华未来也将继续开发网络分布式AMAX和DSP高速高精度运动控制器,这将成为未来趋势期间运动控制的技术亮点。”

凌华科技(中国)有限公司华北区总经理徐杰红从行业应用的角度阐述了这一观点。 他认为,在TFT/LCD激光切割、龙门铣床、水射流设备等领域,高速、高精度运动控制产品具有很大的实际应用能力。 凌华科技在这方面也做出了相应的努力。 他介绍,凌华科技独特的Softmotion技术、基于DSP的数字信号处理和高速编码器可以提供更快的伺服、更新速度和先进的控制功能。

引入视觉技术拓展运动控制应用空间

虽然视觉产品在整个自动化行业中仍然是一个新兴品类,视觉系统与运动控制的结合发展已不再是新鲜话题,但其大规模应用和普及始终难以实现。 原因可能是中国市场对视觉等高端产品的需求尚未达到行业规模。 因此,视觉系统和运动控制等高端领域的研发技术仍处于相对薄弱的环节。

如今,随着软硬件技术的发展,运动控制和视觉系统的开发难度和成本已经在一定程度上降低。 曾经只专注于运动控制或视觉系统的自动化厂商也逐渐开始加入机器视觉研发队伍。 过来。

“如果说运动控制是人体的四肢,那么视觉系统就是眼睛。两者的结合恰如其分地达到了手眼并用的效果。” 研华设备自动化产业发展总监李国忠先生说道。 他认为,机器视觉的应用不仅可以帮助控制系统实现精确定位,还可以实现及时判别和识别功能。 这一功能显然在传统的纺织和电子设备制造行业,以及一些新兴领域,如食品饮料包装、LED生产、机械臂和手机部件的应用测试等方面发挥着巨大作用。 为此,研华还将在2012年第二季度发布自己的机器视觉产品EagleEye智能相机和Inspector Pro视觉软件。

在与凌华科技徐杰宏先生的交流中,记者了解到,多年前,凌华科技就预见到,未来的自动化行业将是机器视觉与运动控制紧密结合的行业。 因此,自研发之初,凌华科技就开展了基于运动控制和机器视觉的技术集成、产品开发和应用。 在这一领域,凌华科技不仅在传统的半导体设备制造、电子设备制造领域,而且在食品包装、药品检测、TFT和LCD生产与测试、钱币等领域都拥有业界无可比拟的技术和经验优势。 在验证、烟草棉花测试、手机零部件测试等新兴领域,凌华科技已经能够帮助用户实现“一站式”服务,从计算平台到运动控制轴卡,从图像采集到图像分析软件等全面满足客户生产经营需求。

尽管如此,运动控制视觉的路还很长,但在众多优秀自动化厂商的努力下,未来必将蓬勃发展。

工业通信技术推动运动控制发展

近年来,在运动控制技术的发展中,诸多相关技术的融合和进步也成为至关重要的因素。 除了近年来与视觉系统的融合之外,运动控制技术的发展还显着受益于工业实时通信技术的不断升级。 正是这一基础技术的不断完善,为运动控制提高各方面性能提供了良好的技术基础。

与其他实时通信方式相比,工业实时以太网技术凭借其高传输速度、高带宽等优势,无疑成为运动控制领域最重要的技术之一。 虽然EtherCAT、Powerlink、Profinet IRT、SERCOS III等多种实时以太网技术在不同技术背景和配套厂商的倡导下仍然共存和发展,但对于用户来说,技术的不断发展和日益开放的技术环境,让运动控制用户的选择变得越来越简单和容易。

近年来,特别是在多轴传输等领域,工业实时以太网已经能够根据其特点提供一系列的支持。 同时,基于技术的不断改进,这些实时以太网技术的开放性和兼容性也变得越来越好。 以EtherCAT实时以太网技术为例,其在运动控制领域的作用越来越显着。 不仅技术上更加可行,越来越多的运动控制供应商支持并应用这一技术标准。

对此,EtherCAT技术推广工程师程耿表示:“EtherCAT由于传输速度快、带宽利用率高达80%~97%、实时性高,在运动控制领域具有突出的优势。是目前运动控制设备的行业标准,提供简单的接口,例如EtherCAT可以提供与CANopen相同的通信机制,包括对象字典、PDO(过程数据对象)、SDO(服务数据对象)甚至网络管理。伺服驱动器和通信技术框架可以轻松地按地理映射到 EtherCAT,这一功能使用户和设备制造商能够轻松完成从现有现场总线到 EtherCAT 技术的转换过程。”

事实上,运动控制的需求直接来自于各个行业各自的特点。 在当前运动控制应用典型的工业机器人、印刷包装等一些行业场景中,工业通信发挥着越来越关键的作用。 程耿认为,在工业机器人、印刷包装等典型行业的运动控制应用中,通信速度快、实时性高以及与其他通信方式的系统扩展的便捷性等方面都是值得关注的。 从这个角度来看,运动控制和工业通信的结合也促进了它们各自的发展。

在技术交叉发展的现状下,运动控制产品提供商越来越开放,支持多种工业通信技术。 例如,一些运动控制厂商本身是某些主流实时以太网技术的主要倡导者,但他们也在积极追求其产品与其他网络技术的兼容性。

如果说以前一款运动控制产品只能支持一两个以太网和总线标准,那么现在相应的协议转换就变得容易多了。 从用户的角度来看,这种改变不仅带来了成本的改善,也使得模块化系统的实施更加便捷。

程耕还以EtherCAT为例表示,EtherCAT可以为用户带来高速通信和高实时系统。 同时,BECKHOFF和一些ETG成员公司提供从其他通信方式到EtherCAT系统的转换设备,可以更轻松地将其他通信方式连接到EtherCAT系统。

据程耕介绍,目前主流运动控制厂商大多已成为EtherCAT技术组织的成员,并推出了支持EtherCAT通讯的运动控制产品,如ABB、BECKHOFF、KOLLMOGEN、MAZAK、NI、欧姆龙、YASKAWA等。在德国ETG联合展位上,还可以看到多家EtherCAT运动控制厂商支持在EtherCAT主站平台下运行的EtherCAT产品。 在中国ETG联合展位上,还可以看到主流运动厂商的参与和支持。

事实上,其他工业实时以太网网络如Powerlink、SERCOS III正在得到越来越多厂商的支持,从运动控制到整个控制系统的“一网通”,实现更高性能的多轴运动控制。 其他目标也已出现。 可见,运动控制与工业网络的交互发展正朝着越来越有前途的方向发展。