運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是機(jī)器設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、智能化的關(guān)鍵功能部件,其對(duì)工業(yè)自動(dòng)化、智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)所帶來的促進(jìn)作用愈發(fā)明顯。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2018年全球運(yùn)動(dòng)控制市場保持了4.4%的復(fù)合增長率,預(yù)計(jì)到2021年全球市場規(guī)模將超過134億美元。
5月8-10日,在北京展覽館隆重舉行的2019年中國(北京)國際工業(yè)智能及動(dòng)力傳動(dòng)與自動(dòng)化展覽會(huì)上,來自運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域內(nèi)的企業(yè)紛紛帶來了旗下最新產(chǎn)品及技術(shù),備受市場關(guān)注。
在本次展會(huì)期間,中國傳動(dòng)網(wǎng)分別走訪了德國倍福自動(dòng)化有限公司(以下簡稱:倍福)、埃莫運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)(上海)有限公司(以下簡稱:埃莫)、深圳市雷賽智能控制股份有限公司(以下簡稱:雷賽)、上海安浦鳴志自動(dòng)化設(shè)備有限公司(以下簡稱:鳴志)、深圳市杰美康機(jī)電有限公司(以下簡稱:杰美康)五家業(yè)內(nèi)代表企業(yè),通過對(duì)各家產(chǎn)品進(jìn)行深入的了解與分析,以期能見微知著,把握運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域產(chǎn)品最新發(fā)展趨勢。
一、集成化產(chǎn)品已是大勢所趨
近年來隨著運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品安裝空間、靈活部署、以及成本降低等方面的要求日益凸顯,集成化產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。其中又可分為兩種形式:一種是上位機(jī)運(yùn)動(dòng)控制保持不變,把伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)做一體化集成,這樣電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器的線纜就得到了極大的節(jié)約;另一種是伺服電機(jī)保持不變,運(yùn)動(dòng)控制和伺服驅(qū)動(dòng)做一體化集成,即驅(qū)控一體化設(shè)計(jì)。
在本次展會(huì)上,雷賽最新推出的LD2驅(qū)控一體型低壓交流伺服系統(tǒng)、鳴志推出的MDX系列集成式伺服電機(jī)便是其中的典型代表。
雷賽LD2驅(qū)控一體型低壓交流伺服系統(tǒng),結(jié)構(gòu)小巧、體積緊湊,采用了RS485總線通訊方式可實(shí)現(xiàn)超高性價(jià)比組網(wǎng),高靈活的運(yùn)動(dòng)控制模式大大提高了行程規(guī)劃的靈活度;LD2系列在運(yùn)動(dòng)控制指令上采用位置編程模式,程序直觀明了、極易上手,同時(shí)具備示教、插斷等多種控制功能。
鳴志MDX系列集成式伺服電機(jī)采用緊湊型設(shè)計(jì)、外形小巧,在功率不變的情況下電機(jī)長度縮短將近20%,為用戶帶來了更靈活的安裝優(yōu)勢;一體化的設(shè)計(jì),由內(nèi)部創(chuàng)新的PCB設(shè)計(jì)取代了原先驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)的線束連接,一方面節(jié)約了線束成本,同時(shí)提高了抗干擾能力,簡化了客戶整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì),如在AGV、穿梭車上的應(yīng)用。同時(shí),鳴志MDX系列集成式伺服支持RS485和CANopen總線通訊,具備IP20和IP65兩種不同的防護(hù)等級(jí),可以輕松應(yīng)對(duì)防水防塵等級(jí)要求高的場合,如戶外、移動(dòng)設(shè)備等場景。
二、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)更加普及
自2017年工業(yè)以太網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)安裝數(shù)量首次超越傳統(tǒng)現(xiàn)場總線后,工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展更加強(qiáng)勁。目前在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域中,工業(yè)以太網(wǎng)的應(yīng)用也越來越普及,它的高速、高精、抗干擾性強(qiáng)、接線方便、調(diào)試簡單等優(yōu)勢成為了眾多企業(yè)的不二之選。
在本次走訪的五家企業(yè)中,大都推出了各自的總線型類型產(chǎn)品,倍福緊湊型多軸伺服系統(tǒng)、雷賽RTEX總線型點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)控制器BAC322R、鳴志M2系列EtherCAT總線型驅(qū)動(dòng)器、杰美康EtherCAT總線控制系統(tǒng)等。
其中,杰美康EtherCAT總線混合步進(jìn)伺服系統(tǒng),支持100MPS全雙工EtherCAT通訊,最大支持從站號(hào)65535,從站之間的最大距離可達(dá)100M,且包含了兩相/三相系列。
三、5G技術(shù)與工業(yè)自動(dòng)化
5G通訊這一顛覆性技術(shù)已在運(yùn)控領(lǐng)域初露頭角。在本次展會(huì)上,倍福展示了5G在運(yùn)控領(lǐng)域的成功應(yīng)用。該技術(shù)是倍福與華為X-labs合作搭建的采用5G無線傳輸技術(shù),集中展示了智能設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備之間如何通過5G無線技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸和實(shí)時(shí)設(shè)備控制,以及未來工業(yè)4.0采用無線技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制的應(yīng)用場景。
展示臺(tái)中兩臺(tái)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互具有一定的復(fù)雜性,這其中不僅有海量的視頻數(shù)據(jù)流,還包含了用于完成運(yùn)動(dòng)同步操作的實(shí)時(shí)控制數(shù)據(jù)流。一般來說,我們會(huì)認(rèn)為,目前只有實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)才具備這種復(fù)雜的大批量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的交互能力;可是在這兩臺(tái)設(shè)備之間,用于實(shí)現(xiàn)上述海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊的,是5G無線移動(dòng)通訊機(jī)站和設(shè)備終端。
據(jù)了解,5G無線傳輸技術(shù)具備高網(wǎng)速(最快可達(dá)每秒10G數(shù)據(jù)傳輸)、大帶寬(滿足海量設(shè)備接入)、低延時(shí)(站點(diǎn)間小于1ms延時(shí),同步精度達(dá)到100ns,抖動(dòng)小于100ns)、高可靠(穩(wěn)定性可達(dá)到99.999%)、低功耗等優(yōu)勢,而基于這樣的性能指標(biāo),它實(shí)際上已經(jīng)完全可以勝任工業(yè)現(xiàn)場大型產(chǎn)線系統(tǒng)中各種復(fù)雜的信息化應(yīng)用了。
四、小體積、超大功率
在多家企業(yè)的走訪過程中,我們發(fā)現(xiàn)小型化的產(chǎn)品隨處可見。在同樣的產(chǎn)品性能條件下,小體積產(chǎn)品明顯更勝一籌,它能輕松應(yīng)對(duì)各種安裝空間要求且能夠最大限度地節(jié)省用料,降低產(chǎn)品成本,為客戶帶來性價(jià)比較高的產(chǎn)品。這其中又以埃莫(Elmo)尤其表現(xiàn)突出。
在本次展會(huì)上,埃莫展出了最新推出的革命性四合一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。這一集合了多軸,大功率,安全性的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),配有四個(gè)高精度的驅(qū)動(dòng)器,單個(gè)驅(qū)動(dòng)器功率高達(dá)5500W,EtherCAT總線周期可達(dá)100μs。該四合一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),尺寸卻小于手掌,有功能性的安全支持,能夠通過簡單的程序設(shè)計(jì)來操作,高效且低耗能的處理過程,并且能簡化設(shè)計(jì),降低成本,節(jié)省空間。
結(jié)語
在運(yùn)控領(lǐng)域新一輪的技術(shù)演進(jìn)趨勢中,集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、小型化以及5G技術(shù)的應(yīng)用都是市場表現(xiàn)出的強(qiáng)烈需求,運(yùn)控企業(yè)需要緊握市場發(fā)展趨勢,堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新,積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)朝高端化方向不斷邁進(jìn)。