在過(guò)去十年里，制造業(yè)、包裝和其它消費品系統發(fā)展很快，尤其是在運動(dòng)控制方面。因此，在機器開(kāi)發(fā)過(guò)程中，如何定義、處理和實(shí)施運動(dòng)控制技術(shù)，也在不斷發(fā)展。消費者想要(并期待)高度定制化的產(chǎn)品，公司希望能夠在市場(chǎng)上獲得壟斷地位，能獲得巨大的利潤。無(wú)論是個(gè)性化的運動(dòng)鞋、汽水瓶，還是最新定制的豪華汽車(chē)，制造獨特的產(chǎn)品都需要一個(gè)配置了運動(dòng)控制技術(shù)、響應迅速的生產(chǎn)車(chē)間，可以快速、輕松地適應不斷變化的需求。
制造領(lǐng)域的最新發(fā)展要求技術(shù)和方法側重于最大限度地減少工程需求，并通過(guò)將復雜的序列分解成功能機器模塊以及將機械、電子和軟件連接在一起，來(lái)推動(dòng)機器運動(dòng)控制的發(fā)展。
下面所列的智能運動(dòng)控制趨勢、過(guò)程和工具，使得OEM和機器制造商在日益靈活的環(huán)境中，最大限度的發(fā)揮其系統的作用。
先進(jìn)的模塊化
由于對靈活生產(chǎn)日益增長(cháng)的需求，現代機械工程已經(jīng)朝著(zhù)更加模塊化的方式發(fā)展。復雜的機器需要強大而統一的自動(dòng)化系統來(lái)實(shí)現多軸運動(dòng)。
現在，行業(yè)領(lǐng)導者希望基于統一的架構將機械和軟件結合在一起，以實(shí)現最高的效率。多年來(lái)，機器制造商一直被要求提供運動(dòng)控制技術(shù)模塊，但現在的先進(jìn)系統包括結構化和統一的控制技術(shù)、先進(jìn)的現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )、獨立于制造商的標準以及靈活的定制功能。
先進(jìn)的技術(shù)模塊可提供易于參數化的驅動(dòng)解決方案。由于具有機器人作為核心，多軸編程變得像單軸編程一樣簡(jiǎn)單(見(jiàn)圖1)。例如，在帶預編程模塊的繞線(xiàn)機中，已經(jīng)內置了所有功能，工程師通過(guò)簡(jiǎn)單地設置正確的參數，就可以編程實(shí)現從繞線(xiàn)到張力控制等任何功能。無(wú)需擔心需要為每個(gè)函數編寫(xiě)代碼。添加或減少模塊和設備，只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單、廣泛應用的基本配置就可以完成。然后，工程師通過(guò)選擇或取消選擇模塊或參數，就可以輕松進(jìn)行定制。
圖1:通過(guò)使用應用程序模板，添加單個(gè)模塊，可以輕松地開(kāi)發(fā)運動(dòng)控制概念。圖片來(lái)源:Lenze
通過(guò)正確的模塊化編程解決方案，工程師只需要花費完成手動(dòng)編寫(xiě)代碼所需時(shí)間的20%，就可以完成多達80%的應用程序組態(tài)。無(wú)需測試、搜索錯誤、修復、然后再次測試。無(wú)需花費大量時(shí)間來(lái)了解代碼最初是如何編寫(xiě)的，只需要優(yōu)化某個(gè)簡(jiǎn)單的函數即可。
標準應用程序模板
過(guò)去，沒(méi)有人愿意花時(shí)間為進(jìn)料輸送機編程。而現在，也根本沒(méi)有必要這樣做。領(lǐng)先的OEM制造商已經(jīng)向著(zhù)更先進(jìn)的模塊化運動(dòng)控制解決方案邁進(jìn)，因為這些解決方案可以輕松的實(shí)現參數化，而且通過(guò)部署基于常用機器功能的、預先配置標準應用技術(shù)模塊，還可以簡(jiǎn)化機器工程設計(參見(jiàn)圖2)。
圖2:用于模塊化機器控制編程功能和預先測試驅動(dòng)功能的標準化軟件
即使是項目特有的功能，也可以輕松的集成到模塊中，并可重復使用，從而在各種機器類(lèi)型中構建機械結構?，F在，無(wú)論是定制的生產(chǎn)流程、凸輪輪廓、切割和密封、多傳送帶協(xié)調，還是更復雜的拾取機器人應用，都可以使用應用程序模版，通過(guò)添加單個(gè)模塊，就可以非常容易的來(lái)開(kāi)發(fā)運動(dòng)控制概念。
例如，某包裝機械OEM制造商生產(chǎn)寵物食品包裝機，正在尋求過(guò)渡到一個(gè)更有效的運動(dòng)控制解決方案。通過(guò)標準化的機器模塊，使用更少的非標部件，這樣公司在機器設計上就具有更大的靈活性。其結果是:OEM廠(chǎng)商減少了30%的工程設計工作，包括規范、實(shí)施和調試等。
機器自動(dòng)化的整體方法
它不只是簡(jiǎn)單地連接驅動(dòng)器、將數據傳輸到信息系統。OEM和機器制造商將致力于響應多變的市場(chǎng)需求。隨著(zhù)對上市時(shí)間的要求越來(lái)越高，制造商希望生產(chǎn)定制產(chǎn)品并快速更改，同時(shí)它們也希望機器能夠快速響應這些變化。我們距離單臺機器自動(dòng)適應來(lái)生產(chǎn)獨特產(chǎn)品的目標不遠了。
OEM廠(chǎng)商需要以一致、靈活、易于更新或改進(jìn)的方式來(lái)實(shí)現所有機器的自動(dòng)化。因此，在運動(dòng)控制和自動(dòng)化領(lǐng)域中，下一個(gè)要實(shí)現的目標是采用整體的機器設計方法。
運動(dòng)控制供應商更緊密的與OEM廠(chǎng)商合作，實(shí)現整個(gè)系統的概念設計，以最有效的方式運行機器，從可視化到軟件工具、到驅動(dòng)器、電機和軸承。在各個(gè)方面都保持一致的完整系統，更有可能滿(mǎn)足當今和未來(lái)消費品行業(yè)的苛刻要求。