运动控制技术的发展起源于工业后对蒸汽机、电动机等各类机械设备进行精确控制的想法,随着制造业的不断发展,需要同时控制多台电机,进行互动式精确加工。早期运动控制主要用于数控机床领域,对应的数控装置被称为数控系统。如今运动控制系统已广泛应用于装备制造、印刷、半导体制造、包装、纺织、自动化生产线等。作为各类设备的大脑,运动控制系统决定了设备的精度、效率,是不同品牌设备形成差异化的重要环节。
运动控制系统是自动化机械的核,其功能是根据控制程序,经计算机处理后,实时控制执行机构的动作。运动控制系统一般由控制器、功率放大器与变换装置、电动机、负载,及相关的传感器等部件组成。控制器下达指令后,驱动器将其转化为能够运行电机的电流,驱动电机旋转,带动工作机械运行,同时,电机上的传感器经过信号处理将电机的实时信息反馈给控制器,控制器进行实时调整,从而保证整个系统的稳定运转。目前运动控制器主要分为三类:PC-Based运动控制器(基于PC的运动控制器)、控制器、PLC(可编程逻辑控制器)。 PC和手持编程器提供给用户编程使用,为用户提供了方便的编程界面。杭州雷赛运动控制器开发
运动控制卡是基于 PC 总线,利用高性能 微处理器 (如 DSP )及大规模可编程器件实现多个伺服电机的多轴协调控制的一种高性能的步进/伺服电机运动控制卡,包括 脉冲输出 、脉冲计数、数字输入、数字输出、 D/A 输出等功能,它可以发出连续的、高频率的脉冲串,通过改变发出脉冲的频率来控制电机的速度,改变发出脉冲的数量来控制电机的位置,它的脉冲输出模式包括脉冲/方向、脉冲/脉冲方式。脉冲计数可用于编码器的位置反馈,提供机器准确的位置,纠正传动过程中产生的误差。数字输入/输出点可用于限位、原点开关等。库函数包括加速,直线插补和圆弧插补,多轴联动函数等。产品广泛应用于工业自动化控制领域中需要精确定位、定长的位置控制系统和基于PC的NC控制系统。具体就是将实现运动控制的底层软件和硬件集成在一起,使其具有伺服电机控制所需的各种速度、位置控制功能,这些功能能通过计算机方便地调用。一个运动控制系统中,运动控制卡是控制系统的模块,也是和控制系统的设计目的耦合紧密的,一旦运动控制卡选定了,其它的设计都要围绕运动控制进行选择和设计,所以如何选择运动控制卡,对运动控制系统的设计是非常重要的。常州总线运动控制器编程相较于PLC,运动控制卡价格更加实惠,可以控制相同数量的设备。
在中国自动化市场中,尤其是在通用交流伺服产品线上,总线型通讯成为了显学。各个伺服厂家都各自推出自己的总线协议(安川电机Mechatrolink、松下RTEX、三菱CC-Link等等)。这股总线风潮由欧美厂商刮起,又由日系厂商发扬光大,并且在EtherCAT总线型通讯的应用上,外资、内资似乎历史性地达成了一种默契。东莞博派智能科技有限公司推出的ECAT_GAS2系列总线运动控制卡,不仅支持EtherCAT总线,还有如下特点:
1、板卡采用24V直流电源供电。2、控制卡自身有32路通用输入,采用光耦隔离,抗干扰能力强,数量可扩展。3、控制卡自身有16路通用输出,可直接驱动继电器,数量可扩展。4、控制卡支持IO扩展,可扩展至2048输入/2048输出。可满足所有应用场合。5、支持以太网或者串口编程。6、脉冲输出频率达2MHz7、控制卡支持多个并联使用。8、控制卡支持点位运动、速度控制、直线、圆弧、连续轨迹插补,支持速度前瞻。硬件捕获、电子齿轮/电子凸轮、位置比较输出。支持PT模式与刀向跟随。
未来,锂电设备将朝着多工艺一体机及多工位设备的方向发展,设备搭载伺服轴数也将会同步增多,总线型的伺服产品将是大势所趋,这进一步导致锂电池设备行业的总线型伺服市场份额将进一步扩大。同时,随着国产伺服的应用发展,EtherCAT协议伺服产品也将得到进一步发展。(比如常规产品锂电设备切叠一体机,应用90—210个通用伺服)作为老牌大厂,松下也有自己的总线协议RTEX。不过RTEX用的较少,EtherCAT仍是主流。国内总线运动控制卡,做的比较好的是东莞博派智能科技有限公司的ECAT_GAS2系列,不仅支持EtherCAT.还有以下特点:1、板卡采用24V直流电源供电。2、控制卡自身有32路通用输入,采用光耦隔离,抗干扰能力强,数量可扩展。3、控制卡自身有16路通用输出,可直接驱动继电器,数量可扩展。4、控制卡支持IO扩展,可扩展至2048输入/2048输出。可满足所有应用场合。5、支持以太网或者串口编程。6、脉冲输出频率达2MHz7、控制卡支持多个并联使用。8、控制卡支持点位运动、速度控制、直线、圆弧、连续轨迹插补,支持速度前瞻。硬件捕获、电子齿轮/电子凸轮、位置比较输出。支持PT模式与刀向跟随。博派ETH_GAS控制卡支持点位运动、速度控制、直线、圆弧、连续轨迹插补。
即便在其诞生的10年之后,EtherCAT 的通信速度仍比快的 CPU的运行速度还快,并且2003 年使用 EtherCAT 的控制器到了 2013 年仍然可以在自动化设备上兼容使用– 从某种意义上讲,它已经打破摩尔定律 10 年有余(虽然应用的领域稍有差别)。这也就是说,单一版本的EtherCAT,即首个版本的 EtherCAT 就已足够支撑现今大部分的工业场景,后来所有添加的东西都只是扩展,而非改型,真可谓叫“匠心级”产品,相比于当前某些企业吹的什么“现象级”产品,水平不知道高到哪里去了。
东莞博派智能科技有限公司推出的ECAT_GAS2系列总线运动控制卡,同时支持EtherCAT和Ethernet,提供VC++/VB/C#/LABVIEW/LINUX/QT/DELPHI等动态库和API.普通电脑甚至笔记本就能用,非常方便。同时支持点、线、圆弧、螺旋线插补,支持连续小线段速度前瞻。同时可以接入外部手轮,主卡本身有2路模拟量输入和两路模拟量输出,非常方便。 博派ETH_GAS系列运动控制卡支持点位和连续轨迹,多轴同步,直线、圆弧、螺旋线、空间直线插补等运动模式。天津运动控制器
博派ETH_NEC_N运动控制卡支持速度前瞻。硬件捕获、电子 齿轮/电子凸轮、位置比较输出。支持PT和刀向跟随。杭州雷赛运动控制器开发
控制精度及速度不断提升长期以来,运动控制技术不断挑战新的速度和精度,未来相当长一段时间仍然延续这一重要的发展趋势。数控机床、精密电子制造设备等下游业将不断推动运动控制技术向高速高精方向发展,而计算机技术、新型传感器、新的电机驱动技术等将为运动控制技术向高速高精方向发展提供技术保障。3、网络化技术发展趋势近年来,运动控制技术领域发展出EtherCAT(以太网控制自动化技术)、SERCOS(串行实时通信协议)等实时以太网技术,这为下一代网络化运动控制器的发展提供了技术基础。目前虽然这些技术仍处于并存发展的态势,但不断发展的技术和日益开放的技术环境,使运动控制用户的选择越来越简单易行,越来越多的运动控制供应商开始支持并采用这些技术标准。杭州雷赛运动控制器开发