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运动控制

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盘点:德国顶尖工业自动化企业大集合

机械自动化类 善思惟 2016-10-17 13:53 发表了文章 来自相关话题

      德国在工业自动化方面一直位于世界前列,目前,德国国内大概有5000多家工业自动化企业,德国在工业自动化领域取得的成就,值得中国企业学习和借鉴。

       下面带大家盘点一下德国顶尖工业自动化企业。

SEW      
SEW成立于1931年,是专业生产各种系列电机、减速机和变频控制设备的跨国性国际 查看全部
      德国在工业自动化方面一直位于世界前列,目前,德国国内大概有5000多家工业自动化企业,德国在工业自动化领域取得的成就,值得中国企业学习和借鉴。

       下面带大家盘点一下德国顶尖工业自动化企业。

SEW      
SEW成立于1931年,是专业生产各种系列电机、减速机和变频控制设备的跨国性国际
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盘点 : ABB、新松等七大企业的人机协作机器人技术

机械自动化类 朱迪 2016-10-17 13:37 发表了文章 来自相关话题

      一成不变的自动化和手动劳动之间的严格界限正在逐渐取消。高效的传感器、智能的控制技术和最先进的软件技术集成在机器人上,确保了人和机器人之间无需防护栏可安全合作,也可以不限定地点和任务灵活地应用。

       人机协作机器人是一种新型的机器人,它能够直接和人类一起并肩工作而无需使用安全围栏进行隔离。人机协 查看全部
      一成不变的自动化和手动劳动之间的严格界限正在逐渐取消。高效的传感器、智能的控制技术和最先进的软件技术集成在机器人上,确保了人和机器人之间无需防护栏可安全合作,也可以不限定地点和任务灵活地应用。

       人机协作机器人是一种新型的机器人,它能够直接和人类一起并肩工作而无需使用安全围栏进行隔离。人机协
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传动刚性对运控系统的影响

电气控制类 妙莲华 2016-09-27 13:22 发表了文章 来自相关话题

机械传动的刚性,其实说的是运动作用力从动力源输出到负载受力响应的速度,这个响应速度越快,就是刚性越好,反之刚性如果较差,就说明动力源与负载之间的力(或力矩)的传递有延时和迟滞的效应,负载不能及时获得运动所需要的动力。




传动链在力传导上的延时和迟滞,通常表现为两种形式,回程间隙和弹性特质。在实际应用中,它们往往 查看全部
机械传动的刚性,其实说的是运动作用力从动力源输出到负载受力响应的速度,这个响应速度越快,就是刚性越好,反之刚性如果较差,就说明动力源与负载之间的力(或力矩)的传递有延时和迟滞的效应,负载不能及时获得运动所需要的动力。




传动链在力传导上的延时和迟滞,通常表现为两种形式,回程间隙和弹性特质。在实际应用中,它们往往
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羽毛球内置运动传感器?

机械自动化类 JGSZHDFS 2016-09-22 10:16 回复了问题 • 4 人关注 来自相关话题

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绿色工业热潮下 我国变频器市场如何破冰迎春?

电气控制类 不见不散 2016-07-20 12:44 发表了文章 来自相关话题

      变频器在我国的发展已有长达近30年的历史,经过30年的发展历程,变频器无论是行业规模、应用领域,还是产品自身的功能、集成度和系统化程度都已经相对成熟。随着我国节能减排、绿色工业热潮的掀起,变频器作为出色的节能元器件,也迎来了发展的春天。
      


       变频器相信大家都很熟悉,到底什么是变 查看全部
      变频器在我国的发展已有长达近30年的历史,经过30年的发展历程,变频器无论是行业规模、应用领域,还是产品自身的功能、集成度和系统化程度都已经相对成熟。随着我国节能减排、绿色工业热潮的掀起,变频器作为出色的节能元器件,也迎来了发展的春天。
      


       变频器相信大家都很熟悉,到底什么是变
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工业4.0之前沿运动控制技术介绍

电气控制类 砸金蛋 2016-05-03 22:55 发表了文章 来自相关话题

摘要:随着智能制造2025国家战略的深入推进,及工业机器人及人工智能的推广应用;运动控制成为自动化的热点,成为了实现智能制造的核心技术,下面为大家梳理一下前沿的运动控制技术。
1.市场需求的变化
1.1多品种,小批量的市场需求
运动控制越来越多的被应用到机器设计中,它不仅仅提高了机器的速度、精度,更重要的是它提 查看全部
摘要:随着智能制造2025国家战略的深入推进,及工业机器人及人工智能的推广应用;运动控制成为自动化的热点,成为了实现智能制造的核心技术,下面为大家梳理一下前沿的运动控制技术。
1.市场需求的变化
1.1多品种,小批量的市场需求
运动控制越来越多的被应用到机器设计中,它不仅仅提高了机器的速度、精度,更重要的是它提
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羽毛球内置运动传感器?

机械自动化类 JGSZHDFS 2016-09-22 10:16 回复了问题 • 4 人关注 来自相关话题

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盘点:德国顶尖工业自动化企业大集合

机械自动化类 善思惟 2016-10-17 13:53 发表了文章 来自相关话题

      德国在工业自动化方面一直位于世界前列,目前,德国国内大概有5000多家工业自动化企业,德国在工业自动化领域取得的成就,值得中国企业学习和借鉴。

       下面带大家盘点一下德国顶尖工业自动化企业。

SEW      
SEW成立于1931年,是专业生产各种系列电机、减速机和变频控制设备的跨国性国际集团。在全球范围内独资拥有12个制造厂、63个组装厂和260多个销售服务办事处,遍布世界五大洲和几乎所有的工业国家,被誉为“世界传动领域先驱”。
      SEW产品为基础工业中的传动设备,其中包括减速机、减速器及变频器等,SEW的产品以全新的“模块组合”概念,应用于各种机械设备中。






巴鲁夫(BALLUFF)
      巴鲁夫(BALLUFF),成立于1921年,是世界领先的传感器制造商,提供创新和实际感测解决方案,为汽车行业、冶金行业、机床行业、风电行业提供广泛的应用和产业。




 
      产品包括BNS完整的电子式和机电式行程开关系列、BOS光电开关、BES感应式接近开关、电容开关、BMF磁敏开关,BTL直线位移传感器,RFID识别系统,以及各种插接件产品。在广阔的工业应用领域,尤其是机械装备领域为用户提供创新的、有经验的传感器运用方案。

易福门IFM





      IFM,于1969年成立,是世界最大的工业控制电子传感器制造商,并跻身全球自动化领域的领导者之一。公司在全球70多个国家拥有5500多名员工,主要为机械制造等行业提供研发和销售服务。
      产品涉及:位置传感器、运动控制传感器、工业成像、安全技术、过程传感器、工业通讯、识别系统、设备状态监测系统、移动车辆和工程机械系统、连接技术等。

西门子





      西门子股份公司是全球领先的技术企业,创立于1847年,业务遍及全球200多个国家,专注于电气化、自动化和数字化领域。
      在海上风机建设、燃气轮机和蒸汽轮机发电、输电解决方案、基础设施解决方案、工业自动化、驱动和软件解决方案,以及医疗成像设备和实验室诊断等领域占据领先地位。

博世BOSCH





      博世是德国的工业企业之一,从事汽车与智能交通技术、工业技术、消费品和能源及建筑技术的产业,以其创新尖端的产品及系统解决方案闻名于世。 
      致力于精准,安全,节能以及高性价比的传送与控制技术。创新的部件和量身定制的系统解决方案可以应对各种规模的机械和系统。拥有全球在行走机械,机械应用与工程和工厂自动化的专业应用数据库。

Festo





     Festo是独立的家族企业,分支机构遍布全球176个国家,1925年开始生产木工机械,1955年涉及气动领域,是欧洲最早意识到气动技术发展的公司,目前已成为全球气动自动化技术的领导者。 
      Festo产品和技术包括驱动器及附件、抓取及真空系统、定位技术、阀及附件、阀岛及总线系统、比例技术、气源处理装置、管接头及附件、传感器及压力开关、气动控制技术、电子控制技术。

库卡KUKA







      库卡(KUKA)柔性系统制造有限公司,原公司名为KUKA焊接设备有限公司,是为汽车制造、航天、能源及工业领域提供柔性自动化系统设备的公司。2016年,5月18日,美的集团宣布将以不超过292亿元要约收购库卡。 
      生产系统、机器人、夹具、模具及备件的供应商之一。库卡的客户几乎遍及所有的汽车生产厂家,同时也是欧洲、北美洲、南美洲及亚洲的主要汽车配件及综合市场的主要供应商。

倍福





      德国倍福自动化有限公司(Beckhoff)总部位于德国威尔市,它同时也是公司核心部门的所在地。自1980年公司成立以来,Beckhoff始终坚持基于PC的控制技术,研发了大量的创新产品和解决方案。 
      工业PC,Beckhoff 可为各种应用场合提供合适的工业PC;I/O,Beckhoff的自动化技术适用于各种信号和现场总线,可为所有常用的I/O信号和现场总线系统提供全系列现场总线组件;运动控制;自动化软件。

威卡




      WIKA公司是德国乃至世界上最大的专业生产机械电子压力和温度测试仪表及设备的厂家,公司总部位于德国法兰克福克林根堡,是一个拥有6000多名雇员的大型生产型企业。 
      产品主要包括机械压力表、电子压力变送器、电接点压力表、隔膜密封、SF6气体密度计、校验设备、机械温度计、电子温度测量及保护套管等。
 
科隆





      KROHNE创建于1921年,总部位于德国杜伊斯堡,是一家致力于研发和生产流量仪表和物位仪表的国际公司。创造并保持了多项世界第一,一直是工业测量领域里的标杆,引领着全球测量仪表的变革和发展。 
      科隆提供各种各样的过程测量仪器,包括电磁、质量、超声波流量计、雷达物位计以及温度、压力、分析仪表等。

菲尼克斯





      德国菲尼克斯电气集团成立于1928年,目前在全球近四十个国家拥有子公司,五十多个国家设有代表处。1993年进入中国,与国家电力公司电力自动化研究院(NARI 南瑞)合资组建南京菲尼克斯电气有限公司。 
      拥有以 INTERBUS 为主的总线技术、ETHERNET & PROFINET网络技术、工业无线技术、光纤连接技术、安全技术、浪涌吸收技术和全面的电气连接技术等多方面的技术优势。
 
 
来源:网络 查看全部
      德国在工业自动化方面一直位于世界前列,目前,德国国内大概有5000多家工业自动化企业,德国在工业自动化领域取得的成就,值得中国企业学习和借鉴。

       下面带大家盘点一下德国顶尖工业自动化企业。

SEW      
SEW成立于1931年,是专业生产各种系列电机、减速机和变频控制设备的跨国性国际集团。在全球范围内独资拥有12个制造厂、63个组装厂和260多个销售服务办事处,遍布世界五大洲和几乎所有的工业国家,被誉为“世界传动领域先驱”。
      SEW产品为基础工业中的传动设备,其中包括减速机、减速器及变频器等,SEW的产品以全新的“模块组合”概念,应用于各种机械设备中。

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巴鲁夫(BALLUFF)
      巴鲁夫(BALLUFF),成立于1921年,是世界领先的传感器制造商,提供创新和实际感测解决方案,为汽车行业、冶金行业、机床行业、风电行业提供广泛的应用和产业。
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      产品包括BNS完整的电子式和机电式行程开关系列、BOS光电开关、BES感应式接近开关、电容开关、BMF磁敏开关,BTL直线位移传感器,RFID识别系统,以及各种插接件产品。在广阔的工业应用领域,尤其是机械装备领域为用户提供创新的、有经验的传感器运用方案。

易福门IFM
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      IFM,于1969年成立,是世界最大的工业控制电子传感器制造商,并跻身全球自动化领域的领导者之一。公司在全球70多个国家拥有5500多名员工,主要为机械制造等行业提供研发和销售服务。
      产品涉及:位置传感器、运动控制传感器、工业成像、安全技术、过程传感器、工业通讯、识别系统、设备状态监测系统、移动车辆和工程机械系统、连接技术等。

西门子
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      西门子股份公司是全球领先的技术企业,创立于1847年,业务遍及全球200多个国家,专注于电气化、自动化和数字化领域。
      在海上风机建设、燃气轮机和蒸汽轮机发电、输电解决方案、基础设施解决方案、工业自动化、驱动和软件解决方案,以及医疗成像设备和实验室诊断等领域占据领先地位。

博世BOSCH
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      博世是德国的工业企业之一,从事汽车与智能交通技术、工业技术、消费品和能源及建筑技术的产业,以其创新尖端的产品及系统解决方案闻名于世。 
      致力于精准,安全,节能以及高性价比的传送与控制技术。创新的部件和量身定制的系统解决方案可以应对各种规模的机械和系统。拥有全球在行走机械,机械应用与工程和工厂自动化的专业应用数据库。

Festo

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     Festo是独立的家族企业,分支机构遍布全球176个国家,1925年开始生产木工机械,1955年涉及气动领域,是欧洲最早意识到气动技术发展的公司,目前已成为全球气动自动化技术的领导者。 
      Festo产品和技术包括驱动器及附件、抓取及真空系统、定位技术、阀及附件、阀岛及总线系统、比例技术、气源处理装置、管接头及附件、传感器及压力开关、气动控制技术、电子控制技术。

库卡KUKA
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      库卡(KUKA)柔性系统制造有限公司,原公司名为KUKA焊接设备有限公司,是为汽车制造、航天、能源及工业领域提供柔性自动化系统设备的公司。2016年,5月18日,美的集团宣布将以不超过292亿元要约收购库卡。 
      生产系统、机器人、夹具、模具及备件的供应商之一。库卡的客户几乎遍及所有的汽车生产厂家,同时也是欧洲、北美洲、南美洲及亚洲的主要汽车配件及综合市场的主要供应商。

倍福

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      德国倍福自动化有限公司(Beckhoff)总部位于德国威尔市,它同时也是公司核心部门的所在地。自1980年公司成立以来,Beckhoff始终坚持基于PC的控制技术,研发了大量的创新产品和解决方案。 
      工业PC,Beckhoff 可为各种应用场合提供合适的工业PC;I/O,Beckhoff的自动化技术适用于各种信号和现场总线,可为所有常用的I/O信号和现场总线系统提供全系列现场总线组件;运动控制;自动化软件。

威卡
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      WIKA公司是德国乃至世界上最大的专业生产机械电子压力和温度测试仪表及设备的厂家,公司总部位于德国法兰克福克林根堡,是一个拥有6000多名雇员的大型生产型企业。 
      产品主要包括机械压力表、电子压力变送器、电接点压力表、隔膜密封、SF6气体密度计、校验设备、机械温度计、电子温度测量及保护套管等。
 
科隆

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      KROHNE创建于1921年,总部位于德国杜伊斯堡,是一家致力于研发和生产流量仪表和物位仪表的国际公司。创造并保持了多项世界第一,一直是工业测量领域里的标杆,引领着全球测量仪表的变革和发展。 
      科隆提供各种各样的过程测量仪器,包括电磁、质量、超声波流量计、雷达物位计以及温度、压力、分析仪表等。

菲尼克斯

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      德国菲尼克斯电气集团成立于1928年,目前在全球近四十个国家拥有子公司,五十多个国家设有代表处。1993年进入中国,与国家电力公司电力自动化研究院(NARI 南瑞)合资组建南京菲尼克斯电气有限公司。 
      拥有以 INTERBUS 为主的总线技术、ETHERNET & PROFINET网络技术、工业无线技术、光纤连接技术、安全技术、浪涌吸收技术和全面的电气连接技术等多方面的技术优势。
 
 
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盘点 : ABB、新松等七大企业的人机协作机器人技术

机械自动化类 朱迪 2016-10-17 13:37 发表了文章 来自相关话题

      一成不变的自动化和手动劳动之间的严格界限正在逐渐取消。高效的传感器、智能的控制技术和最先进的软件技术集成在机器人上,确保了人和机器人之间无需防护栏可安全合作,也可以不限定地点和任务灵活地应用。

       人机协作机器人是一种新型的机器人,它能够直接和人类一起并肩工作而无需使用安全围栏进行隔离。人机协作机器人有望填补全手动装配生产线与全自动生产线之间的差距。过去人们常说的是机器人代替人类劳动,而现在机器人更多地被认为是辅助工具。一成不变的自动化和手动劳动之间的严格界限正在逐渐取消。

       高效的传感器、智能的控制技术和最先进的软件技术集成在机器人上,确保了人和机器人之间无需防护栏可安全合作,也可以不限定地点和任务灵活地应用。通过这种方案,员工可以根据要求的件数在不同的生产位置和出于不同的目的使用所需数量的机器人。

       因此,这种灵敏的机器人可以作为灵活的生产助手用于生产制造中,并通过承担以前无法自动化且不符合人体工程学的手动工作步骤来减轻员工的负担。例如通过承接头顶上方的工作或搬运重物可以大大减轻员工的负担。可重复的过程可以极高质量地进行,而无需根据类型或工件进行投资。
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1、ABB首款人机协作机器人YuMi
       abb首款人机协作机器人14轴机器人YuMi在2015年9月22日被UL宣告获得UL安全认证,突显其具备人机协作能力的关键安全设计。UL表示,ABB首款强调人机协作的双臂工业机器人YuMi获得UL颁发机器人安全认证,不单位机器人迈向人机互动带来指标性的意义,也点燃产业动能,为机器人产业的持续发展与普及应用注入强心针。

       UL台湾总经理汤家德表示,“人机协作且轴度多的机器人认证过程复杂,以YuMi的双臂14轴为例,就有14种的平移与旋转动作自由度,相互搭配产生更多且具速度性的动作,UL凭藉在安全上的专业经验,针对机器人不同的应用,模拟多种失效场景进行评估,确保机器人能在每一次每一种情境下,不仅能与人流畅互动,也要能够自我侦测,维持安全性与可靠度。”

       ABB台湾工业机器人部门协理蔡景淳表示,“ANSI/UL1740机器人与自动化设备标准,不仅是商业标准,更是美国国家标准协会(ANSI)采认的国家标准,经由具有全球公信力的UL认证,象徵YuMi的安全设计经过严谨而客观的评估与测试,能够引领全球产业真正迈入工业4.0/先进制造。”

2、优傲机器人灵活、安全系列协作机器人

       优傲机器人公司(UniversalRobots)是一家引领协作机器人全新细分市场的先驱企业,该公司关注机器人的用户可操作性和灵活度。在2015年8月26日至28日亮相上海国际汽车制造装配展上,优傲机器人公司旗下全系列协作机器人家族亮相。

       UR机器人的“人机协作”功能让员工可以安全地与机器人近距离一起工作。特有的受力传感使其一旦与人发生碰撞,将自动限制接触时产生的力量大小。例如默认受力传感上限设为150牛顿的力,即:一旦人与机器人接触并产生150牛顿的力,UR机器人就会自动停止工作。但也可以调整为:一旦在作业路径上遇到低至50牛顿的力即自动停止工作。此外,UR机器人具有直观的用户编程界面,通过点击触摸板上的箭头即可控制机器人移动方向。对于工人来说,简单的安装、调试、编程无需专业的技术背景或专业的编程经验即能完成。这些独特优势,使得UR机器人获得全球多家汽车制造商的青睐。

       优傲机器人公司现共有三款协作机器人——UR3、UR5和UR10。于2015年3月最新推出的UR3是现今市场上最灵活轻便、并且可与工人一起肩并肩工作的台式机器人。它自重仅为11公斤,但是有效负载却高达3公斤,所有腕关节均可360度旋转,而末端关节可作无限旋转。UR5自重18公斤,负载高达5公斤,工作半径85cm。UR10可负载10公斤,工作半径130cm。三款机器人均以编程的简易性、以及与人一起工作的协作性和安全可靠性享誉业内。

       据悉,UR机器人还具有直观的用户编程界面,通过点击触摸板上的箭头即可控制机器人移动方向。

3、发那科负载最大协作机器人CR-35iA
       CR-35iA机器人手腕部最大负载达到35kg,运动可达半径1813mm,作为一款协作机器人,完善的安全功能使CR-35iA可以在没有安全围栏隔离的情况下与人在同一个空间工作。卓越的设计也使CR-35iA获得了由国务院副总理马凯亲自颁发的本届工博会的工业设计金奖。

       CR-35iA还可像其他fanuc机器人一样搭载包括iRVision视觉技术在内的各种最新的FANUC智能化功能。

4、瑞士格&库卡AIP机器人拣选技术

       在2015年的盛会CeMAT亚洲国际物流技术与运输系统展览会上,同为机器人行业焦点的两大企业瑞士格和库卡联手开发出AIP机器人拣选技术,将人与机器人协同作业的概念引入未来的自动化智能仓库设计中。

       AIP机器人拣选技术系统操作时可以在不需要护栏的情况下实现机器人与人的协作,不仅如此,它还具有高度的可靠性与安全性。

5、新松多关节机器人

       在2015年工博会上,以机器人及自动化技术为核心,致力于科学化高端智能装备的高技术企业新松,重点发布的了新松柔性多关节机器人是国内首台7自由度协作机器人,这个机器人具备快速配置、牵引示教、视觉引导、碰撞检测等功能,具备高负载及低成本的有力优势,满足用户对于投资回报周期短及机器人产品安全性、灵活性及人机协作性方面的需求。

       新松公司上海机器人创新与应用促进中心副主任田劲松博士表示,新松柔性多关节机器人特别适用于布局紧凑、精准度高的柔性化生产线,满足精密装配、产品包装、打磨、检测、机床上下料等工业操作需要。相较于市场上出现的同类七自由度协作机器人产品,基于自主研发技术,新松七自由度协作机器人在负载或成本上都优于同类产品。其极高的灵活度、精确度和安全性的产品特征,将开拓全新的工业生产方式,引领人机协作新时代。

6、RethinkRobotics智能协作机器人
       RethinkRobotics公司智能协作型机器人Baxter和Sawyer在中国国际工业博览会(CIIF)上正式亮相,这是Sawyer在美国以外的海外市场首发。这一首发将助力其进一步拓展亚太市场。

       作为协作型机器人市场的先驱,RethinkRobotics公司设计的智能机器人性能独特,它可以在多变的制造环境中与人协作,能够在即使没有电脑程序员的情况下,在几分钟内切换任务。

       如今协作机器人的大幕已开启,发挥人和机器人各自的优势,提升生产系统效率是大势所趋。这些工业机器人制造的领导者们,一定会不断推动工业机器人在更广泛领域中的应用,并以面向未来的创新理念、助力中国制造走向成功。

7、IRobot&思科 视频协作机器人
       在2013年举办的InfoComm展会上,IRobot携手思科共同开发的视频协作机器人iRobotAva500亮相。

       iRobot在其Ava移动机器人平台中采用了思科的网真EX60个人视频终端。该款终端过去一直用作桌面解决方案,在全球拥有数千名用户。通过在移动机器人平台上安装EX60的21.5英寸高清屏幕,Ava500显着提升了网真的价值,将“面对面沟通的力量”扩展到固定位置平台之外,让远程用户能够设置系统自如移动到指定位置,以改善沟通,增进协作。

       该款机器人产品将iRobot的自主导航技术与思科网真产品无缝结合在一起,能够直立行走,自行移动到指定位置,让客户无论身处何地,都能够高效参与各种会议,流畅运行演示交流。此外,该款全新机器人还将能够移动到制造工厂、实验室、客户体验中心和供应链中的其他远程设施,为客户提供具备移动性的可视化交流服务。
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      一成不变的自动化和手动劳动之间的严格界限正在逐渐取消。高效的传感器、智能的控制技术和最先进的软件技术集成在机器人上,确保了人和机器人之间无需防护栏可安全合作,也可以不限定地点和任务灵活地应用。

       人机协作机器人是一种新型的机器人,它能够直接和人类一起并肩工作而无需使用安全围栏进行隔离。人机协作机器人有望填补全手动装配生产线与全自动生产线之间的差距。过去人们常说的是机器人代替人类劳动,而现在机器人更多地被认为是辅助工具。一成不变的自动化和手动劳动之间的严格界限正在逐渐取消。

       高效的传感器、智能的控制技术和最先进的软件技术集成在机器人上,确保了人和机器人之间无需防护栏可安全合作,也可以不限定地点和任务灵活地应用。通过这种方案,员工可以根据要求的件数在不同的生产位置和出于不同的目的使用所需数量的机器人。

       因此,这种灵敏的机器人可以作为灵活的生产助手用于生产制造中,并通过承担以前无法自动化且不符合人体工程学的手动工作步骤来减轻员工的负担。例如通过承接头顶上方的工作或搬运重物可以大大减轻员工的负担。可重复的过程可以极高质量地进行,而无需根据类型或工件进行投资。
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1、ABB首款人机协作机器人YuMi
       abb首款人机协作机器人14轴机器人YuMi在2015年9月22日被UL宣告获得UL安全认证,突显其具备人机协作能力的关键安全设计。UL表示,ABB首款强调人机协作的双臂工业机器人YuMi获得UL颁发机器人安全认证,不单位机器人迈向人机互动带来指标性的意义,也点燃产业动能,为机器人产业的持续发展与普及应用注入强心针。

       UL台湾总经理汤家德表示,“人机协作且轴度多的机器人认证过程复杂,以YuMi的双臂14轴为例,就有14种的平移与旋转动作自由度,相互搭配产生更多且具速度性的动作,UL凭藉在安全上的专业经验,针对机器人不同的应用,模拟多种失效场景进行评估,确保机器人能在每一次每一种情境下,不仅能与人流畅互动,也要能够自我侦测,维持安全性与可靠度。”

       ABB台湾工业机器人部门协理蔡景淳表示,“ANSI/UL1740机器人与自动化设备标准,不仅是商业标准,更是美国国家标准协会(ANSI)采认的国家标准,经由具有全球公信力的UL认证,象徵YuMi的安全设计经过严谨而客观的评估与测试,能够引领全球产业真正迈入工业4.0/先进制造。”

2、优傲机器人灵活、安全系列协作机器人

       优傲机器人公司(UniversalRobots)是一家引领协作机器人全新细分市场的先驱企业,该公司关注机器人的用户可操作性和灵活度。在2015年8月26日至28日亮相上海国际汽车制造装配展上,优傲机器人公司旗下全系列协作机器人家族亮相。

       UR机器人的“人机协作”功能让员工可以安全地与机器人近距离一起工作。特有的受力传感使其一旦与人发生碰撞,将自动限制接触时产生的力量大小。例如默认受力传感上限设为150牛顿的力,即:一旦人与机器人接触并产生150牛顿的力,UR机器人就会自动停止工作。但也可以调整为:一旦在作业路径上遇到低至50牛顿的力即自动停止工作。此外,UR机器人具有直观的用户编程界面,通过点击触摸板上的箭头即可控制机器人移动方向。对于工人来说,简单的安装、调试、编程无需专业的技术背景或专业的编程经验即能完成。这些独特优势,使得UR机器人获得全球多家汽车制造商的青睐。

       优傲机器人公司现共有三款协作机器人——UR3、UR5和UR10。于2015年3月最新推出的UR3是现今市场上最灵活轻便、并且可与工人一起肩并肩工作的台式机器人。它自重仅为11公斤,但是有效负载却高达3公斤,所有腕关节均可360度旋转,而末端关节可作无限旋转。UR5自重18公斤,负载高达5公斤,工作半径85cm。UR10可负载10公斤,工作半径130cm。三款机器人均以编程的简易性、以及与人一起工作的协作性和安全可靠性享誉业内。

       据悉,UR机器人还具有直观的用户编程界面,通过点击触摸板上的箭头即可控制机器人移动方向。

3、发那科负载最大协作机器人CR-35iA
       CR-35iA机器人手腕部最大负载达到35kg,运动可达半径1813mm,作为一款协作机器人,完善的安全功能使CR-35iA可以在没有安全围栏隔离的情况下与人在同一个空间工作。卓越的设计也使CR-35iA获得了由国务院副总理马凯亲自颁发的本届工博会的工业设计金奖。

       CR-35iA还可像其他fanuc机器人一样搭载包括iRVision视觉技术在内的各种最新的FANUC智能化功能。

4、瑞士格&库卡AIP机器人拣选技术

       在2015年的盛会CeMAT亚洲国际物流技术与运输系统展览会上,同为机器人行业焦点的两大企业瑞士格和库卡联手开发出AIP机器人拣选技术,将人与机器人协同作业的概念引入未来的自动化智能仓库设计中。

       AIP机器人拣选技术系统操作时可以在不需要护栏的情况下实现机器人与人的协作,不仅如此,它还具有高度的可靠性与安全性。

5、新松多关节机器人

       在2015年工博会上,以机器人及自动化技术为核心,致力于科学化高端智能装备的高技术企业新松,重点发布的了新松柔性多关节机器人是国内首台7自由度协作机器人,这个机器人具备快速配置、牵引示教、视觉引导、碰撞检测等功能,具备高负载及低成本的有力优势,满足用户对于投资回报周期短及机器人产品安全性、灵活性及人机协作性方面的需求。

       新松公司上海机器人创新与应用促进中心副主任田劲松博士表示,新松柔性多关节机器人特别适用于布局紧凑、精准度高的柔性化生产线,满足精密装配、产品包装、打磨、检测、机床上下料等工业操作需要。相较于市场上出现的同类七自由度协作机器人产品,基于自主研发技术,新松七自由度协作机器人在负载或成本上都优于同类产品。其极高的灵活度、精确度和安全性的产品特征,将开拓全新的工业生产方式,引领人机协作新时代。

6、RethinkRobotics智能协作机器人
       RethinkRobotics公司智能协作型机器人Baxter和Sawyer在中国国际工业博览会(CIIF)上正式亮相,这是Sawyer在美国以外的海外市场首发。这一首发将助力其进一步拓展亚太市场。

       作为协作型机器人市场的先驱,RethinkRobotics公司设计的智能机器人性能独特,它可以在多变的制造环境中与人协作,能够在即使没有电脑程序员的情况下,在几分钟内切换任务。

       如今协作机器人的大幕已开启,发挥人和机器人各自的优势,提升生产系统效率是大势所趋。这些工业机器人制造的领导者们,一定会不断推动工业机器人在更广泛领域中的应用,并以面向未来的创新理念、助力中国制造走向成功。

7、IRobot&思科 视频协作机器人
       在2013年举办的InfoComm展会上,IRobot携手思科共同开发的视频协作机器人iRobotAva500亮相。

       iRobot在其Ava移动机器人平台中采用了思科的网真EX60个人视频终端。该款终端过去一直用作桌面解决方案,在全球拥有数千名用户。通过在移动机器人平台上安装EX60的21.5英寸高清屏幕,Ava500显着提升了网真的价值,将“面对面沟通的力量”扩展到固定位置平台之外,让远程用户能够设置系统自如移动到指定位置,以改善沟通,增进协作。

       该款机器人产品将iRobot的自主导航技术与思科网真产品无缝结合在一起,能够直立行走,自行移动到指定位置,让客户无论身处何地,都能够高效参与各种会议,流畅运行演示交流。此外,该款全新机器人还将能够移动到制造工厂、实验室、客户体验中心和供应链中的其他远程设施,为客户提供具备移动性的可视化交流服务。
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智造家提供
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传动刚性对运控系统的影响

电气控制类 妙莲华 2016-09-27 13:22 发表了文章 来自相关话题

机械传动的刚性,其实说的是运动作用力从动力源输出到负载受力响应的速度,这个响应速度越快,就是刚性越好,反之刚性如果较差,就说明动力源与负载之间的力(或力矩)的传递有延时和迟滞的效应,负载不能及时获得运动所需要的动力。




传动链在力传导上的延时和迟滞,通常表现为两种形式,回程间隙和弹性特质。在实际应用中,它们往往是同时并存的,但在分析和调整时,我们往往是分开处置的。




先说回程间隙。




回程间隙指的是,传动系统的驱动侧与被驱动侧的联接有“间隙”,两侧在运动和运行过程中会在这个“间隙”内产生相对位移。




比较典型的回程间隙,就是在齿轮传动时所说的齿隙(或背隙)。












如上图所示(黑色齿轮为驱动侧,灰色齿轮为被驱动侧),如果驱动侧需要向被驱动侧施加向右(CCW)的动力时,需要首先经过回程间隙的相对位移,将黑色齿轮的右侧面与灰色齿轮左侧面贴紧并咬合,这种情况,通常发生在灰色齿轮需要被驱动沿 CCW 方向运转并加速或者沿着 CW 方向运行减速运行时。




回程间隙对运控应用的直接影响就是负载末端的定位精度。原因很简单,因为间隙的存在使驱动侧在很小范围内的调整无法影响和传递到负载末端。




事实上,回程间隙可能带来的对动态响应特性和系统稳定性的影响可能更需要引起我们的注意。




高动态运控系统的最主要特点,就是需要频繁的加减速和方向调整,而我们上面说了,驱动侧与被驱动侧因为回程间隙引起的相对位移,恰恰往往发生在运动方向调整和加减速过程中。而在这个加减速或者换向的相对位移过程中,驱动侧与被驱动侧是没有应力接触的,也就是说此时的动力侧电机是处于空载运行状态;而当相对位移完成,驱动侧“齿”切换“咬合”到另外一侧后,电机立刻又恢复到带载状态。




所以,在高速动态运控系统中,回程间隙意味着驱动与被驱动侧的“齿牙”需要频繁的进行“碰撞”,而动力侧电机则需要反复在带载和空载的工作状态之间切换,对于控制系统来说,就是系统惯量的不断改变。




我们知道系统惯量对于运控系统的重要性,运控系统需要根据系统惯量大小来确定输出,而像上面这样因为回程间隙而带来的系统惯量变化,将直接影响控制输出。如上图所示,当变速刚开始时,电机处于空载状态,但其输出却是按照正常带载输出的,于是电机的反馈速度、位置和加速度偏差加大,这样的反馈让系统开始降低输出;而当驱动侧与被驱动侧齿在另一个侧发生碰撞时,对电机产生了反向冲击力,加上本来输出已经减弱,所以必然出现速度、位置和加速度的迟滞;当齿牙顺利咬合,系统惯量已经稳定,电机继续沿着这个方向加速运行,运控系统将自动将迟滞落后的误差逐渐调整恢复;但如果仍然反复高动态加减速运动,那么系统就需要反复经历上述的系统惯量突变,并对因此造成的反馈误差进行“额外”调整,这种“额外”的调整一方面增加了驱动和电机的输出功耗,另一方面由于是反复突变“调整”,会造成电机运转时的旋转抖动,严重的可能因抖动幅度过大导致电机过热。




如果理解了上面所说的回程间隙带来系统惯量的频繁突变,以及引起的对动态运控系统的扰动,我们就可以接着说说传动系统中的“弹簧效应”了。







弹簧效应,并不是说在驱动侧与被驱动侧间真的通过一个柔软的“弹簧”来连接,而是说,作为运动力传导的机械传动机构有类似弹簧的“柔软的弹性特质”,只要应力足够大,任何传动连接都是“软”的,所以,用来量化机构刚度特质的数据,是产生单位位移的形变所需要使用的应力值,比如我们看到联轴器上会标注其刚度数值为 xxx Nm/deg,就是说让这个联轴器扭转一度需要施加多大的旋转扭矩应力,这个值越大,说明其刚度越高,反之,就越软。







当传动链中出现“弹簧效应”时,电机按照系统惯量输出的扭矩(力)并不能直接作用到负载上,在动态加减速运行时,“弹簧的松紧”会影响作用力(扭矩)的传导,当“弹簧松弛”时,系统惯量减小,输出加速度、速度和位置就会超出给定,“弹簧紧绷”时,系统惯量增大,输出就会低于给定值,而由于是闭环控制,电机须对这样的输出偏差进行调整,而实际上这种偏差并非来自负载本身,而是由于传动机构的“弹性”对电机带来的一种扰动。




这种扰动产生的机理与前面提到的回程间隙有很相似的地方,都是在需要加减速时,由于作用力(力矩)传导的迟滞带来的系统惯量的变化,只是在回程间隙的影响下是惯量的突变,在“弹簧效应”的作用下,惯量程周期性的渐变趋势。




同样的,这种弹簧效应在长期匀速运行的恒定负载系统中,基本不会产生什么扰动,但对于高动态运控应用,由于需要频繁的进行加减速和定位调整,系统需要对惯量波动带来的扰动误差进行“额外”调整,这一方面增加的驱动和电机的输出功耗,同时反复对扰动的高频“调整”,会造成电机运转时的旋转抖动,严重的可能因抖动幅度过大导致电机过热。而在实际调试的时候,为了避免这种抖动,我们不得不降低运控系统的响应增益,让系统也随之变“软”一些,不过此时尽管系统相对稳定,没啥“抖动”了,但其动态特性和精度显然是大打折扣的。




对于运动系统而言,传动链的刚性不仅仅是影响控制精度那么简单。现在的伺服驱动系统,动辄就可以达到上千赫兹的频响,也就是说为了获取高动态运控性能,可以对负载变化做出极快速的响应。然而,当传动刚性欠佳时,运控产品的高频动态性能,却需要去响应由于动力传导迟滞带来的额外负载扰动。而为了减小这种“变负载”对系统稳定性的干扰,我们有时不得不采取牺牲高频动态特性,降低伺服频响的方法,先去“保全”系统的稳定性。这对于本可以帮助提升运控性能的伺服产品来说,无疑是一种使用上的“浪费”。




所以,要做到运控产品的“物尽其用”,发挥其应有的运控性能,就需要先确保系统的刚性。







经过这些年的行业发展,不少运控产品内部都增加了针对传动刚性问题的响应参数,用来减小对某些特定频率特征负载扰动的响应幅度,从而确保系统整体的响应频率不会因为机械刚性不佳而被迫降低,并保持足够的动态响应能力。这部分内容,有机会我们会在以后逐渐涉及到。




个人认为,这些关于传动刚性的产品参数,仅仅是从电气控制方面对机械一些补偿措施,在一定程度上降低了传动刚性问题的不良影响,但并不能从本质上改变运控设备的性能。要从根本上提升运控系统的动态特性,首先必须提高传动的刚性。
 
 
 
 
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机械传动的刚性,其实说的是运动作用力从动力源输出到负载受力响应的速度,这个响应速度越快,就是刚性越好,反之刚性如果较差,就说明动力源与负载之间的力(或力矩)的传递有延时和迟滞的效应,负载不能及时获得运动所需要的动力。




传动链在力传导上的延时和迟滞,通常表现为两种形式,回程间隙和弹性特质。在实际应用中,它们往往是同时并存的,但在分析和调整时,我们往往是分开处置的。




先说回程间隙。




回程间隙指的是,传动系统的驱动侧与被驱动侧的联接有“间隙”,两侧在运动和运行过程中会在这个“间隙”内产生相对位移。




比较典型的回程间隙,就是在齿轮传动时所说的齿隙(或背隙)。


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如上图所示(黑色齿轮为驱动侧,灰色齿轮为被驱动侧),如果驱动侧需要向被驱动侧施加向右(CCW)的动力时,需要首先经过回程间隙的相对位移,将黑色齿轮的右侧面与灰色齿轮左侧面贴紧并咬合,这种情况,通常发生在灰色齿轮需要被驱动沿 CCW 方向运转并加速或者沿着 CW 方向运行减速运行时。




回程间隙对运控应用的直接影响就是负载末端的定位精度。原因很简单,因为间隙的存在使驱动侧在很小范围内的调整无法影响和传递到负载末端。




事实上,回程间隙可能带来的对动态响应特性和系统稳定性的影响可能更需要引起我们的注意。




高动态运控系统的最主要特点,就是需要频繁的加减速和方向调整,而我们上面说了,驱动侧与被驱动侧因为回程间隙引起的相对位移,恰恰往往发生在运动方向调整和加减速过程中。而在这个加减速或者换向的相对位移过程中,驱动侧与被驱动侧是没有应力接触的,也就是说此时的动力侧电机是处于空载运行状态;而当相对位移完成,驱动侧“齿”切换“咬合”到另外一侧后,电机立刻又恢复到带载状态。




所以,在高速动态运控系统中,回程间隙意味着驱动与被驱动侧的“齿牙”需要频繁的进行“碰撞”,而动力侧电机则需要反复在带载和空载的工作状态之间切换,对于控制系统来说,就是系统惯量的不断改变。




我们知道系统惯量对于运控系统的重要性,运控系统需要根据系统惯量大小来确定输出,而像上面这样因为回程间隙而带来的系统惯量变化,将直接影响控制输出。如上图所示,当变速刚开始时,电机处于空载状态,但其输出却是按照正常带载输出的,于是电机的反馈速度、位置和加速度偏差加大,这样的反馈让系统开始降低输出;而当驱动侧与被驱动侧齿在另一个侧发生碰撞时,对电机产生了反向冲击力,加上本来输出已经减弱,所以必然出现速度、位置和加速度的迟滞;当齿牙顺利咬合,系统惯量已经稳定,电机继续沿着这个方向加速运行,运控系统将自动将迟滞落后的误差逐渐调整恢复;但如果仍然反复高动态加减速运动,那么系统就需要反复经历上述的系统惯量突变,并对因此造成的反馈误差进行“额外”调整,这种“额外”的调整一方面增加了驱动和电机的输出功耗,另一方面由于是反复突变“调整”,会造成电机运转时的旋转抖动,严重的可能因抖动幅度过大导致电机过热。




如果理解了上面所说的回程间隙带来系统惯量的频繁突变,以及引起的对动态运控系统的扰动,我们就可以接着说说传动系统中的“弹簧效应”了。







弹簧效应,并不是说在驱动侧与被驱动侧间真的通过一个柔软的“弹簧”来连接,而是说,作为运动力传导的机械传动机构有类似弹簧的“柔软的弹性特质”,只要应力足够大,任何传动连接都是“软”的,所以,用来量化机构刚度特质的数据,是产生单位位移的形变所需要使用的应力值,比如我们看到联轴器上会标注其刚度数值为 xxx Nm/deg,就是说让这个联轴器扭转一度需要施加多大的旋转扭矩应力,这个值越大,说明其刚度越高,反之,就越软。







当传动链中出现“弹簧效应”时,电机按照系统惯量输出的扭矩(力)并不能直接作用到负载上,在动态加减速运行时,“弹簧的松紧”会影响作用力(扭矩)的传导,当“弹簧松弛”时,系统惯量减小,输出加速度、速度和位置就会超出给定,“弹簧紧绷”时,系统惯量增大,输出就会低于给定值,而由于是闭环控制,电机须对这样的输出偏差进行调整,而实际上这种偏差并非来自负载本身,而是由于传动机构的“弹性”对电机带来的一种扰动。




这种扰动产生的机理与前面提到的回程间隙有很相似的地方,都是在需要加减速时,由于作用力(力矩)传导的迟滞带来的系统惯量的变化,只是在回程间隙的影响下是惯量的突变,在“弹簧效应”的作用下,惯量程周期性的渐变趋势。




同样的,这种弹簧效应在长期匀速运行的恒定负载系统中,基本不会产生什么扰动,但对于高动态运控应用,由于需要频繁的进行加减速和定位调整,系统需要对惯量波动带来的扰动误差进行“额外”调整,这一方面增加的驱动和电机的输出功耗,同时反复对扰动的高频“调整”,会造成电机运转时的旋转抖动,严重的可能因抖动幅度过大导致电机过热。而在实际调试的时候,为了避免这种抖动,我们不得不降低运控系统的响应增益,让系统也随之变“软”一些,不过此时尽管系统相对稳定,没啥“抖动”了,但其动态特性和精度显然是大打折扣的。




对于运动系统而言,传动链的刚性不仅仅是影响控制精度那么简单。现在的伺服驱动系统,动辄就可以达到上千赫兹的频响,也就是说为了获取高动态运控性能,可以对负载变化做出极快速的响应。然而,当传动刚性欠佳时,运控产品的高频动态性能,却需要去响应由于动力传导迟滞带来的额外负载扰动。而为了减小这种“变负载”对系统稳定性的干扰,我们有时不得不采取牺牲高频动态特性,降低伺服频响的方法,先去“保全”系统的稳定性。这对于本可以帮助提升运控性能的伺服产品来说,无疑是一种使用上的“浪费”。




所以,要做到运控产品的“物尽其用”,发挥其应有的运控性能,就需要先确保系统的刚性。







经过这些年的行业发展,不少运控产品内部都增加了针对传动刚性问题的响应参数,用来减小对某些特定频率特征负载扰动的响应幅度,从而确保系统整体的响应频率不会因为机械刚性不佳而被迫降低,并保持足够的动态响应能力。这部分内容,有机会我们会在以后逐渐涉及到。




个人认为,这些关于传动刚性的产品参数,仅仅是从电气控制方面对机械一些补偿措施,在一定程度上降低了传动刚性问题的不良影响,但并不能从本质上改变运控设备的性能。要从根本上提升运控系统的动态特性,首先必须提高传动的刚性。
 
 
 
 
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绿色工业热潮下 我国变频器市场如何破冰迎春?

电气控制类 不见不散 2016-07-20 12:44 发表了文章 来自相关话题

      变频器在我国的发展已有长达近30年的历史,经过30年的发展历程,变频器无论是行业规模、应用领域,还是产品自身的功能、集成度和系统化程度都已经相对成熟。随着我国节能减排、绿色工业热潮的掀起,变频器作为出色的节能元器件,也迎来了发展的春天。
      





       变频器相信大家都很熟悉,到底什么是变频器呢?变频器是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成,具体来看就是整流器、平波回路、逆变器这三部分。 我国变频器市场发展最为风光的时代大概是2010年到2011年间,那时,我国低压变频器市场的增长速度超过15%,远远超过同期的GDP增速,分析原因主要在于“四万亿投资”的刺激,市场的应用领域也在不断扩大,用户端需求越来越多样化。 2015年是业内公认的,我国变频器市场的“寒冬”。这一年我国制造业发展举步维艰,变频器行业遇到的压力前所未有。虽然当前我国变频器市场情势已有所回缓,但离破冰再爆发还有一段距离。那么,我国变频器企业该如何破冰? 首先是开发行业专用机。在通用型市场竞争白热化的今天,行业专用机被赋予了更多的意义。实施与客户战略合作的定制化路线,这不仅可以为客户提供量身定制的一体化解决方案,与此同时,也有力拓展了产品的行业跨度。 其次是做好变频器产品的智能升级。随着工业4.0时代的到来,变频器在提升节能功效的同时,还需要其具备网络化、智能化特征。未来只有能够帮助客户节省劳动力成本,提高生产线效益和制造的精度、效率的产品才能更有竞争力。 再次,各变频器企业都应明白系统解决方案是行业能有所突破的重要方向。未来,系统概念将是一个重要方向。市场不再是单一产品的竞争,而是整个系统价值的竞争。可以预见的是,未来拉动变频器市场的很大一部分动力将来自于系统解决方案的打包销售。这就要求企业具备基于产品应用、结合工艺流程和运营细节的方案设计能力。 除了完善企业本身,关注朝阳行业也能为各变频器厂商带来发展机会。2016年,变频器行业将继续面临经济发展的新常态,国家面临的任务是去库存、去产能、去杠杆、降成本、补短板,由产能扩张向技术创新转变。传统的钢铁、水泥等产业要向新的产业转化。但与此同时,也有一些新的行业涌现出来。就变频器应用的行业中,如新能源、核能等能源行业,轨道交通、水、废气处理、污水处理、环保设备以及食品饮料等领域都将是未来有可能异军突起的朝阳行业。 既然,这场变频器行业里的“肉搏厮杀”在所难免,作为变频器厂商,更需要提前布局,抓住这些市场的机遇,避开传统行业的“红海”,开发更多的“蓝海”市场。
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      变频器在我国的发展已有长达近30年的历史,经过30年的发展历程,变频器无论是行业规模、应用领域,还是产品自身的功能、集成度和系统化程度都已经相对成熟。随着我国节能减排、绿色工业热潮的掀起,变频器作为出色的节能元器件,也迎来了发展的春天。
      
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       变频器相信大家都很熟悉,到底什么是变频器呢?变频器是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成,具体来看就是整流器、平波回路、逆变器这三部分。 我国变频器市场发展最为风光的时代大概是2010年到2011年间,那时,我国低压变频器市场的增长速度超过15%,远远超过同期的GDP增速,分析原因主要在于“四万亿投资”的刺激,市场的应用领域也在不断扩大,用户端需求越来越多样化。 2015年是业内公认的,我国变频器市场的“寒冬”。这一年我国制造业发展举步维艰,变频器行业遇到的压力前所未有。虽然当前我国变频器市场情势已有所回缓,但离破冰再爆发还有一段距离。那么,我国变频器企业该如何破冰? 首先是开发行业专用机。在通用型市场竞争白热化的今天,行业专用机被赋予了更多的意义。实施与客户战略合作的定制化路线,这不仅可以为客户提供量身定制的一体化解决方案,与此同时,也有力拓展了产品的行业跨度。 其次是做好变频器产品的智能升级。随着工业4.0时代的到来,变频器在提升节能功效的同时,还需要其具备网络化、智能化特征。未来只有能够帮助客户节省劳动力成本,提高生产线效益和制造的精度、效率的产品才能更有竞争力。 再次,各变频器企业都应明白系统解决方案是行业能有所突破的重要方向。未来,系统概念将是一个重要方向。市场不再是单一产品的竞争,而是整个系统价值的竞争。可以预见的是,未来拉动变频器市场的很大一部分动力将来自于系统解决方案的打包销售。这就要求企业具备基于产品应用、结合工艺流程和运营细节的方案设计能力。 除了完善企业本身,关注朝阳行业也能为各变频器厂商带来发展机会。2016年,变频器行业将继续面临经济发展的新常态,国家面临的任务是去库存、去产能、去杠杆、降成本、补短板,由产能扩张向技术创新转变。传统的钢铁、水泥等产业要向新的产业转化。但与此同时,也有一些新的行业涌现出来。就变频器应用的行业中,如新能源、核能等能源行业,轨道交通、水、废气处理、污水处理、环保设备以及食品饮料等领域都将是未来有可能异军突起的朝阳行业。 既然,这场变频器行业里的“肉搏厮杀”在所难免,作为变频器厂商,更需要提前布局,抓住这些市场的机遇,避开传统行业的“红海”,开发更多的“蓝海”市场。
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工业4.0之前沿运动控制技术介绍

电气控制类 砸金蛋 2016-05-03 22:55 发表了文章 来自相关话题

摘要:随着智能制造2025国家战略的深入推进,及工业机器人及人工智能的推广应用;运动控制成为自动化的热点,成为了实现智能制造的核心技术,下面为大家梳理一下前沿的运动控制技术。
1.市场需求的变化
1.1多品种,小批量的市场需求
运动控制越来越多的被应用到机器设计中,它不仅仅提高了机器的速度、精度,更重要的是它提供了更加灵活的机器设计,对于今天,小批量和多品种的终端消费需求而言,运动控制提供了完美的响应。
欧美主流运动控制厂商,SIEMENS、Bosch Rexroth、B&R、LENZE、Rockwell AB均在运动控制领域投入了重兵,SIEMENS推出T-CPU和Simotion以及Sinamic120驱动技术,同时在中国建立了伺服电机生产工厂来实现本土化的运行。B&R为了拓展其在运动控制市场的方案集成能力在2007-2008年相继推出了ACOPOSmulti应用于多轴系统的方案,以及ACOPOSmicro、ACOPOSinveter,并且在其Automation Studio开发工具包中将PLC Open Motion/Hydraulic集成,同时Robotics(机器人技术)和CNC也被融入到其开发工具包中。Schneider为了进入运动控制市场收购了在包装机械领域大量应用的ELAU、以及以步进电机而知名的百格拉,并且在各个主要OEM市场建立了MAC(机械自动化中心),Rockwell AB为了寻求在该领域的拓展,弥补其在低端市场的价格竞争力而收购了OEMax,Bosch Rexroth也在国内寻求合作,收购了深圳的变频器制造商以获得本土的生产来扩展其运动控制的方案提供能力。






1.2独立驱动技术
在各种机器设计中,印刷机械对于运动控制的响应能力要求是最高的,无轴传动概念由Bosch Rexroth在1994年开始提出并应用,这个技术带来了机器设计的革命性变化,它使得传统的机械主轴磨损、维护高以及不便于变换订单的劣势得到改善,使得机器变得更加方便,在欧洲著名的印刷机械制造商,包括Man Roland、KBA和GOSS的卷筒纸报纸印刷设备上均采用了这一概念的设计,Synax200是一个无轴传动的集成产品,是将Bosch Rexroth的产品与行业应用的集成,在国内,北人印刷机械和无锡宝南机器制造也在其报纸印刷上采用了Synax200系统。之后,B&R 2003年开始与陕西北人印刷机械开始在高端的凹版印刷机械上开发成功国内第一台纸纸凹版印刷机,其设计速度高达300米/分钟,之后,SIEMENS也高调与中山松德建立了合作,在2008年B&R获得了上海鼎龙全伺服瓦楞纸开槽印刷机的成功开发,并且在卫星式柔版印刷机上获得了多达62个伺服轴的应用项目。 
LENZE在郑纺机、盐城宏华的多单元浆纱机系统中的应用占据较高的市场份额,每年有上百台采用LENZE伺服的浆纱机在国内得到应用,而SIEMENS的MasterDrvier驱动技术在盐城纺机、无锡华力等得到了多单元浆纱机的成功应用,在控制纱线的上浆、卷绕的同步控制方面,多单元独立驱动技术的发挥了其稳定可靠的优势,使得浆纱质量得到很好的控制。
轮胎成型机是一个对于变化的需求要求非常高的应用,它在轮胎的加工过程中,需针对不同的轮胎生产要求,对带束层、侧胶、钢丝圈输送等提供较高的变化和定位控制,Bosch Rexroth和Rockwell AB也在青岛高校软控和天津赛象的轮胎成型机上得到大量应用,SIEMENS主要与北京敬业和橡胶研究院进行合作。
B&R与上海二纺机在超长车细纱机的应用上进行了合作,开发了国内乃至世界上领先的1500锭的细纱超长车,它应用了B&R的ACOPOSmulti伺服驱动器,链接了14个伺服轴,而在塑料机械领域也获得了多达19个伺服轴的流延膜张力卷取项目。
粗纱机四电机传动技术是最早在国内由B&R开发成功并大量应用的方案,通过对龙筋、钢领板、锭翼等的独立驱动,使得各轴高度同步,并且能够快速的适应纱线生产的变化需求。
2.技术进步
2.1高速响应能力
伺服响应能力大幅度提高,Bosch Rexroth的IndraDriver提供了250uS的位置环刷新能力,而SIEMENS的MasterDriver也同样可提供400uS的位置环刷新速度,B&R的ACOPOS伺服驱动器提供了400uS的刷新速度,这些使得高速的机器设计得以轻松实现。
Baumuller的B MaXX系列伺服驱动器的电流环采样为62.5uS,速度环和位置环分别为125uS,8kHz的交流变换频率,B&R ACOPOS电流环为50uS,速度环125uS,位置环采样为125uS,最高支持15kHz的交流变化频率。
2.2实时通信与运动控制的融合
通常日系伺服产品多采用脉冲方式来控制,脉冲丢失以及实时性不足使得日系伺服均应用在较为低端的市场,而欧美系伺服多采用总线技术,最大的优势在于它提供了非常大的灵活性。
今天,实时通信技术为运动控制满足高性能系统的要求提供了通信基础,2001年,B&R最早在利乐包装的生产线上运行了具有划时代意义的Ethernet POWERLINK技术,它使得50个伺服轴,和2000个I/O点的数据刷新达到了惊人的2.4mS,并且,它是基于标准Ethernet芯片的设计,无需ASIC,这是最早出现的实时通信技术,它的应用使得多轴之间的运动控制达到了新的高度,Bosch Rexroth的SERCOS通信技术采用光纤通信,高达12Mbps的通信速度融合IndraDriver智能型驱动器,2007年SIEMENS推出了新一代的RTE-ProfiNet它是一个基于以太网技术的实现,最开始,SERCOSI还是一个无法将运动和I/O指令运行在同一通道的,只能采用环网的拓扑,并且实用昂贵的光纤,而现在,SERCOSIII在此基础上更好的融合了标准以太网通信,可以采用RJ45来通信,也将拓扑结构进行了拓展,这些都是技术的进步。
Rockwell AB的Kinetix 6000系列支持SERCOS通信接口,但是,SERCOS通信模块非常的昂贵,而且为了实现较为复杂的电子凸轮设计需要配备高性能的ControlLogix CPU整体性价比并非很理想。
BR提供的Ethernet POWERLINK技术目前是最广为应用的实时通信技术,这主要是因为BR在OEM市场获得的巨大的客户基础而决定的,未来的市场可能主要是依赖于ProfiNet IRT,ModBus TCP/IP,因为这些有大型厂商支持的总线技术可能会依赖于其自身强大的市场资源推广到较大的份额,而POWERLINK将尾随其后,而SERCOS由于其狭窄的应用范围而可能会最终占据较小的份额。
2.3共直流母线伺服驱动技术
共直流母线技术的原理是基于通用逆变装置均采用交-直-交变频方式,当电机处于制动状态时,其制动能量反馈到直流侧,为更好的处理反馈制动能量,把各逆变单元的直流侧连接起来的一种方法。共直流母线技术的优势在于 







   a. 共用直流母线可以大大减少整理单元和制动单元的重复配置,结构简单合 
     理经济可靠。
   b. 共用直流母线的中间直流电压恒定,电容并联储能容量大。 
   c. 各电动机工作在不同状态下,能量回馈互补,优化了系统的动态特性。
共直流母线技术的驱动器也由各个主要的厂商开始推出,SIEMENS推出了其新一代的驱动器Sinamic120和SIMOTION,而其T-CPU融合了运动控制技术,Bosch Rexroth的智能型驱动器IndraDriver也实现了采用了共直流母线技术,BR的ACOPOSmulti,Rockwell AB的Kinetex 6000系列。
BR ACOPOSmulti伺服驱动器
共直流母线技术的伺服驱动器通常可以带有双轴驱动模块,例如:Bosch Rexroth的IndraDriver和BR的ACOPOSmulti伺服驱动器,它们均有针对双轴的应用模块,这样,通过共享直流母线单元而不是将直流单元集成到独立的驱动器中,在多轴应用时它提供了一个非常大的成本节约方案,例如,BR的ACOPOSmulti伺服驱动器在10个伺服轴以上的应用成本节约可达30%。
Rockwell AB提供了Kinetix 6000系列伺服驱动器,基于共直流母线设计.
2.4一体化的软件平台
软件平台的集成化成为了未来的发展趋势,BR一直秉承着All In One的开发平台设计理念,其Automation Studio融合了HMI、Motion、Control、Communication多种设计于一体,而Rockwell AB的RsLogix也将不同的产品设计融为一体,这些使得其产品设计变得更加简单,而提供了客户开发低学习成本,这个更重要的是一种站在整体的概念看机器的设计理念而非简单的集成软件为一体那么简单。
2.5CAM应用
对于卷筒纸裁切、瓦楞纸横切、全息定位烫、包装的热封、细纱纱线成型、模切机器前沿送纸机构等等,众多的机器设计中,CAM的应用非常广泛,包括SIEMENS、BR、Rockwell AB、Bosch Rexroth、Baomuller、LENZE等一众厂商均在其伺服驱动器中内置了CAM功能,且其CAM曲线的设计能力能够达到非常高的实现能力,例如BR提供了6阶64个多项式的描绘能力,而同样SIEMENS的CAM集成到其工艺包中可以被应用到具体项目中,提供6阶函数描绘能力,Bosch Rexroth的CAM也能够实现较高的运行能力,在电子凸轮送纸机构、卷筒纸裁切领域也有大量的应用。
3.未来发展
3.1模块化设计
为了提高系统的灵活性,能够实现任意的方式的组合不同应用方案,各厂商提供了多种构想的模块化设计,例如BR的ACOPOSmulti伺服驱动器,将伺服逆变单元像PLC一样安装于底板,并且有多种灵活的编码器模块根据应用进行配置,而ACOPOS甚至可以直接接入带有Profibus接口的CPU到驱动器上,并且也可以接入I/O,例如在印刷机的直接驱动中,模拟量的色标信号可以直接被接入到驱动器上,这种设计直接提高了运动控制与逻辑控制之间的响应匹配能力。而LENZE 9400系列伺服驱动器则提供了PLC和驱动器的连接,安全模块、通信模块、数频、I/O等多种选择,Baumuller也提供了在其B Max上的DriverPLC接入,CT的伺服驱动器可以直接插入I/O,CPU等,Rockwell AB的Kinetix 6000系列也是一种基于模块化设计的多轴驱动方案,大大的节省了电柜空间,其滑扣安装方式也使得接线更加简便。






3.2安全技术
机器的人性化设计必须考虑到人的安全,另外也包含了机器本身的安全,safety技术正在成为欧洲众多厂商应用的必须,而国内,尽管运动控制的安全尚未多的应用,但是,越来越多的客户开始关注安全问题,
在BR中,将ACOPOS safety集成到伺服中,而L-force 9400高端伺服驱动器也将安全应用模块集成到了其中,SM0,SM100等多种安全模块可以选择适应于不同的安全应用要求。 查看全部
摘要:随着智能制造2025国家战略的深入推进,及工业机器人及人工智能的推广应用;运动控制成为自动化的热点,成为了实现智能制造的核心技术,下面为大家梳理一下前沿的运动控制技术。
1.市场需求的变化
1.1多品种,小批量的市场需求
运动控制越来越多的被应用到机器设计中,它不仅仅提高了机器的速度、精度,更重要的是它提供了更加灵活的机器设计,对于今天,小批量和多品种的终端消费需求而言,运动控制提供了完美的响应。
欧美主流运动控制厂商,SIEMENS、Bosch Rexroth、B&R、LENZE、Rockwell AB均在运动控制领域投入了重兵,SIEMENS推出T-CPU和Simotion以及Sinamic120驱动技术,同时在中国建立了伺服电机生产工厂来实现本土化的运行。B&R为了拓展其在运动控制市场的方案集成能力在2007-2008年相继推出了ACOPOSmulti应用于多轴系统的方案,以及ACOPOSmicro、ACOPOSinveter,并且在其Automation Studio开发工具包中将PLC Open Motion/Hydraulic集成,同时Robotics(机器人技术)和CNC也被融入到其开发工具包中。Schneider为了进入运动控制市场收购了在包装机械领域大量应用的ELAU、以及以步进电机而知名的百格拉,并且在各个主要OEM市场建立了MAC(机械自动化中心),Rockwell AB为了寻求在该领域的拓展,弥补其在低端市场的价格竞争力而收购了OEMax,Bosch Rexroth也在国内寻求合作,收购了深圳的变频器制造商以获得本土的生产来扩展其运动控制的方案提供能力。

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1.2独立驱动技术
在各种机器设计中,印刷机械对于运动控制的响应能力要求是最高的,无轴传动概念由Bosch Rexroth在1994年开始提出并应用,这个技术带来了机器设计的革命性变化,它使得传统的机械主轴磨损、维护高以及不便于变换订单的劣势得到改善,使得机器变得更加方便,在欧洲著名的印刷机械制造商,包括Man Roland、KBA和GOSS的卷筒纸报纸印刷设备上均采用了这一概念的设计,Synax200是一个无轴传动的集成产品,是将Bosch Rexroth的产品与行业应用的集成,在国内,北人印刷机械和无锡宝南机器制造也在其报纸印刷上采用了Synax200系统。之后,B&R 2003年开始与陕西北人印刷机械开始在高端的凹版印刷机械上开发成功国内第一台纸纸凹版印刷机,其设计速度高达300米/分钟,之后,SIEMENS也高调与中山松德建立了合作,在2008年B&R获得了上海鼎龙全伺服瓦楞纸开槽印刷机的成功开发,并且在卫星式柔版印刷机上获得了多达62个伺服轴的应用项目。 
LENZE在郑纺机、盐城宏华的多单元浆纱机系统中的应用占据较高的市场份额,每年有上百台采用LENZE伺服的浆纱机在国内得到应用,而SIEMENS的MasterDrvier驱动技术在盐城纺机、无锡华力等得到了多单元浆纱机的成功应用,在控制纱线的上浆、卷绕的同步控制方面,多单元独立驱动技术的发挥了其稳定可靠的优势,使得浆纱质量得到很好的控制。
轮胎成型机是一个对于变化的需求要求非常高的应用,它在轮胎的加工过程中,需针对不同的轮胎生产要求,对带束层、侧胶、钢丝圈输送等提供较高的变化和定位控制,Bosch Rexroth和Rockwell AB也在青岛高校软控和天津赛象的轮胎成型机上得到大量应用,SIEMENS主要与北京敬业和橡胶研究院进行合作。
B&R与上海二纺机在超长车细纱机的应用上进行了合作,开发了国内乃至世界上领先的1500锭的细纱超长车,它应用了B&R的ACOPOSmulti伺服驱动器,链接了14个伺服轴,而在塑料机械领域也获得了多达19个伺服轴的流延膜张力卷取项目。
粗纱机四电机传动技术是最早在国内由B&R开发成功并大量应用的方案,通过对龙筋、钢领板、锭翼等的独立驱动,使得各轴高度同步,并且能够快速的适应纱线生产的变化需求。
2.技术进步
2.1高速响应能力
伺服响应能力大幅度提高,Bosch Rexroth的IndraDriver提供了250uS的位置环刷新能力,而SIEMENS的MasterDriver也同样可提供400uS的位置环刷新速度,B&R的ACOPOS伺服驱动器提供了400uS的刷新速度,这些使得高速的机器设计得以轻松实现。
Baumuller的B MaXX系列伺服驱动器的电流环采样为62.5uS,速度环和位置环分别为125uS,8kHz的交流变换频率,B&R ACOPOS电流环为50uS,速度环125uS,位置环采样为125uS,最高支持15kHz的交流变化频率。
2.2实时通信与运动控制的融合
通常日系伺服产品多采用脉冲方式来控制,脉冲丢失以及实时性不足使得日系伺服均应用在较为低端的市场,而欧美系伺服多采用总线技术,最大的优势在于它提供了非常大的灵活性。
今天,实时通信技术为运动控制满足高性能系统的要求提供了通信基础,2001年,B&R最早在利乐包装的生产线上运行了具有划时代意义的Ethernet POWERLINK技术,它使得50个伺服轴,和2000个I/O点的数据刷新达到了惊人的2.4mS,并且,它是基于标准Ethernet芯片的设计,无需ASIC,这是最早出现的实时通信技术,它的应用使得多轴之间的运动控制达到了新的高度,Bosch Rexroth的SERCOS通信技术采用光纤通信,高达12Mbps的通信速度融合IndraDriver智能型驱动器,2007年SIEMENS推出了新一代的RTE-ProfiNet它是一个基于以太网技术的实现,最开始,SERCOSI还是一个无法将运动和I/O指令运行在同一通道的,只能采用环网的拓扑,并且实用昂贵的光纤,而现在,SERCOSIII在此基础上更好的融合了标准以太网通信,可以采用RJ45来通信,也将拓扑结构进行了拓展,这些都是技术的进步。
Rockwell AB的Kinetix 6000系列支持SERCOS通信接口,但是,SERCOS通信模块非常的昂贵,而且为了实现较为复杂的电子凸轮设计需要配备高性能的ControlLogix CPU整体性价比并非很理想。
BR提供的Ethernet POWERLINK技术目前是最广为应用的实时通信技术,这主要是因为BR在OEM市场获得的巨大的客户基础而决定的,未来的市场可能主要是依赖于ProfiNet IRT,ModBus TCP/IP,因为这些有大型厂商支持的总线技术可能会依赖于其自身强大的市场资源推广到较大的份额,而POWERLINK将尾随其后,而SERCOS由于其狭窄的应用范围而可能会最终占据较小的份额。
2.3共直流母线伺服驱动技术
共直流母线技术的原理是基于通用逆变装置均采用交-直-交变频方式,当电机处于制动状态时,其制动能量反馈到直流侧,为更好的处理反馈制动能量,把各逆变单元的直流侧连接起来的一种方法。共直流母线技术的优势在于 

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   a. 共用直流母线可以大大减少整理单元和制动单元的重复配置,结构简单合 
     理经济可靠。
   b. 共用直流母线的中间直流电压恒定,电容并联储能容量大。 
   c. 各电动机工作在不同状态下,能量回馈互补,优化了系统的动态特性。
共直流母线技术的驱动器也由各个主要的厂商开始推出,SIEMENS推出了其新一代的驱动器Sinamic120和SIMOTION,而其T-CPU融合了运动控制技术,Bosch Rexroth的智能型驱动器IndraDriver也实现了采用了共直流母线技术,BR的ACOPOSmulti,Rockwell AB的Kinetex 6000系列。
BR ACOPOSmulti伺服驱动器
共直流母线技术的伺服驱动器通常可以带有双轴驱动模块,例如:Bosch Rexroth的IndraDriver和BR的ACOPOSmulti伺服驱动器,它们均有针对双轴的应用模块,这样,通过共享直流母线单元而不是将直流单元集成到独立的驱动器中,在多轴应用时它提供了一个非常大的成本节约方案,例如,BR的ACOPOSmulti伺服驱动器在10个伺服轴以上的应用成本节约可达30%。
Rockwell AB提供了Kinetix 6000系列伺服驱动器,基于共直流母线设计.
2.4一体化的软件平台
软件平台的集成化成为了未来的发展趋势,BR一直秉承着All In One的开发平台设计理念,其Automation Studio融合了HMI、Motion、Control、Communication多种设计于一体,而Rockwell AB的RsLogix也将不同的产品设计融为一体,这些使得其产品设计变得更加简单,而提供了客户开发低学习成本,这个更重要的是一种站在整体的概念看机器的设计理念而非简单的集成软件为一体那么简单。
2.5CAM应用
对于卷筒纸裁切、瓦楞纸横切、全息定位烫、包装的热封、细纱纱线成型、模切机器前沿送纸机构等等,众多的机器设计中,CAM的应用非常广泛,包括SIEMENS、BR、Rockwell AB、Bosch Rexroth、Baomuller、LENZE等一众厂商均在其伺服驱动器中内置了CAM功能,且其CAM曲线的设计能力能够达到非常高的实现能力,例如BR提供了6阶64个多项式的描绘能力,而同样SIEMENS的CAM集成到其工艺包中可以被应用到具体项目中,提供6阶函数描绘能力,Bosch Rexroth的CAM也能够实现较高的运行能力,在电子凸轮送纸机构、卷筒纸裁切领域也有大量的应用。
3.未来发展
3.1模块化设计
为了提高系统的灵活性,能够实现任意的方式的组合不同应用方案,各厂商提供了多种构想的模块化设计,例如BR的ACOPOSmulti伺服驱动器,将伺服逆变单元像PLC一样安装于底板,并且有多种灵活的编码器模块根据应用进行配置,而ACOPOS甚至可以直接接入带有Profibus接口的CPU到驱动器上,并且也可以接入I/O,例如在印刷机的直接驱动中,模拟量的色标信号可以直接被接入到驱动器上,这种设计直接提高了运动控制与逻辑控制之间的响应匹配能力。而LENZE 9400系列伺服驱动器则提供了PLC和驱动器的连接,安全模块、通信模块、数频、I/O等多种选择,Baumuller也提供了在其B Max上的DriverPLC接入,CT的伺服驱动器可以直接插入I/O,CPU等,Rockwell AB的Kinetix 6000系列也是一种基于模块化设计的多轴驱动方案,大大的节省了电柜空间,其滑扣安装方式也使得接线更加简便。

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3.2安全技术
机器的人性化设计必须考虑到人的安全,另外也包含了机器本身的安全,safety技术正在成为欧洲众多厂商应用的必须,而国内,尽管运动控制的安全尚未多的应用,但是,越来越多的客户开始关注安全问题,
在BR中,将ACOPOS safety集成到伺服中,而L-force 9400高端伺服驱动器也将安全应用模块集成到了其中,SM0,SM100等多种安全模块可以选择适应于不同的安全应用要求。