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极限竞争下的机器-快速响应的运动控制

作者:作者:www.cechina.cn 发布时间:2025-05-27

摘要: 对于高速机器而言,“失之毫厘差之千里”,在高速高精度的制造业里,电气传动控制的水平决定了机器所能达到的水平。贝加莱的运动控制,ACOPOS家族一直在这个过程中扮演着默默却举足轻重的角色。

  过去的20年,贝加莱所经历的客户行业,其机械速度都在不断的提升,也陪伴着中国制造业的强势崛起。表1显示了作为参与者所见到的这种变化,虽然速度仅仅是一个衡量机器性能的维度-但是,速度就会带来众多的控制难题需要解决。

 制造装备各个领域的性能提升
  对于高速机器而言,“失之毫厘差之千里”,在高速高精度的制造业里,电气传动控制的水平决定了机器所能达到的水平。贝加莱的运动控制,ACOPOS家族一直在这个过程中扮演着默默却举足轻重的角色。
  50μS响应能力

 ACOPOS P3伺服驱动系统
  早在2014年,贝加莱推出ACOPOS P3系列的伺服驱动器,就以50μS的位置环响应在伺服驱动业界达到了一个新高。
  机器的速度和精度,总是矛盾的,因此,为了解决这个矛盾就需要不断的降低它的采样和控制周期的时间,此所谓“天下武功,唯快不破”。而伺服驱动系统的更快响应,就能为更高精度的加工提供响应能力。
  ACOPOS内置的SPT-智能路径技术,能够为驱动系统提供本地的任务编排,运行在驱动器内,确保了驱动器无需主站协调的高速响应能力。

ACOPOS内的SPT控制技术
  SPT也是可以被以拖拽的方式编排的,这对于用户而言,复杂的运动控制也会变得更为简单的视线。
  ACOPOS系列的分布式智能架构
  与市场上很多采取集中式控制架构的运动控制不同,ACOPOS系列伺服驱动具有强大的本地智能。对于ACOPOS系列而言,像电子齿轮、电子凸轮(CAM)同步、运动控制的PID、鼓序列发生器等功能,它均可以在驱动器内部编程并运行。而非依赖于主站的协同,主站在这里更多扮演的是“整机任务编排”,将作业参数下发给驱动系统,并监控运行过程。
  举例-电子凸轮同步裁切
  如图所示,很多厂商实现这个任务,通常需要进行速度同步的外接编码器被接入到PLC的I/O模块中,被PLC的处理器扫描。而贝加莱的ACOPOS P3的则有可外接编码器的预留口,这使得外接编码器可以直接被接入到ACOPOS P3驱动器,由驱动器直接对其进行内部的同步运算。

ACOPOS P3的外接编码器同步
  这种架构会带来更快的响应速度,因为它省略了去主站的协调所需的通信时间。包括外接编码器、色标传感器(驱动器Trigger直接接入)。
  应用场景:
  - 纸张印刷裁单张
  - 圆盘贴标机瓶子的定位
  - 立式/水平包装热封动作
  - 切纸机
  -  …
  交叉通信带来的同步性协作
  交叉通信带来的同步性协作在高速机电控制中,运动控制的三环控制、通信循环、控制任务的循环,要保持较为合理的匹配,才是最优系统。而ACOPOS系列所支持的POWERLINK则是一个采用广播帧的网络,它意味着可以实现“交叉通信”,即在多达数十个乃至数以百计的轴要实现定位与同步控制。
  哪些场景需要这种同步能力?
  ●在高端的凹版印刷机的电子轴同步领域
  ● 流延膜双向拉伸线
  ●碳纤维多轴向经编机系统
  ●锂电池/电容器的湿法隔膜线
  ● 高速卷绕头

多轴运动控制系统
  交叉通信并不需要花费时间将每个轴的信息发送至主站,而是通过广播让每个其他轴听到,帧中包含了目标地址。这种无需主站即可实现同步,大幅提高了机器的响应效率。
  而贝加莱ACOPOS驱动系统,并非是一个简单的伺服执行机构,它的超高速闭环控制,以及分布式控制,集中管理的机器架构,让机器既能实现高性能的同时,又给了主站更为自由的空间,设计更为智能的工艺任务、HMI交互的易用性、与其它单元的协作。

社区公告

贝加莱是一个总部位于奥地利并拥有遍布全球分支机构的创新驱动型自动化企业,2017年7月,贝加莱成为ABB集团的一个业务单元。作为全球工业自动化领域的领导者,贝加莱融合了前沿技术与先进的工程能力,为各个产业客户提供机器与工厂自动化、运动控制、HMI以及集成安全技术的完整解决方案。贝加莱保持持续的创新精神,为客户提供更为简化以及超出预期的工业自动化领域前沿技术与方案。

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贝加莱工业自动化(中国)有限公司
联系人:王琳
地址:上海市田林路487号宝石园21号楼
邮编:200233
电话:021-54644800
传真:
公司网址:http://www.br-automation.com/zh

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