極限競爭下的機器-快速響應(yīng)的運動控制
發(fā)布時間：2025-05-27 作者：www.xstr.xyz
過去的20年，貝加萊所經(jīng)歷的客戶行業(yè)，其機械速度都在不斷的提升，也陪伴著中國制造業(yè)的強勢崛起。表1顯示了作為參與者所見到的這種變化，雖然速度僅僅是一個衡量機器性能的維度-但是，速度就會帶來眾多的控制難題需要解決。
制造裝備各個領(lǐng)域的性能提升
對于高速機器而言，“失之毫厘差之千里”，在高速高精度的制造業(yè)里，電氣傳動控制的水平?jīng)Q定了機器所能達到的水平。貝加萊的運動控制，ACOPOS家族一直在這個過程中扮演著默默卻舉足輕重的角色。
50μS響應(yīng)能力
ACOPOS P3伺服驅(qū)動系統(tǒng)
早在2014年，貝加萊推出ACOPOS P3系列的伺服驅(qū)動器，就以50μS的位置環(huán)響應(yīng)在伺服驅(qū)動業(yè)界達到了一個新高。
機器的速度和精度，總是矛盾的，因此，為了解決這個矛盾就需要不斷的降低它的采樣和控制周期的時間，此所謂“天下武功，唯快不破”。而伺服驅(qū)動系統(tǒng)的更快響應(yīng)，就能為更高精度的加工提供響應(yīng)能力。
ACOPOS內(nèi)置的SPT-智能路徑技術(shù)，能夠為驅(qū)動系統(tǒng)提供本地的任務(wù)編排，運行在驅(qū)動器內(nèi)，確保了驅(qū)動器無需主站協(xié)調(diào)的高速響應(yīng)能力。
ACOPOS內(nèi)的SPT控制技術(shù)
SPT也是可以被以拖拽的方式編排的，這對于用戶而言，復雜的運動控制也會變得更為簡單的視線。
ACOPOS系列的分布式智能架構(gòu)
與市場上很多采取集中式控制架構(gòu)的運動控制不同，ACOPOS系列伺服驅(qū)動具有強大的本地智能。對于ACOPOS系列而言，像電子齒輪、電子凸輪（CAM）同步、運動控制的PID、鼓序列發(fā)生器等功能，它均可以在驅(qū)動器內(nèi)部編程并運行。而非依賴于主站的協(xié)同，主站在這里更多扮演的是“整機任務(wù)編排”，將作業(yè)參數(shù)下發(fā)給驅(qū)動系統(tǒng)，并監(jiān)控運行過程。
舉例-電子凸輪同步裁切
如圖所示，很多廠商實現(xiàn)這個任務(wù)，通常需要進行速度同步的外接編碼器被接入到PLC的I/O模塊中，被PLC的處理器掃描。而貝加萊的ACOPOS P3的則有可外接編碼器的預(yù)留口，這使得外接編碼器可以直接被接入到ACOPOS P3驅(qū)動器，由驅(qū)動器直接對其進行內(nèi)部的同步運算。
ACOPOS P3的外接編碼器同步
這種架構(gòu)會帶來更快的響應(yīng)速度，因為它省略了去主站的協(xié)調(diào)所需的通信時間。包括外接編碼器、色標傳感器(驅(qū)動器Trigger直接接入）。
應(yīng)用場景：
- 紙張印刷裁單張
- 圓盤貼標機瓶子的定位
- 立式/水平包裝熱封動作
- 切紙機
- …
交叉通信帶來的同步性協(xié)作
交叉通信帶來的同步性協(xié)作在高速機電控制中，運動控制的三環(huán)控制、通信循環(huán)、控制任務(wù)的循環(huán)，要保持較為合理的匹配，才是最優(yōu)系統(tǒng)。而ACOPOS系列所支持的POWERLINK則是一個采用廣播幀的網(wǎng)絡(luò)，它意味著可以實現(xiàn)“交叉通信”，即在多達數(shù)十個乃至數(shù)以百計的軸要實現(xiàn)定位與同步控制。
哪些場景需要這種同步能力？
●在高端的凹版印刷機的電子軸同步領(lǐng)域
● 流延膜雙向拉伸線
●碳纖維多軸向經(jīng)編機系統(tǒng)
●鋰電池/電容器的濕法隔膜線
● 高速卷繞頭
多軸運動控制系統(tǒng)
交叉通信并不需要花費時間將每個軸的信息發(fā)送至主站，而是通過廣播讓每個其他軸聽到，幀中包含了目標地址。這種無需主站即可實現(xiàn)同步，大幅提高了機器的響應(yīng)效率。
而貝加萊ACOPOS驅(qū)動系統(tǒng)，并非是一個簡單的伺服執(zhí)行機構(gòu)，它的超高速閉環(huán)控制，以及分布式控制，集中管理的機器架構(gòu)，讓機器既能實現(xiàn)高性能的同時，又給了主站更為自由的空間，設(shè)計更為智能的工藝任務(wù)、HMI交互的易用性、與其它單元的協(xié)作。