過去幾年的運(yùn)動控制的發(fā)展，是整個工業(yè)自動化領(lǐng)域發(fā)展最快的一個板塊，沒有之一。這個和整個制造業(yè)自動化水平的不斷提高是密切相關(guān)的，越來越多的制造企業(yè)意識到了將人從繁重的體力勞動中解放出來的重要性，感受到了設(shè)備自動化所帶來的經(jīng)濟(jì)效益。我們說，這個趨勢將繼續(xù)下去。

設(shè)備自動化水平繼續(xù)提高意味著什么，當(dāng)然是設(shè)備中越來越多的精細(xì)動作。越來越多的繁重的、危險的人的動作會被機(jī)器的動作解放出來；生產(chǎn)工藝質(zhì)量的要求，使的設(shè)備中不斷增加更多精細(xì)的動作。在過去時間年里面，運(yùn)動控制技術(shù)已經(jīng)基本上解決了工業(yè)制造精度、速度和動態(tài)性能的問題；而在未來幾年里面，運(yùn)動控制將要（或者正在）迎來的挑戰(zhàn)是－如何在設(shè)備（生產(chǎn)線）上完成越來越多的精細(xì)設(shè)備動作。

看點(diǎn)一：更小的體積

看下最近各家發(fā)布的新產(chǎn)品就不難發(fā)現(xiàn)，各家都把小體積尺寸作為一大重點(diǎn)。這個不難理解，更小的體積，意味著可以在單位空間內(nèi)放置更多運(yùn)動控制部件，這是提升設(shè)備自動化，完成更多精細(xì)動作的基礎(chǔ)。

但各家其實并不僅僅是在單臺設(shè)備的體積的優(yōu)化，為了使多軸系統(tǒng)的硬件空間進(jìn)一步優(yōu)化，其他技術(shù)也不斷被應(yīng)用，如：雙軸（三軸）驅(qū)動模塊技術(shù)、驅(qū)動器書本式零間距安裝、共直流母線技術(shù)等等。

看點(diǎn)二：更少的接線

這一點(diǎn)在之前的文章中有提過（可以在公眾賬號中搜索“線纜”），主要是三點(diǎn)：

1 提升設(shè)備工程實施效率；

2 提升設(shè)備的EMC穩(wěn)定性；

3 減少設(shè)備體積。

所以，大家就知道為什么運(yùn)動控制總線技術(shù)為什么這么重要了，當(dāng)設(shè)備動作越來越多時，繼續(xù)用脈沖和模擬量控制得是多么蛋疼的一件事情呢。于是各家都開始大力發(fā)展各自的運(yùn)控網(wǎng)絡(luò)和集成運(yùn)動控制系統(tǒng)。

看點(diǎn)三：更少的部件

換個高大上的詞，就是更加“集成”，用更少的部件實現(xiàn)更多的功能。借此在有限的空間內(nèi)提升設(shè)備自動化程度。前面提到的共直流母線技術(shù)除了讓多個驅(qū)動器安裝空間減少，同時也幫助系統(tǒng)供電減少大量空開、斷路器和濾波器的使用數(shù)量。

將直流母線技術(shù)和總線技術(shù)進(jìn)一步整合，這幾年出現(xiàn)了“集成驅(qū)動電機(jī)”的產(chǎn)品，極大減少盤柜空間和數(shù)量。

更少的部件不僅僅體現(xiàn)在電氣控制元器件方面，更體現(xiàn)在運(yùn)動傳動機(jī)械部件上。例如，雖然從局部看，減速機(jī)的購買成本要高于同步帶傳動，但如果使用高效率的減速機(jī)，傳動效率可以提升30%以上，于是驅(qū)動這個負(fù)載的電機(jī)、驅(qū)動器、電源、電纜等一系列的部件的功率、能耗、體積都將減小，這個成本降低將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于使用減速機(jī)的成本。更重要的是，因此，將有機(jī)會在更小的空間內(nèi)布置更多控制和驅(qū)動組件，從而實現(xiàn)更加自動化的先進(jìn)功能。注意，工業(yè)4.0，可不僅僅是那些自動化產(chǎn)品的事，沒了優(yōu)秀的機(jī)械組件，將直接回到原始社會。

看點(diǎn)四：更強(qiáng)的控制

記得在06年的時候看過一份報告，全球機(jī)器設(shè)備中的單臺運(yùn)動軸數(shù)平均為4-6軸，而且那時大部分設(shè)備動作是獨(dú)立的，基本沒有什么同步。那會提到運(yùn)動控制，就是數(shù)控、半導(dǎo)體、機(jī)器人啥的。而去年看這個數(shù)字的時候，已經(jīng)是12-16了，我們動輒就會看到幾十個甚至上百個軸的設(shè)備；而且越來越多的軸需要聯(lián)動、同步。

隨著設(shè)備同步軸數(shù)的增加，除了控制器需要更強(qiáng)大，能夠以更快的速度處理更多的動作算法，運(yùn)動控制網(wǎng)絡(luò)也必須能夠hold住。前者是大腦，后者是神經(jīng)。同樣是毫秒級的時鐘同步控制，3個軸、30個軸、到上百個軸，對于控制器的運(yùn)算速度和網(wǎng)絡(luò)時鐘的頻率和精度要求是完全不在一個量級上的。所以我們會看到各家控制系統(tǒng)都在拼運(yùn)控的軸數(shù)，有興趣的話可以去比較一下近兩年幾款主流的工業(yè)運(yùn)動控制系統(tǒng)，如NJ/MELSERVO/Controllgix/CX系列/X20...

看點(diǎn)五：更易用

從工程實施和維護(hù)的角度看，設(shè)備運(yùn)動控制功能的增加，必然帶來以線性或者幾何倍數(shù)攀升的工程和維護(hù)的時間、成本，這是我們不希望看到的。

易用性主要體現(xiàn)在兩個方面

一個是系統(tǒng)配置、編程。我們現(xiàn)在看到很多運(yùn)動控制都采用面對對象的編程平臺了，比如：控制單位從原來的脈沖量到直接使用工程當(dāng)量、更加直觀的運(yùn)動控制指令等等。而且，以后可能會有各種面對具體應(yīng)用的功能應(yīng)用組件，方便運(yùn)控的實施。

另一個易用性體現(xiàn)在調(diào)試中。在運(yùn)動控制的調(diào)試中，主要體現(xiàn)在tuning上面，任何精細(xì)的控制都需要tuning，玩跑車需要tuning，玩音響需要tuning，拍照片需要tuning，同樣，精準(zhǔn)的運(yùn)動控制也需要。如何能夠幫助用戶在更短的時間內(nèi)完成大量動作的tuning，從而幫助用戶縮短設(shè)備投入運(yùn)行時間，也已經(jīng)成為各大運(yùn)控廠商pk的重點(diǎn)。

看點(diǎn)六：大數(shù)據(jù)和云計算

最后，我們不得不談?wù)効沙掷m(xù)發(fā)展。因為并不是把那么多軸加到設(shè)備里就完事了，我們必須考慮他的不斷迭代和進(jìn)化。而隨著運(yùn)動功能的增加，設(shè)備的數(shù)據(jù)將以幾何倍數(shù)增加，設(shè)備各個動作的運(yùn)行曲線、以及他們之間的相關(guān)性、步序的合理性、生產(chǎn)運(yùn)行流程以及他們和設(shè)備運(yùn)維、企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益等等數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，這些都使運(yùn)動控制部件將不再是單獨(dú)孤立的產(chǎn)品和系統(tǒng)，而是必然會融合到萬物互聯(lián)的智能網(wǎng)絡(luò)中去，成為智能設(shè)備終端組件的一員。