組裝、半導(dǎo)體制造、機(jī)械工程、激光材料加工、檢驗(yàn)系統(tǒng)等工業(yè)自動(dòng)化中或增材制造中的定位和運(yùn)動(dòng)任務(wù)需要堅(jiān)實(shí)可靠的解決方案。亞微米級(jí)精度、精確的位置重復(fù)性、高動(dòng)態(tài)和高產(chǎn)出都必不可少,這對(duì)于工業(yè)4.0尤其如此,因?yàn)榘踩秃?jiǎn)單組網(wǎng)選項(xiàng)都發(fā)揮著重要作用。
只有在定位系統(tǒng)的機(jī)械部件、驅(qū)動(dòng)技術(shù)和控制電控能夠互相之間完美匹配時(shí),那些要求才能被滿足。
來(lái)自單一供應(yīng)商的解決方案不僅可為客戶提供精密的定位技術(shù)及高性能控制解決方案,還能在滿足新要求的同時(shí)實(shí)現(xiàn)更快啟動(dòng)和高靈活性。
什么讓定位器和運(yùn)動(dòng)解決方案變得智能?一個(gè)高性能控制解決方案必須具有哪些 功能和特征才能使智能運(yùn)動(dòng)和定位成為可能呢?PI已經(jīng)確定了一張基本條件的清單,這些條件可為一些工業(yè)應(yīng)用提供解決方案,這些應(yīng)用可滿足高精度和高動(dòng)態(tài)的要求,且不受運(yùn)動(dòng)軸數(shù)量的影響。
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功能安全
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通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線接口進(jìn)行通信
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自動(dòng)調(diào)諧
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系統(tǒng)中各條軸的同步
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多維運(yùn)動(dòng)軌跡
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位置誤差的3-DOF補(bǔ)償
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龍門解決方案的偏轉(zhuǎn)角補(bǔ)償
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系統(tǒng)諧振的抑制
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魯棒控制行為
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與更高級(jí)別自動(dòng)化環(huán)境的簡(jiǎn)易集成
ACS運(yùn)動(dòng)控制可提供分布式結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),完全模塊化,元件在三個(gè)層次上進(jìn)行組織:
第一層為用戶界面,主要是主軟件,可實(shí)現(xiàn)與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的通信。
第二層上的設(shè)備稱為運(yùn)動(dòng)控制器。運(yùn)動(dòng)控制器負(fù)責(zé)與主軟件進(jìn)行通信,同時(shí)還負(fù)責(zé)與波形生成、曲線、宏、診斷等相關(guān)的一切。位置指令通過(guò)一個(gè)以太網(wǎng)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)被發(fā)送至第三層上的通用驅(qū)動(dòng)模塊。某些產(chǎn)品中,運(yùn)動(dòng)控制器、驅(qū)動(dòng)器和電源都集中在一個(gè)外殼之內(nèi),這類產(chǎn)品稱為控制模塊。
第三層上的通用驅(qū)動(dòng)模塊包含數(shù)字伺服處理器(DSP),其執(zhí)行軸的伺服定位。驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)和激活電機(jī)、管理反饋設(shè)備、控制輸入輸出并為閉環(huán)定位控制分析傳感器信號(hào)。
ACS運(yùn)動(dòng)控制器也是以太網(wǎng)主站,負(fù)責(zé) 管理所有與以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接的 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(驅(qū)動(dòng)器、輸入輸出、傳感器)。 它們 具有模塊化的設(shè)計(jì)、可互換、可擴(kuò)展且可通過(guò)多種以太網(wǎng)協(xié)議與機(jī)器主機(jī)進(jìn)行通信。通用控制模塊(UCM)驅(qū)動(dòng)器負(fù)責(zé)伺服控制。所有 電流、速度和位置回路都在頻率為20 千赫茲 時(shí)進(jìn)行處理,且不受軸的數(shù)量的影響, 這一頻率是實(shí)現(xiàn)具有最小誤差的高同步性和高動(dòng)態(tài)的先決條件。
運(yùn)動(dòng)控制器系統(tǒng)采用ServoBoost?等獨(dú)特的控制算法以及可避免 振動(dòng)輸入模型來(lái) 優(yōu)化停止抖動(dòng)和穩(wěn)定時(shí)間。NanoPWM?等獨(dú)有的專利技術(shù)和DRBoost?特征 可實(shí)現(xiàn)高于100000:1的動(dòng)態(tài)范圍,因此,掃描晶圓時(shí)可實(shí)現(xiàn)納米級(jí)的跟蹤誤差、 計(jì)量應(yīng)用 中可實(shí)現(xiàn) 亞納米級(jí)的停止抖動(dòng)。
此外,廣泛的觸發(fā)功能還可用于 激光應(yīng)用或檢驗(yàn)功能等。定位誤差的集成3-DOF補(bǔ)償和龍門解決方案的偏轉(zhuǎn)角補(bǔ)償可實(shí)現(xiàn)具有最高精度要求的應(yīng)用。專有的ServoBoost?算法可實(shí)時(shí)識(shí)別干擾、確定根本原因并將影響降低至最小。它可 簡(jiǎn)化調(diào)諧,使負(fù)載改變時(shí)的性能優(yōu)化、安裝在同一框架內(nèi)的不同軸之間的互動(dòng)以及克服多種實(shí)際干擾實(shí)現(xiàn)魯棒性變得更加簡(jiǎn)易,從而實(shí)現(xiàn)具有 高定位精度和極短穩(wěn)定時(shí)間的魯棒控制。
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