攜視覺技術拓運動控制應用空間

       盡管視覺產品在整個自動化行業(yè)還屬于新興一類，但是，視覺系統(tǒng)和運動控制的結合發(fā)展早已不是一個嶄新的話題，只是其大規(guī)模的應用與普及卻始終難以達到。究其原因，可能是此前，中國市場對于視覺這類高端產品的需求尚不能達到產業(yè)這一規(guī)模，因而導致視覺系統(tǒng)和運動控制這一高端領域的研發(fā)技術仍然處于相對薄弱的環(huán)節(jié)。

       如今隨著軟硬件技術的發(fā)展，一定程度上降低了運動控制和視覺系統(tǒng)的開發(fā)難度和開發(fā)成本，曾經只專精于運動控制，或視覺系統(tǒng)的自動化廠商也逐漸開始加入到了機器視覺的研發(fā)隊伍上來。

       “如果說運動控制是人體四肢的話，那么視覺系統(tǒng)就是眼睛。兩者的結合，恰如其分地達到了手眼并用的功效。”研華設備自動化行業(yè)發(fā)展總監(jiān)李國忠先生如是說。他認為，機器視覺的應用，不僅僅能幫助控制系統(tǒng)實現(xiàn)準確的定位，還能做到及時的判別和辨識等功能。而這一功能，顯然在傳統(tǒng)的紡織及電子設備制造行業(yè)，以及一些新興的領域，如食品飲料包裝、LED生產、機械手臂及手機各部件的應用檢測等領域，有著極大的作用。為此，研華也將于2012年第二季度發(fā)布其自有的機器視覺產品EagleEye智能相機和Inspector Pro視覺軟件。

       而在和凌華科技許杰弘先生的交流中，記者得知，早在多年前，凌華科技就已經預見到了未來自動化產業(yè)將是機器視覺與運動控制緊密結合的產業(yè)。所以，自研發(fā)伊始，凌華科技就展開了基于運動控制和機器視覺額技術融合、產品研發(fā)及應用。在這一領域，凌華擁有著業(yè)界無可比擬的技術和經驗優(yōu)勢，不僅是在傳統(tǒng)的半導體設備制造及電子設備制造中，同時在如食品包裝、藥品檢測、TFT和LCD生產和測試、錢幣驗證、煙草及棉花檢測、手機各部件的檢測等新興領域，凌華都已經能夠幫助用戶實現(xiàn)“一站式”服務，從計算平臺到運動控制軸卡，從圖像采集到圖像分析軟件等，全方位地滿足客戶的生產運營需求。

       盡管如此，運動控制的視覺之路還很漫長，但是在眾多優(yōu)秀的自動化廠商努力下，必將在未來呈現(xiàn)出百花齊放的態(tài)勢。

工業(yè)通信技術促運動控制發(fā)展

       近年來，在運動控制技術的發(fā)展中，與很多相關技術的融合共進也成為了至關重要的因素。除了近年來與視覺系統(tǒng)的結合，運動控制技術的發(fā)展也顯著受益于工業(yè)實時通信技術的不斷升級，正是這一基礎技術的不斷完善，為運動控制提升各方面性能提供了良好的技術基礎。

       與其他實時通信方式相比，工業(yè)實時以太網技術憑借著高傳輸速度、高帶寬等優(yōu)點，在當前無疑已經成為適用于運動控制領域的最重要技術之一。盡管在不同技術背景和支持廠商的倡導下，EtherCAT、Powerlink、Profinet IRT、SERCOSⅢ等眾多實時以太網技術仍處于并存發(fā)展的態(tài)勢，但對于用戶來說，技術的不斷發(fā)展和日益開放的技術環(huán)境，使運動控制用戶的選擇越來越簡單易行。

       近年來，尤其在多軸傳動等領域，工業(yè)實時以太網基于其特性已經可以進行一系列的支持，同時基于技術的不斷改進，這些實時以太網技術的開放性和相容性也變得越來越好。以EtherCAT實時以太網技術為例，其在運動控制領域起到的作用就越來越顯著。不僅在技術上具有更好的可行性，支持與應用這一技術標準的運動控制供應商也越來越多。

       對此，EtherCAT技術推廣工程師程庚談到：“EtherCAT以它傳輸速度快，帶寬利用率高達80%～97%，實時性高等特點在運動控制領域有突出優(yōu)勢，EtherCAT為現(xiàn)行的運動控制設備行規(guī)提供了簡單的接口，例如EtherCAT可以提供CANopen相同的通信機制，包括對象字典、PDO（過程數(shù)據(jù)對象）、SDO（服務數(shù)據(jù)對象），甚至網絡管理。用于伺服驅動和通信技術的SERCOS框架可以輕松地映射到EtherCAT中，該特性使用戶和設備制造商可以輕松完成從現(xiàn)有的現(xiàn)場總線到EtherCAT技術的轉換過程。”

       事實上，運動控制的需求直接來源于各個行業(yè)的各自特點。在當前運動控制應用比較典型的工業(yè)機器人、印刷包裝等一些行業(yè)場合中，工業(yè)通訊起到的作用也越來越關鍵。程庚認為，在工業(yè)機器人、印刷包裝等典型行業(yè)的運動控制應用中，快速通信、高實時性和系統(tǒng)擴展其它通信方式的難易程度等方面都是受到關注的，從這一角度來看，運動控制與工業(yè)通信兩者的結合也促成了各自的發(fā)展。

       在這種技術交叉發(fā)展的現(xiàn)狀下，運動控制產品提供商對多種工業(yè)通信技術的支持則越來越開放。例如，盡管一些運動控制供應商本身就是某些主流實時以太網技術的主要倡導者，但他們也在積極地尋求自身產品對其他網絡技術的兼容性。

       如果在以前，一種運動控制產品只能支持一到兩種以太網和總線標準的話，那么現(xiàn)在相應的協(xié)議轉換已經變得輕松得多。而從用戶的角度看，這種變化帶來的不僅僅是成本的改善，也使模塊化系統(tǒng)的實現(xiàn)更加方便

       程庚也以EtherCAT為例談到，EtherCAT可以給用戶帶來高速通信和高實時性的系統(tǒng)。同時，BECKHOFF公司和部分ETG會員公司提供了其他通信方式到EtherCAT系統(tǒng)的轉換器件，可以更加便捷地將其他通信掛接到EtherCAT系統(tǒng)中。

       據(jù)程庚介紹，主流的運動控制廠商絕大多數(shù)已經成為了EtherCAT技術組織的會員，并已推出了支持EtherCAT通信的運動控制產品，如ABB、BECKHOFF、KOLLMORGEN、MAZAK、NI、Omron、Yaskawa等。在德國ETG聯(lián)合展臺上還可以看到多家支持EtherCAT運動控制廠商的產品在一個EtherCAT主站平臺下運作，在中國ETG聯(lián)合展臺也可以看到主流運動廠商的參與支持。

       事實上，在如Powerlink、SERCOSⅢ等其他工業(yè)實時以太網方面，受到廠商支持的力度同樣越來越大，從運動控制到整個控制系統(tǒng)的“一網貫穿”、實現(xiàn)更高性能的多軸運動控制等目標也已經涌現(xiàn)。可見，運動控制和工業(yè)網絡的交互式發(fā)展，正在走向越來越可喜的方向。