IC693PWR322LT 智能運動控制解決方案的發(fā)展和演進
運動控制隨著時間推移不斷演變，從簡單的并網電機發(fā)展到適用于機床和工業(yè)機器人的復雜的多軸伺服驅動解決方案。為了在智能制造中實現(xiàn)更高水平的生產力、靈活性和自動化，自動化技術日益復雜，這也促進了相關技術發(fā)展和演進。
并網電機
最基本的運動解決方案是基于并網或交流3相定速電機，它們使用開關設備來提供開關控制和保護電路。這些基本的運動控制解決方案以相對固定的速度運行，不受負載變化影響。使用機械控制裝置來降低輸出，例如節(jié)流閥、阻尼器、齒輪或閥門、泵以及風扇等都屬于此類裝置。
逆變器驅動電機
增加整流器、直流母線和3相逆變器級實際上會生成可變頻率和可變電壓源，現(xiàn)在被應用到電機中，以實現(xiàn)變速控制。這種逆變器驅動電機可以使電機在負載和應用中以優(yōu)化的速度運行，從而大幅降低能耗。例如高效率的泵和風扇。
變速驅動
對于更高性能的運動控制應用，變速驅動(VSD)可以助力實現(xiàn)精準的扭矩、速度和位置控制。為了實現(xiàn)上述控制，我們在基本的開環(huán)逆變器驅動中增加了電流和位置測量。這樣可以更準確地控制電機速度、位置和扭矩。例如輸送機、繞組、打印和沖壓機器就是這些應用的典型示例。
伺服驅動系統(tǒng)
同步多軸伺服驅動系統(tǒng)用于更復雜的運動應用中。機床和數(shù)控機床要求多軸同步操作，因此需要極為準確的位置反饋。在CNC加工中，5軸協(xié)調很常見，但是有些應用會用到多達12個軸，其中工具和工件在特定空間內相對移動。
工業(yè)機器人/協(xié)作機器人/移動機器人
工業(yè)機器人需要將多軸伺服驅動、機械集成和先進的機器控制算法組合使用，以實現(xiàn)復雜的3D空間定位。機器人一般有6個軸，這些軸必須協(xié)調有序，如果有時候機器人沿軌道移動，則會有7個軸。協(xié)作機器人基于工業(yè)機器人解決方案構建，但增加了功率和力限制(PFL)，以提供安全的多軸機器控制，讓操作人員能夠在協(xié)作機器人旁安全工作。最后，移動機器人采用了自導航功能安全機器控制，支持定位傳感和避撞。
推動智能運動控制發(fā)展的驅動因素
智能運動控制在四個關鍵增長驅動因素推動下加速發(fā)展：能耗降低、敏捷生產、數(shù)字化轉型，同時向智能制造中基于減少停機時間和增加資產利用率、以服務為基礎的新商業(yè)模式轉變也有一定的促進作用。讓我們詳細看看這四個關鍵的增長驅動因素。
降低能耗
電機系統(tǒng)消耗的電力占到整個行業(yè)消耗電力的近70%。1智能運動解決方案通過讓越來越多的應用從定速電機轉向高效率電機和變速驅動，正在并將繼續(xù)大幅降低能耗，這在一定程度上是受到能效法規(guī)推動。這種能耗降低可以助力實現(xiàn)更具可持續(xù)性的制造。獲取與優(yōu)化制造流程有關的運動見解，將有助于進一步降低智能制造的能源消耗。
敏捷生產
隨著行業(yè)不斷根據(jù)消費者需求和不斷改變的購買者行為做出調整，需要通過基于可重新配置生產線的敏捷生產來提供更多定制，實現(xiàn)更快的周轉時間。消費者需求正在推動從低組合、大批量制造向高組合、小批量制造轉變，這就需要工廠車間具有更高的靈活性。復雜、重復且通常較危險的任務現(xiàn)在可由工業(yè)機器人完成，以實現(xiàn)更高的產出和生產力。敏捷生產提高了發(fā)生中斷時的彈性，可以更快應對不斷變化的客戶需求。
數(shù)字轉型
到2023年，全球在數(shù)字轉型方面的支出將達到6.8萬億美元。2變速驅動器和伺服驅動器使用來自電壓、電流、位置、溫度、功率、能耗的數(shù)據(jù)，結合使用外部傳感器來監(jiān)測振動和其他過程變量。利用融合了信息技術/操作技術(IT/OT)的以太網網絡，運動應用彼此互聯(lián)，并傳輸數(shù)據(jù)和見解。運動數(shù)據(jù)和見解現(xiàn)在更易訪問，可由強大的云計算和AI（算法）進行分析，以優(yōu)化制造流程和監(jiān)控整個裝置中資產當前的健康狀況。
適用于部署資產的新商業(yè)模式
資產制造商希望出售的不僅僅是資產，他們想要擴展其商業(yè)模式，包括基于生產力和資產利用率的售后服務合同。例如，泵制造商希望使用新的預測性維護服務產品，根據(jù)泵送的液體（例如，水或油）體積來銷售，并按泵送的每立方米(m3)來收費，而不只是銷售泵。預計在未來5年，泵OEM 50%至60%的收入將來自與服務相關的活動。3系統(tǒng)集成商希望根據(jù)他們安裝的制造資產的運行時間來收費，而不僅僅是收取資產的初始安裝費。新智能運動解決方案集成了狀態(tài)監(jiān)控功能，以實時監(jiān)控資產的健康狀況，并據(jù)此安排維護計劃。這種監(jiān)控可以消除計劃外的資產停機，提供更高水平的生產力和資產利用率，成為基于服務的新合同的基礎。
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