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极限竞争下的机器-快速响应的运动控制
来源: 贝加莱工业自动化 时间:2025-06-24 00:00:00点击:276

过去的20年,贝加莱所经历的客户行业,其机械速度都在不断的提升,也陪伴着中国制造业的强势崛起。表1显示了作为参与者所见到的这种变化,虽然速度仅仅是一个衡量机器性能的维度-但是,速度就会带来众多的控制难题需要解决。


1-制造装备各个领域的性能提升

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对于高速机器而言,“失之毫厘差之千里”,在高速高精度的制造业里,电气传动控制的水平决定了机器所能达到的水平。贝加莱的运动控制,ACOPOS家族一直在这个过程中扮演着默默却举足轻重的角色。

 

50μS响应能力


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1-ACOPOS P3伺服驱动系统

 

早在2014年,贝加莱推出ACOPOS P3系列的伺服驱动器,就以50μS的位置环响应在伺服驱动业界达到了一个新高。

 

机器的速度和精度,总是矛盾的,因此,为了解决这个矛盾就需要不断的降低它的采样和控制周期的时间,此所谓“天下武功,唯快不破”。而伺服驱动系统的更快响应,就能为更高精度的加工提供响应能力。

 

ACOPOS内置的SPT-智能路径技术,能够为驱动系统提供本地的任务编排,运行在驱动器内,确保了驱动器无需主站协调的高速响应能力。


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2-ACOPOS内的SPT控制技术

 

SPT也是可以被以拖拽的方式编排的,这对于用户而言,复杂的运动控制也会变得更为简单的视线。

 

ACOPOS系列的分布式智能架构

 

与市场上很多采取集中式控制架构的运动控制不同,ACOPOS系列伺服驱动具有强大的本地智能。对于ACOPOS系列而言,像电子齿轮、电子凸轮(CAM)同步、运动控制的PID、鼓序列发生器等功能,它均可以在驱动器内部编程并运行。而非依赖于主站的协同,主站在这里更多扮演的是“整机任务编排”,将作业参数下发给驱动系统,并监控运行过程。

 

举例-电子凸轮同步裁切

如图3所示,很多厂商实现这个任务,通常需要进行速度同步的外接编码器被接入到PLCI/O模块中,被PLC的处理器扫描。而贝加莱的ACOPOS P3的则有可外接编码器的预留口,这使得外接编码器可以直接被接入到ACOPOS P3驱动器,由驱动器直接对其进行内部的同步运算。


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3-ACOPOS P3的外接编码器同步

 

这种架构会带来更快的响应速度,因为它省略了去主站的协调所需的通信时间。包括外接编码器、色标传感器(驱动器Trigger直接接入)。

 

应用场景:

纸张印刷裁单张

圆盘贴标机瓶子的定位

立式/水平包装热封动作

切纸机

 

交叉通信带来的同步性协作

 

交叉通信带来的同步性协作在高速机电控制中,运动控制的三环控制、通信循环、控制任务的循环,要保持较为合理的匹配,才是最优系统。而ACOPOS系列所支持的POWERlink则是一个采用广播帧的网络,它意味着可以实现“交叉通信”,即在多达数十个乃至数以百计的轴要实现定位与同步控制。

 

哪些场景需要这种同步能力?

  在高端的凹版印刷机的电子轴同步领域

  流延膜双向拉伸线

  碳纤维多轴向经编机系统

  锂电池/电容器的湿法隔膜线

  高速卷绕头


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4-多轴运动控制系统

 

交叉通信并不需要花费时间将每个轴的信息发送至主站,而是通过广播让每个其他轴听到,帧中包含了目标地址。这种无需主站即可实现同步,大幅提高了机器的响应效率。

 

而贝加莱ACOPOS驱动系统,并非是一个简单的伺服执行机构,它的超高速闭环控制,以及分布式控制,集中管理的机器架构,让机器既能实现高性能的同时,又给了主站更为自由的空间,设计更为智能的工艺任务、HMI交互的易用性、与其它单元的协作。


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