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控制系統(tǒng)

運(yùn)動(dòng)控制——中國電子智能制造之核心

來源:CK365中國測(cè)控網(wǎng)2017-07-13 我要評(píng)論(0 )   

自中國制造2025國家戰(zhàn)略提出到發(fā)展至今,中國工業(yè)自動(dòng)化已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展階段。無論是從產(chǎn)品質(zhì)量、性能、外觀以及產(chǎn)品綜合性價(jià)比

自“中國制造2025”國家戰(zhàn)略提出到發(fā)展至今,中國工業(yè)自動(dòng)化已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展階段。無論是從產(chǎn)品質(zhì)量、性能、外觀以及產(chǎn)品綜合性價(jià)比方面都提出了更高層次的要求,裝備制造業(yè)整體性產(chǎn)業(yè)升級(jí)開始加速,領(lǐng)先制造企業(yè)對(duì)于新技術(shù)、新產(chǎn)品和新解決方案的需求持續(xù)上升。此時(shí),先進(jìn)的自動(dòng)化企業(yè)為行業(yè)帶來先進(jìn)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù),成為各大制造業(yè)的一大制勝法寶。隨著運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善,作為一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)自動(dòng)化控制類產(chǎn)品,運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)已成為一項(xiàng)成熟的技術(shù),在自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)中占有相當(dāng)重要的地位。

根據(jù)Markets and Markets最新發(fā)布的市場(chǎng)研究報(bào)告,2022年全球運(yùn)動(dòng)控制市場(chǎng)預(yù)計(jì)將達(dá)到228.4億美元,在2016年和2022年期間以5.5%的年復(fù)合增長率增長。驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)增長的因素包括工廠自動(dòng)化的普及、對(duì)工業(yè)安全生產(chǎn)率的追求、生產(chǎn)過程中對(duì)工業(yè)機(jī)器人需求的增加以及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中對(duì)部件易用性和集成的要求。與此同時(shí),國內(nèi)的運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品(包括通用伺服系統(tǒng)、步進(jìn)系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制器)穩(wěn)步增長。2016年,中國運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)整體發(fā)展取得了長足的進(jìn)步,部分規(guī)?;髽I(yè)的年增長率均在10%以上。

在強(qiáng)勁市場(chǎng)需求的推動(dòng)下,運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展迅速,應(yīng)用廣泛,尤其是機(jī)床、紡織、印刷、包裝和電子等行業(yè)的快速發(fā)展有力帶動(dòng)了對(duì)運(yùn)動(dòng)控制器的需求。其中,電子制造行業(yè)市場(chǎng)需求的新變化:如何在小批量生產(chǎn)中提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本(能耗與維護(hù)等)、縮短機(jī)器和產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)周期等等,正引導(dǎo)著運(yùn)動(dòng)控制沿著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、信息化的軌跡向前發(fā)展。

數(shù)字化——時(shí)代潮流的前沿

隨著電子技術(shù)與信息產(chǎn)業(yè)的飛躍發(fā)展與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和中國制造2025、工業(yè)4.0、物聯(lián)網(wǎng)及云計(jì)算技術(shù)的推動(dòng),對(duì)電子制造工藝和質(zhì)量提出了更高的要求:企業(yè)需要不斷滿足日益縮短的新品上市周期、對(duì)清洗和無鉛焊料應(yīng)用更加苛刻的環(huán)保要求,并能順應(yīng)更低成本以及更加微型化的趨勢(shì)。

數(shù)據(jù)是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)。利用物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)提升生產(chǎn)力,涉及生產(chǎn)硬件以至全套生產(chǎn)模式的配合,關(guān)鍵詞就是“數(shù)據(jù)運(yùn)用”。在工業(yè)4.0發(fā)展趨勢(shì)下,設(shè)備聯(lián)網(wǎng)和設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)只是手段和方法,達(dá)成的最終目標(biāo)是為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能化,其核心要素是設(shè)備數(shù)據(jù)和用戶,無論是設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),還是設(shè)備的工藝信息,這些重要的信息需要全部數(shù)字化,從而為MES和ERP提供重要的數(shù)據(jù)支撐和分析決策。

數(shù)字化對(duì)電子制造業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈具有重要影響,是實(shí)現(xiàn)智能制造的核心動(dòng)力。整體上看,數(shù)字化控制與模擬控制相比不僅具有控制方便,性能穩(wěn)定,成本低廉等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)也為運(yùn)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化控制開辟了發(fā)展空間。

智能化——水到渠成的需求

伴隨著制造業(yè)對(duì)于“工業(yè)4.0”、“中國制造2025”等戰(zhàn)略規(guī)劃更為清晰和理性的認(rèn)識(shí),整合包括生產(chǎn)決策、整合制造、友善人機(jī)、節(jié)能環(huán)保加工及全球化生產(chǎn)決策,“智能制造”成為工廠自動(dòng)化的重要趨勢(shì),其中運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)也在其中扮演主要關(guān)鍵角色,也是未來先進(jìn)“智造”的核心。幾乎所有的“動(dòng)作”都跟運(yùn)動(dòng)控制有關(guān)。而現(xiàn)在越來越多的技術(shù)整合到系統(tǒng)之中,因此,運(yùn)動(dòng)控制不再只是控制“運(yùn)動(dòng)”,“智能控制”在制造的角色也日趨重要。

智能制造的興起,帶動(dòng)了電子制造市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)線與設(shè)備的高度自動(dòng)化需求大幅提升,同時(shí),少量多樣化的生產(chǎn)模式使得大量客制化和彈性化制造需求上升,并且市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品“量穩(wěn)質(zhì)優(yōu)”的要求也促使生產(chǎn)設(shè)備的升級(jí)與制造能力的優(yōu)化進(jìn)一步加速。如何利用先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),為自己的生產(chǎn)運(yùn)營帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益,成為用戶關(guān)注的重點(diǎn)。對(duì)此,日本東晟IKO公司(2017慕尼黑上海電子生產(chǎn)設(shè)備展,展位號(hào):E2.2406)憑借其獨(dú)立技術(shù)在日本率先開發(fā)出滾針軸承,并以高技術(shù)能力為基礎(chǔ)拓展到直線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品(直線導(dǎo)軌系列、精密定位工作臺(tái)系列)等新領(lǐng)域。目前,公司憑借世界領(lǐng)先的C-Lube自潤滑免維護(hù)系列產(chǎn)品,以及為滿足多樣化客戶需求而開發(fā)的其他種類繁多的創(chuàng)造性產(chǎn)品,始終如一地支持科技的發(fā)展。

為中國電子智能制造和機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供低成本、高性能的運(yùn)動(dòng)控制自動(dòng)化核心產(chǎn)品解決方案,實(shí)現(xiàn)從“中國制造”轉(zhuǎn)型為“中國智造”奉獻(xiàn)自己的一份力量,各大運(yùn)動(dòng)控制廠商使出渾身解數(shù)。上銀科技(2017慕尼黑上海電子生產(chǎn)設(shè)備展,展位號(hào):E2.2400)立足于集團(tuán)公司機(jī)電整合優(yōu)勢(shì),不斷投入智慧自動(dòng)化創(chuàng)新研發(fā),開發(fā)出全世界最完整的機(jī)器人種類。上銀科技公司提供的包括滾珠絲杠、直線導(dǎo)軌、特殊軸承、工業(yè)機(jī)器人、晶圓機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、直線電機(jī)、線性致動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)器及精密定位平臺(tái)等產(chǎn)品系列,可廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外精密工業(yè)及高科技產(chǎn)業(yè)包含:半導(dǎo)體、光電產(chǎn)業(yè)、智能自動(dòng)化、環(huán)保節(jié)能產(chǎn)業(yè)、精密工具機(jī)等。

當(dāng)前,中國電子生產(chǎn)線自動(dòng)化需要提高一個(gè)檔次,提高到智能化,這樣才能實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全、柔性制造。智能制造是電子制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì),智能化將成為未來工業(yè)新常態(tài)。中國電子制造業(yè)要順應(yīng)和把握智能化的國際潮流,提升比較優(yōu)勢(shì),爭(zhēng)取先機(jī)。

網(wǎng)絡(luò)化——愈發(fā)明顯的應(yīng)用

在新一輪工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)大潮下,僅靠單一產(chǎn)品已無法贏得競(jìng)爭(zhēng),需要進(jìn)行產(chǎn)品集成,形成系統(tǒng)解決方案來獲得更大的市場(chǎng)生存空間。盡管目前伺服電機(jī)的控制端仍以脈沖系統(tǒng)為主,但其網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)已愈發(fā)明顯。為了適應(yīng)當(dāng)前工業(yè)制造領(lǐng)域?qū)τ诠ぜ叽纭⒃O(shè)備位移、速度控制等指標(biāo)越來越高的精度要求,通過PLC(可編程控制器)控制伺服電機(jī)組建網(wǎng)絡(luò)化、高效、易用的機(jī)電一體化平臺(tái),已逐漸成為領(lǐng)先制造企業(yè)的共識(shí)。

運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)主要表現(xiàn)為:以設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的集中控制、信息互聯(lián)來構(gòu)建自動(dòng)化產(chǎn)線的基礎(chǔ),其中,分布式現(xiàn)場(chǎng)總線作為應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間、設(shè)備與控制裝置之間實(shí)行雙向、串行、多節(jié)點(diǎn)通信的數(shù)字技術(shù)顯得尤為重要,建立網(wǎng)絡(luò)型伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的必要途徑之一;并且在一些高端應(yīng)用場(chǎng)合中,強(qiáng)調(diào)高速、實(shí)時(shí)性的工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)逐漸開始得到采用。

目前一些業(yè)界領(lǐng)先企業(yè)已陸續(xù)開發(fā)出支持運(yùn)動(dòng)控制實(shí)時(shí)應(yīng)用的工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,并且針對(duì)機(jī)械制造商大力推動(dòng)自動(dòng)化開發(fā)軟件的應(yīng)用,以滿足生產(chǎn)個(gè)性化、定制化的需求。2016年10月18日,安浦鳴志公司(2017慕尼黑上海電子生產(chǎn)設(shè)備展,展位號(hào):E2.2324)全新產(chǎn)品SS EtherCAT步進(jìn)伺服驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)通過了德國ETG(EtherCAT Technology Group)的一致性測(cè)試認(rèn)證。SS EtherCAT步進(jìn)伺服驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)產(chǎn)品是SS系列家族的最新一員,在步進(jìn)電機(jī)中完美的融入了閉環(huán)伺服控制技術(shù),擁有全新的優(yōu)異性能和寬廣的應(yīng)用領(lǐng)域。

從用戶的需求來看,用戶對(duì)整個(gè)設(shè)備的控制需求,逐步向物聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展,對(duì)控制器解決方案提出的需求日新月異。目前,現(xiàn)有架構(gòu)要求控制器提供與上層管理軟件信息系統(tǒng)的接口直接與MESERP云端連接,生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)需要集成統(tǒng)一分析,以滿足客戶個(gè)性化的產(chǎn)品服務(wù)需求。研華控制器順應(yīng)形勢(shì)完美整合物聯(lián)網(wǎng)核心軟件,直接將設(shè)備通過云端連接到物聯(lián)網(wǎng),此技術(shù)優(yōu)勢(shì)是目前研華在業(yè)界的差異競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)點(diǎn)。

研華科技(2017尼黑上海電子生產(chǎn)設(shè)備展,展位號(hào):E2.2342)是全球智能系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)廠商,其設(shè)備自動(dòng)化事業(yè)部在智能控制產(chǎn)業(yè)可提供從各式工具機(jī)、塑料機(jī)、機(jī)械手控制器到自動(dòng)化控制系統(tǒng)、節(jié)能控制系統(tǒng)等等產(chǎn)品,從模具加工、零件沖壓、拋光研磨、塑料射出至機(jī)器人輔助生產(chǎn)等各種設(shè)備的控制系統(tǒng),為目前華人區(qū)唯一有能力提供產(chǎn)品面向最完整、技術(shù)深度最深入的企業(yè),并在兩岸設(shè)備市場(chǎng)迅速擴(kuò)大市占率,已成為華人控制器領(lǐng)導(dǎo)品牌。

結(jié)束語

在“中國制造2025”國家戰(zhàn)略的推動(dòng)下,中國制造業(yè)正向價(jià)值更高端的產(chǎn)業(yè)鏈延伸。加快從制造大國轉(zhuǎn)向制造強(qiáng)國,而電子制造業(yè)作為成為我國的支柱產(chǎn)業(yè),正在如日中天的發(fā)展。因此,在這樣一個(gè)基于互聯(lián)的智慧時(shí)代,大力發(fā)展電子制造業(yè),搶占電子制造業(yè)的制高點(diǎn)---數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化,以低成本的各種形式滿足個(gè)性化、智能化的需求,用創(chuàng)新的智慧來推動(dòng)數(shù)據(jù)與機(jī)器、虛擬與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合的發(fā)展。

在可預(yù)見的未來,智能制造將以前所未有的速度席卷整個(gè)制造業(yè)。隨著電子行業(yè)快速向智能制造領(lǐng)域轉(zhuǎn)型升級(jí),單純依靠單機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制將不可持續(xù),中國電子制造要堅(jiān)持智能轉(zhuǎn)型,實(shí)現(xiàn)中國制造業(yè)從低端向高端轉(zhuǎn)變,中國的運(yùn)動(dòng)控制市場(chǎng)也必須迎頭而上,不斷創(chuàng)新突破核心技術(shù),從而迎來新的爆發(fā)。

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工業(yè)自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)控制
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