過去幾年的運(yùn)動(dòng)控制的發(fā)展，是整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)展最快的一個(gè)板塊。這個(gè)和整個(gè)制造業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高是密切相關(guān)的，越來越多的制造企業(yè)意識(shí)到了將人從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來的重要性，感受到了設(shè)備自動(dòng)化所帶來的經(jīng)濟(jì)效益。我們說，這個(gè)趨勢將繼續(xù)下去。

設(shè)備自動(dòng)化水平繼續(xù)提高意味著什么，當(dāng)然是設(shè)備中越來越多的精細(xì)動(dòng)作。越來越多的繁重的、危險(xiǎn)的人的動(dòng)作會(huì)被機(jī)器的動(dòng)作解放出來;生產(chǎn)工藝質(zhì)量的要求，使的設(shè)備中不斷增加更多精細(xì)的動(dòng)作。目前運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)基本上解決了工業(yè)制造精度、速度和動(dòng)態(tài)性能的問題;而在未來，運(yùn)動(dòng)控制將要(或者正在)迎來的挑戰(zhàn)是-如何在設(shè)備(生產(chǎn)線)上完成越來越多的精細(xì)設(shè)備動(dòng)作。

看下最近各家發(fā)布的新產(chǎn)品就不難發(fā)現(xiàn)，各家都把小體積尺寸作為一大重點(diǎn)。這個(gè)不難理解，更小的體積，意味著可以在單位空間內(nèi)放置更多運(yùn)動(dòng)控制部件，這是提升設(shè)備自動(dòng)化，完成更多精細(xì)動(dòng)作的基礎(chǔ)。
 

例如：羅克韋爾自動(dòng)化新款 Kinetix 5500 和5700 系列驅(qū)動(dòng)器，較市場上同級(jí)別產(chǎn)品占用空間減少高達(dá)50%。

但各家其實(shí)并不僅僅是在單臺(tái)設(shè)備的體積的優(yōu)化，為了使多軸系統(tǒng)的硬件空間進(jìn)一步優(yōu)化，其他技術(shù)也不斷被應(yīng)用，如羅克韋爾自動(dòng)化在新款 Kinetix 5700采用了雙軸驅(qū)動(dòng)模塊技術(shù)、驅(qū)動(dòng)器書本式零間距安裝、共直流母線技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)。

更少的接線意味著三點(diǎn)：
 

1 提升設(shè)備工程實(shí)施效率;

2 提升設(shè)備的EMC穩(wěn)定性;

3 減少設(shè)備體積。

所以，大家就知道為什么運(yùn)動(dòng)控制總線技術(shù)為什么這么重要了，當(dāng)設(shè)備動(dòng)作越來越多時(shí)，繼續(xù)用脈沖和模擬量控制得是多么痛苦的一件事情呢。于是各家都開始大力發(fā)展各自的運(yùn)控網(wǎng)絡(luò)和集成運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。

例如：基于EtherNet/IP CIP Sync Kinetix 集成運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，在系統(tǒng)硬件架構(gòu)上僅通過一根以太網(wǎng)完成了多軸的同步運(yùn)動(dòng)控制，較傳統(tǒng)的脈沖和模擬量信號(hào)減少大量布線;VPL 電機(jī)基于DSL Hiperface的反饋技術(shù)，幫助將驅(qū)動(dòng)和電機(jī)的連線較少一半。

換個(gè)高大上的詞，就是更加“集成”，用更少的部件實(shí)現(xiàn)更多的功能。借此在有限的空間內(nèi)提升設(shè)備自動(dòng)化程度。
 

前面提到的共直流母線技術(shù)除了讓多個(gè)驅(qū)動(dòng)器安裝空間減少，同時(shí)也幫助系統(tǒng)供電減少大量空開、斷路器和濾波器的使用數(shù)量。

將直流母線技術(shù)和總線技術(shù)進(jìn)一步整合，這幾年出現(xiàn)了“集成驅(qū)動(dòng)電機(jī)”的產(chǎn)品，極大減少盤柜空間和數(shù)量。

例如：Kinetix 6000M 集成驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)將驅(qū)動(dòng)和電機(jī)集成在一個(gè)部件上，減少了一半以上的元件數(shù)量和連接節(jié)點(diǎn)。

更少的部件不僅僅體現(xiàn)在電氣控制元器件方面，更體現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)械部件上。例如，雖然從局部看，減速機(jī)的購買成本要高于同步帶傳動(dòng)，但如果使用高效率的減速機(jī)，傳動(dòng)效率可以提升30%以上，于是驅(qū)動(dòng)這個(gè)負(fù)載的電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、電源、電纜等一系列的部件的功率、能耗、體積都將減小，這個(gè)成本降低將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于使用減速機(jī)的成本。更重要的是，因此，將有機(jī)會(huì)在更小的空間內(nèi)布置更多控制和驅(qū)動(dòng)組件，從而實(shí)現(xiàn)更加自動(dòng)化的先進(jìn)功能。

例如：羅克韋爾自動(dòng)化的運(yùn)動(dòng)分析軟件工具 Motion Analyzer，可以為用戶在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和集成過程中，提供這樣的系統(tǒng)優(yōu)化咨詢和顧問，幫助用戶簡化和優(yōu)化運(yùn)動(dòng)控制的機(jī)電系統(tǒng)。

注意，工廠設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)化，可不僅僅是那些自動(dòng)化產(chǎn)品的事，沒了優(yōu)秀的機(jī)械組件，將直接回到原始社會(huì)。

記得在06年的時(shí)候看過一份報(bào)告，全球機(jī)器設(shè)備中的單臺(tái)運(yùn)動(dòng)軸數(shù)平均為4-6軸，而且那時(shí)大部分設(shè)備動(dòng)作是獨(dú)立的，基本沒有什么同步。那會(huì)兒提到運(yùn)動(dòng)控制，就是數(shù)控、半導(dǎo)體、機(jī)器人等。而去年看這個(gè)數(shù)字的時(shí)候，已經(jīng)是12-16了，我們動(dòng)輒就會(huì)看到幾十個(gè)甚至上百個(gè)軸的設(shè)備;而且越來越多的軸需要聯(lián)動(dòng)、同步。隨著設(shè)備同步軸數(shù)的增加，除了控制器需要更強(qiáng)大，能夠以更快的速度處理更多的動(dòng)作算法，運(yùn)動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)也必須能夠hold住。前者是大腦，后者是神經(jīng)。同樣是毫秒級(jí)的時(shí)鐘同步控制，3個(gè)軸、30個(gè)軸、到上百個(gè)軸，對(duì)于控制器的運(yùn)算速度和網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘的頻率和精度要求是完全不在一個(gè)量級(jí)上的。所以我們會(huì)看到各家控制系統(tǒng)都在拼運(yùn)控的軸數(shù)，有興趣的話可以去比較一下近兩年幾款主流的工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，如NJ/MELSERVO/Controllgix/CX系列/X20...
 

從工程實(shí)施和維護(hù)的角度看，設(shè)備運(yùn)動(dòng)控制功能的增加，必然帶來以線性或者幾何倍數(shù)攀升的工程和維護(hù)的時(shí)間、成本，這是我們不希望看到的。
 

易用性主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一個(gè)是系統(tǒng)配置、編程。我們現(xiàn)在看到很多運(yùn)動(dòng)控制都采用面對(duì)對(duì)象的編程平臺(tái)了，比如：控制單位從原來的脈沖量到直接使用工程當(dāng)量、更加直觀的運(yùn)動(dòng)控制指令等等。而且，以后可能會(huì)有各種面對(duì)具體應(yīng)用的功能應(yīng)用組件，方便運(yùn)控的實(shí)施。

另一個(gè)易用性體現(xiàn)在調(diào)試中。在運(yùn)動(dòng)控制的調(diào)試中，主要體現(xiàn)在tuning上面，任何精細(xì)的控制都需要tuning，玩跑車需要tuning，玩音響需要tuning，拍照片需要tuning，同樣，精準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)控制也需要。如何能夠幫助用戶在更短的時(shí)間內(nèi)完成大量動(dòng)作的tuning，從而幫助用戶縮短設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)間，也已經(jīng)成為各大運(yùn)控廠商pk的重點(diǎn)。

例如：最新 Kinetix 產(chǎn)品系統(tǒng)固件和軟件中，在原來自整定功能上，增強(qiáng)了氣頻率自適應(yīng)和陷波濾波器整定功能，幫助用戶減少設(shè)備開發(fā)和調(diào)試周期。

最后，我們不得不談?wù)効沙掷m(xù)發(fā)展。因?yàn)椴⒉皇前涯敲炊噍S加到設(shè)備里就可以了，我們必須考慮他的不斷迭代和進(jìn)化。而隨著運(yùn)動(dòng)功能的增加，設(shè)備的數(shù)據(jù)將以幾何倍數(shù)增加，設(shè)備各個(gè)動(dòng)作的運(yùn)行曲線、以及他們之間的相關(guān)性、步序的合理性、生產(chǎn)運(yùn)行流程以及他們和設(shè)備運(yùn)維、企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益等等數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，這些都使運(yùn)動(dòng)控制部件將不再是單獨(dú)孤立的產(chǎn)品和系統(tǒng)，而是必然會(huì)融合到萬物互聯(lián)的智能網(wǎng)絡(luò)中去，成為智能設(shè)備終端組件的一員。