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运动控制器与数控系统之间的区别与联系

简单的说,运动控制器是通过对以电机驱动的执行机构等设备进行运动控制,以实现预定运动轨迹目标的装置。可以说,只要有伺服电机应用的场合就离不开运动控制器,它以其特有的灵活性和优异的运动轨迹控制能力使许多工业生产设备焕发出勃勃生机。运动控制技术是在以数字信号处理器DSP为代表的高性能高速微处理器及大规模可编程逻辑器件FPGA的基础上发展而来的,它是广义上的数控装置。数控技术的发展趋势就是采用运动控制器的开放式的数控系统。随着自动化技术的进一步发展,运动控制器(步进、交流、直流)的应用已走出机械加工行业,越来越多地应用于其它工业自动化设备控制,如电子机械、木工机械、纺织机械、印刷机械等诸多行业。主要数控技术的发展趋势就是采用“PC+运动控制器”的开放式数控系统,不仅具有信息处理能力强、开放程度高、运动轨迹控制精确、通用性好等特点,而且还从很大程度上提高了现有加工制造的精度、柔性和应付市场需求的能力。美国将其称为新一代的工业控制器,日本称其将带来第三次工业革命,并预测其应用将和现在的PLC一样普遍。

 

与传统的数控装置相比,运动控制器具有以下特点:

技术更新,功能更加强大,可以实现多种运动轨迹的控制,是传统数控装置的换代产品;

结构形式模块化,可以方便地相互组合,建立适用不同场合、不同功能需求的控制系统;

操作简单,在PC机上经简单编程即可实现运动控制,而不一定需要专门的数控软件。

实现开放性、互换性、可移植性和扩展性是运动控制技术的主要研究内容。具有如下特征:

能方便地与机床、机器人等被控设备联接;

一个运动控制器从硬件上可以实现一到多个坐标轴的位置、速度和轨迹伺服控制,从软件上具有完善的轨迹插补、运动规划和伺服控制功能;

用它可以迅速、便捷地建立高层应用程序与机床、机器人等设备的控制、测试及数据交换,开发使用简单;

由于它采用开放化的技术,具有维护、扩展、升级方便的特点。

 

  以运动控制器作为独立的标准部件可以明显缩短新产品的研制开发周期,有利于使用者创造自己的品牌产品。目前,由于以DSP为代表的高速高性能专用微处理器的出现和PC机的广泛普及,开放式运动控制器的发展趋势是以DSP芯片作运动控制处理器,以PC机作为信息处理平台,运动控制器以插卡形式嵌入PC机,即“PC+运动控制器”的模式。这样将PC机的信息处理能力和开放式的特点与运动控制器的运动轨迹控制能力有机地结合在一起,具有信息处理能力强、开放程度高、运动轨迹控制准确、通用性好的特点。采用运动控制器的数控系统将成为新一代数控技术发展潮流,运动控制器将成为未来数控系统的核心。

  采用“PC+运动控制器”的开放式系统在我国广泛应用和推广,对于我国种类机电一体化控制设备的升级,提高我国装备工业水平将起到促进作用。该技术可以广泛应用于各行各业,具有非常好的发展前景和经济效益。如:

 

航天:天线定位控制,空间摄影控制,激光跟踪控制,天文望远镜;

食品加工:食品包装,家禽修整加工,精密切肉机;

机床:无心磨床,EDM机床,激光切割机床,铣床,冲压机床,快速成型机,靠模铣床,螺纹机床,超声焊接机,水射流切割;

产业制造:粘胶配料,软管纺织机,绕线机,光纤玻璃拉伸机,龙门式输送臂,玻璃净化炉,高速标签印刷机,标签粘贴机,包装机械,飞剪;

材料输送设备:纸板运送,输送机驱动,核反应棒拆卸搬运,包装系统,码垛机;

医疗器械:人工咀嚼仿真器,血液分析仪,CAT扫描仪,DNA测试仪,测步仪,医疗成像声纳,尿样测试仪。

半导体测试及加工:晶片自动输送,盒带搬运,电路板特型铣,IC插装机,晶片抛光机,晶片探测机,晶片切割机,引线焊接机;

测试及测量:座标检验,齿轮检验,键盘测试,来料检验,显微仪定位,PCB测试,焊点超声扫描检查;

纺织机械:自动织袋机,地毯纺织机,珩缝机,纱绽卷绕机;

军事:自行火炮,坦克等武器的火控系统,车(船)载卫星移动通信,飞机的机载雷达。

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