工业4.0时代的智能伺服感知-Elmo.PDFVIP

SPS IPC Drives Italia 2017 工业 4.0 时代的智能伺服感知 Tomer Goldenberg Elmo Motion Control 首席技术营销工程师 摘要 在这场旨在促进工厂转型升级的工业革命（工业4.0 ）中，人们较少谈及的运动控制技术可以帮 助实现工业4.0 的众多目标，推动工业4.0 向前发展。智能、紧凑、高效通讯的伺服驱动器安装 在机器内部，充当先进的遥测设备，可以感知、监控和反应。本文以取放 (PP) 应用为例，展 示创新运动控制为智能制造带来的无声冲击。 “纯功率”控制，智能伺服技术，负载安装紧凑、 坚固耐用且高度可靠的伺服驱动器，不仅能够实现工业4.0 的目标，而且有助于打造更智能、更 小巧、更轻盈、更安全、更环保、更高效、更具成本效益、更精益的机器。 Elmo Motion Control Ltd. 60 Amal St., P.O. Box 3078,Petach-Tikva 49516, Israel Tomer Goldenberg ：•手机：+972-5• tomerg@* 工业 4.0 时代的运动控制 虽然在工业 4.0 时代不为人所熟知，但运动控制对于实现此次工业革命的一些主要目标可以起到非常关 键的作用。下面我们对比一下两台表面贴装 (SMT) 取放机器的案例分析。两台机器都用于对产能和质量 有严格要求的制造任务，都采用龙门结构，Z 方向贴装头负责元件拾取和旋转 ，二者都处理相同尺寸的 元件 ，在PCB 板上贴装类似高密度小元件。但是，二者的设计方式、运动方法和每小时处理元件数量 (CPH) 3 3 差异显著。机器“A”重量2,000kg ，体积5.2m ，机器“B”重量仅 1,200kg ，体积3.9m （小33% ）， 并且整体 CPH 更高。为什么看起来更小、更轻 、“配置”更少的机器，其性能反而胜过“重型”机器呢？ 什么是“纯功率”？ 在智能伺服驱动系统中，大部分消耗的功率用于负载（“纯功率”），这在工业4.0 体系中是一个显著优 势。伺服驱动器响应速度快，采用高分辨率反馈 ，可 以精确感知、监控和分析机器的运动 ，控制部件和设 智能控制 大数据存储 分析 备运行。实时感知力、扭矩、速度和位置，这些数据 可以反馈机器运行状态 ，为机器维护提供预测性参 简化机械结构 修正 预防与修正 数 ，最终减少故障，缩短停机时间。 更轻/更小的机器 驱动器级分析 工业4.0 如何实现“纯功率”？ 高精度监控和感 “纯功率” 知 1. 独有的龙门控制 图1：智能控制在工业4.0 中的作用 图 2 ：只有2 个伺服驱动器的龙门操作 传统方法是采用一个主控制器控制两个驱动器实现龙 门算法。除了具有物理意义上的复杂性，这种架构往往 会加重计算和总线负载。机器“B”采用精益控制理 念设计，仅通过两个伺服驱动器实现龙门算法。 由于不需要控制器实现龙门算法，驱动器安装在负载上 ，这可以显著减少开销。电缆、连接器、散热片和 电缆导管减少了，或者完全去除了，实现了真正的“纯功率”运行。 2. 取放 - 核心在于贴装头 要使机器“B”更轻，还需要尽量缩小贴装头的体积。将超小型、轻盈、性能强大的伺服驱动器直接安装 到移动XY 轴上。这样，贴装部分消耗的功率更少，显著减少电缆、支架和连接器带来的额外功率损耗。 负载更加轻盈，驱动更加灵敏。