作為臺達工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)體系的重要開(kāi)拓者之一,蔡清雄博士以三十年深耕鑄就了臺達在運動(dòng)控制領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。憑借對未來(lái)工業(yè)發(fā)展的深刻洞察,蔡清雄博士提出了“分布式-集中式控制將是運動(dòng)控制技術(shù)未來(lái)革新的方向”。
在現代工業(yè)以及智能制造的發(fā)展浪潮中,運動(dòng)控制作為核心驅動(dòng)力,決定了產(chǎn)品精度、設備生產(chǎn)效率,更是不同裝備形成差異化的基本要素。
隨著(zhù)傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)等先進(jìn)科技的深度融合,運動(dòng)控制技術(shù)正經(jīng)歷著(zhù)革命性的變革,逐步邁向更高層次的智能化與協(xié)同化方向發(fā)展。
從集中式到分布式:運動(dòng)控制架構的演進(jìn)
長(cháng)久以來(lái),集中式控制架構在運動(dòng)控制領(lǐng)域占據主導地位。這種架構就如同一個(gè)金字塔,運動(dòng)控制器處于塔尖,是唯一的“大腦”,負責所有的運算和指令下達,而伺服驅動(dòng)系統僅僅是聽(tīng)從指揮的“執行者”。在早期相對簡(jiǎn)單的工業(yè)環(huán)境中,這種架構能夠滿(mǎn)足設備運行的基本需求。
但隨著(zhù)工業(yè)自動(dòng)化向著(zhù)高復雜度、高精度方向發(fā)展,這種模式的弊端逐漸顯現。當系統規模擴大時(shí),處于中央控制節點(diǎn)的“大腦”勢必要承擔更多任務(wù),可能導致節點(diǎn)處理能力過(guò)載,進(jìn)而影響系統性能。用戶(hù)只能通過(guò)不斷升級硬件來(lái)緩解這一問(wèn)題,但這不僅增加了成本,還限制了系統的靈活性與擴展性。
隨著(zhù)負責驅動(dòng)的伺服驅動(dòng)系統在性能上、功能上全面的提升,新的方式開(kāi)始出現——分布式控制架構逐漸成為復雜運動(dòng)控制設備新的解決方案。在這種架構下,運動(dòng)控制功能被下放到伺服驅動(dòng)器中,利用驅動(dòng)器的高速運算能力(通??蛇_50微秒/次),顯著(zhù)提升了系統的響應速度與數據處理效率。這種多節點(diǎn)協(xié)同處理的方式,不僅減輕了中央控制器的負擔,還大幅提高了系統的靈活性與擴展性,特別是在多軸、高同動(dòng)性要求的場(chǎng)景中表現出色。
分布式-集中式控制:融合趨勢下的新思路
隨著(zhù)智能化理念的深度融合,“分布式-集中式控制”架構逐漸涌現,這種模式巧妙結合了集中式與分布式控制的優(yōu)勢,成為運動(dòng)控制技術(shù)的未來(lái)趨勢。
在分布式-集中式架構下,伺服驅動(dòng)器負責處理高速信息(如張力、扭力、震動(dòng)加速度等),而上位控制器則專(zhuān)注于處理相對較慢的信息(如流速、流量等)。這種分工不僅優(yōu)化了系統的效率與性能,還通過(guò)資源整合與協(xié)同處理,實(shí)現了更高效的數據傳輸與更精準的軸間配合。
臺達伺服系統就是在這樣的理念下進(jìn)行深度升級的。伺服驅動(dòng)器不再僅僅是硬件設備,而是具備了高速信息處理能力的智能節點(diǎn)。通過(guò)在編碼器內嵌入CPU,臺達實(shí)現了設備內部的多級信息處理。
例如,傳感器(如震動(dòng)傳感器、編碼器等)提取的信息首先在驅動(dòng)器中進(jìn)行軸間信號處理,隨后將匯總信息傳遞給控制器。這一過(guò)程不僅降低了配件成本,還顯著(zhù)提升了設備的智能化水平,使運動(dòng)控制系統能夠提前感知設備狀態(tài),具備預兆診斷功能,從單純的指令執行轉向智能健康管理。
技術(shù)創(chuàng )新:聚焦高同動(dòng)性需求
在高同動(dòng)性需求的應用場(chǎng)景中,臺達通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新展現了卓越的競爭力。以龍門(mén)控制為例,臺達將多臺驅動(dòng)器整合在一個(gè)CPU控制下,顯著(zhù)提升了軸間同動(dòng)性。傳統模式下,即使采用EtherCAT等高速通信協(xié)議,軸間信息交換仍存在延遲。而臺達的創(chuàng )新設計通過(guò)優(yōu)化CPU資源分配,大幅減少了數據存取延遲,確保了系統的快速響應與精準配合。
臺達高階型多軸交流伺服系統ASDA-W3系列便是這一技術(shù)的杰出代表。該系統通過(guò)一個(gè)CPU控制12軸的IGBT,在半導體設備等高精度應用場(chǎng)景中表現出色,不僅節省了配線(xiàn)成本,還縮小了設備體積,進(jìn)一步驗證了分布式-集中式控制架構的可行性與優(yōu)越性。
從架構轉型到智能化升級,再到滿(mǎn)足特殊需求的創(chuàng )新設計,運動(dòng)控制技術(shù)將繼續朝著(zhù)多節點(diǎn)協(xié)同、智能化管理與高精度控制的方向發(fā)展。臺達亦將繼續在這一領(lǐng)域的探索與創(chuàng )新,為高端制造注入強勁動(dòng)力。