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IC693ALG390通用電氣  智能運(yùn)動(dòng)控制解決方案的發(fā)展和演進(jìn)

運(yùn)動(dòng)控制隨著時(shí)間推移不斷演變，從簡(jiǎn)單的并網(wǎng)電機(jī)發(fā)展到適用于機(jī)床和工業(yè)機(jī)器人的復(fù)雜的多軸伺服驅(qū)動(dòng)解決方案。為了在智能制造中實(shí)現(xiàn)更高水平的生產(chǎn)力、靈活性和自動(dòng)化，自動(dòng)化技術(shù)日益復(fù)雜，這也促進(jìn)了相關(guān)技術(shù)發(fā)展和演進(jìn)。

并網(wǎng)電機(jī)

最基本的運(yùn)動(dòng)解決方案是基于并網(wǎng)或交流3相定速電機(jī)，它們使用開關(guān)設(shè)備來提供開關(guān)控制和保護(hù)電路。這些基本的運(yùn)動(dòng)控制解決方案以相對(duì)固定的速度運(yùn)行，不受負(fù)載變化影響。使用機(jī)械控制裝置來降低輸出，例如節(jié)流閥、阻尼器、齒輪或閥門、泵以及風(fēng)扇等都屬于此類裝置。

逆變器驅(qū)動(dòng)電機(jī)

增加整流器、直流母線和3相逆變器級(jí)實(shí)際上會(huì)生成可變頻率和可變電壓源，現(xiàn)在被應(yīng)用到電機(jī)中，以實(shí)現(xiàn)變速控制。這種逆變器驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以使電機(jī)在負(fù)載和應(yīng)用中以優(yōu)化的速度運(yùn)行，從而大幅降低能耗。例如高效率的泵和風(fēng)扇。

變速驅(qū)動(dòng)

對(duì)于更高性能的運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用，變速驅(qū)動(dòng)(VSD)可以助力實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的扭矩、速度和位置控制。為了實(shí)現(xiàn)上述控制，我們?cè)诨镜拈_環(huán)逆變器驅(qū)動(dòng)中增加了電流和位置測(cè)量。這樣可以更準(zhǔn)確地控制電機(jī)速度、位置和扭矩。例如輸送機(jī)、繞組、打印和沖壓機(jī)器就是這些應(yīng)用的典型示例。

伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

同步多軸伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用于更復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)應(yīng)用中。機(jī)床和數(shù)控機(jī)床要求多軸同步操作，因此需要極為準(zhǔn)確的位置反饋。在CNC加工中，5軸協(xié)調(diào)很常見，但是有些應(yīng)用會(huì)用到多達(dá)12個(gè)軸，其中工具和工件在特定空間內(nèi)相對(duì)移動(dòng)。

工業(yè)機(jī)器人/協(xié)作機(jī)器人/移動(dòng)機(jī)器人

工業(yè)機(jī)器人需要將多軸伺服驅(qū)動(dòng)、機(jī)械集成和先進(jìn)的機(jī)器控制算法組合使用，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的3D空間定位。機(jī)器人一般有6個(gè)軸，這些軸必須協(xié)調(diào)有序，如果有時(shí)候機(jī)器人沿軌道移動(dòng)，則會(huì)有7個(gè)軸。協(xié)作機(jī)器人基于工業(yè)機(jī)器人解決方案構(gòu)建，但增加了功率和力限制(PFL)，以提供安全的多軸機(jī)器控制，讓操作人員能夠在協(xié)作機(jī)器人旁安全工作。最后，移動(dòng)機(jī)器人采用了自導(dǎo)航功能安全機(jī)器控制，支持定位傳感和避撞。

推動(dòng)智能運(yùn)動(dòng)控制發(fā)展的驅(qū)動(dòng)因素

智能運(yùn)動(dòng)控制在四個(gè)關(guān)鍵增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)因素推動(dòng)下加速發(fā)展：能耗降低、敏捷生產(chǎn)、數(shù)字化轉(zhuǎn)型，同時(shí)向智能制造中基于減少停機(jī)時(shí)間和增加資產(chǎn)利用率、以服務(wù)為基礎(chǔ)的新商業(yè)模式轉(zhuǎn)變也有一定的促進(jìn)作用。讓我們?cè)敿?xì)看看這四個(gè)關(guān)鍵的增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)因素。

降低能耗

電機(jī)系統(tǒng)消耗的電力占到整個(gè)行業(yè)消耗電力的近70%。1智能運(yùn)動(dòng)解決方案通過讓越來越多的應(yīng)用從定速電機(jī)轉(zhuǎn)向高效率電機(jī)和變速驅(qū)動(dòng)，正在并將繼續(xù)大幅降低能耗，這在一定程度上是受到能效法規(guī)推動(dòng)。這種能耗降低可以助力實(shí)現(xiàn)更具可持續(xù)性的制造。獲取與優(yōu)化制造流程有關(guān)的運(yùn)動(dòng)見解，將有助于進(jìn)一步降低智能制造的能源消耗。

敏捷生產(chǎn)

隨著行業(yè)不斷根據(jù)消費(fèi)者需求和不斷改變的購買者行為做出調(diào)整，需要通過基于可重新配置生產(chǎn)線的敏捷生產(chǎn)來提供更多定制，實(shí)現(xiàn)更快的周轉(zhuǎn)時(shí)間。消費(fèi)者需求正在推動(dòng)從低組合、大批量制造向高組合、小批量制造轉(zhuǎn)變，這就需要工廠車間具有更高的靈活性。復(fù)雜、重復(fù)且通常較危險(xiǎn)的任務(wù)現(xiàn)在可由工業(yè)機(jī)器人完成，以實(shí)現(xiàn)更高的產(chǎn)出和生產(chǎn)力。敏捷生產(chǎn)提高了發(fā)生中斷時(shí)的彈性，可以更快應(yīng)對(duì)不斷變化的客戶需求。

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