运动控制

在工业自动化和机器人技术领域，运动控制一直以精度、速度和可靠性为核心。然而，随着自动化系统越来越多地在非结构化、动态环境中运行，例如有人工操作的工厂、库存布局不断变化的仓库、有机体运动频繁的手术室，一个新的维度变得至关重要：智能。

步进电机对于需要平稳运动和高分辨率定位的精密应用至关重要。为了满足应用需求，必须深入了解全步进、半步进和微步进控制之间的差异。本文概述了微步进技术的基础知识，旨在帮助读者弥补相关知识缺口。

美的工业技术旗下高创运动控制公司在2023年渠道代理商大会期间发布了四款紧贴市场需求且搭载领先研发成果的产品与解决方案，并与来自各地代理商就运动控制领域的技术发展、市场需求等进行了深入探讨。

<strong>以太网正成为工业应用中日益重要的网络</strong>

就运动控制而言，以太网、现场总线以及其他技术（如外围组件互连）历来都是相互竞争的，用以在工业自动化和控制系统中获得对一些最苛刻要求的工作负载的处理权限。运动控制应用要求确定性（保证网络能够及时将工作负载传送至预定的节点），这是确保位置保持所必需的，这进而又将确保驱动器的精确停止、适当的加速/减速以及其他任务。

标准的IEEE 802.3以太网从未达到这方面的要求。即使全双工交换和隔离冲突域淘汰了过时的CSMA/CD数据链路层，但它还是缺乏可预测性。此外，典型堆栈中的TCP/IP的高度复杂性并未针对实时流量的可靠传送进行优化。因此，现场总线以及带有基于ASIC的PCI卡的PC控制架构一直是常见的运动控制解决方案。

从EtherNet/IP®到EtherCAT®的以太网解决方案以其独特的方式克服了这些缺点。尽管工业以太网相较于别的替代技术还有一些其它优势，然而它在运动控制中还远没有占到主导地位。我们来看看它能够并且将会在未来几年的竞争中越来越被接受的三个原因。

<strong>1. 融合而不是增加复杂性</strong>

<p>专注于新产品引入 (NPI) 并提供极丰富产品类型的业界顶级半导体和电子元件分销商贸泽电子(<a href="https://www.mouser.com/?utm_source=pressrelease&amp;utm_medium=pr&amp;u… Electronics</a>) 即日起备货Maxim Integrated的 <a href="https:

日前，Maxim宣布推出MAX22500E、MAX22501E和MAX22502E RS-485收发器，帮助工业客户将数据速率提高2倍、电缆长度延长50%。

对于要求远距离下实现精确控制的运动系统，设计者面临在长电缆下保证更快数据率和更高可靠性的挑战。例如，由于生产现场必须在更远距离快速、精确地传输数据，低速器件无法满足需求。

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当今的工业运用迫切需要可以在苛刻条件下一天24小时连续工作的、可靠耐用的工业机器人和自动机械装置。这样的系统要切远比以前精确的电机和反馈控制，今天的大多数性能改进要归因于新技术和微电子技术的发展。这些创新消除了机器人共用工作空间时产生的碰撞，改进了任务分配并且提高了伺服系统的精确性，从而使自动机械系统更加可靠地工作......

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<font color="#FF8000">作者：贸泽电子 Bill Schweber</font>

在很多电机应用中，轴位置、方向以及速度都是关键信息。设计工程师可以选择轴位编码器，以实时提供这些关键信息。

在多数运动和电机控制设计中，电机轴的位置、方向和速度都是关键信息。对于无刷直流 (BLDC) 电机而言更是如此，此类电机具有优异的效率和可控性，应用范围在不断扩大，但其需要系统控制器准确的“知道”应在何时激励和去激励电机线圈以维持正常旋转。

轴位编码器可用来实时确定电机参数。此类编码器是一种机电元件，可将轴的旋转转换为电信号，再将电信号反馈到电机控制器形成闭环回路。系统就是通过这种方式控制电机轴的位置、速度、速度曲线和转矩，同时还能监控停转或其他故障。在确定了电机轴的位置和方向后，此元件可通过模拟电路或数字过程确定电机轴的速度，甚至是加速度。（请注意，速度是位置对时间的导数，而加速度是速度对时间的导数）。有些场合，会将编码器安装在远离运动传动装置处，这样便会产生一系列敏感性问题，如背隙、溅液、弯曲及其他需要在设计时考虑的机械类问题。