机电一体化:机电制造系统

自动化体系结构可以跨一个系统体系结构使用一个控制器、一个网络和一个软件平台。这种设计可以在工业PC (IPC)或嵌入式PC上集成可编程逻辑控制器(PLC)、运动控制、安全、通信和机器人技术。通过这种方法，用户可以用更强大的集中式系统取代多个昂贵的控制器和“黑匣子”硬件。对于机器和机器人制造商来说，这意味着通过流程优化节省工程成本，并大大减少工厂的占地面积。

统一体系结构的一个关键驱动力是现代多核处理器技术。随着多核技术的进步，添加更多功能的能力也在不断增强。更多集成自动化系统的兴起也在机电一体化领域产生了一些非常有趣的创新。

机电一体化示范

作为运动控制系统的模块化线性驱动器正是那种充分利用更强大的基于pc的控制器和一个架构的机电一体化进步。配备这种运动控制系统的机器将利用一个标准控制架构(基于pc的控制)、一个软件平台和一个工业以太网。

通过将连续运动轨道上的直线电机技术与直线和曲线轨道段相结合，机器设计师可以配置适合多种应用的拓扑结构。通常，线性运动系统具有一个线性磁轨道和一个主动载波。运动被限制在一个平面上来回运动。另一方面，模块化轨道就像逆线性电机，是专门为多个载体设计的。轨道包含有源线圈和编码，而每个动器由一组被动磁铁编码器标志和滚轮组成。简单的设计提供了出色的性能。机械驱动的连续运动，如皮带或链条，被模块化线性运动系统所超越，因为每个动器的位置都是单独控制的，可以在飞行中进行非常精确的调整。移动器在1.5 m/s时定位精度为+/-25µm，在移动器静止时定位重复性小于10µm。

控制软件可以抽象复杂的底层控制原理，使控制工程师能够根据移动设备的绝对位置进行编程。这意味着移动设备使用与传统旋转轴相同的软件功能块进行定位。复杂的运动任务相对容易实现，如电子传动装置和计算机辅助运动(CAM)表之间的移动设备或移动设备和外部轴之间，如在输送机上发现的。

集成运动，机器人

回到机器人技术，也可以将一个完整的机器人系统与移动解决方案配对，并在一台工业PC上运行自动化软件。这在2013年汉诺威博览会上得到了展示，集成了一个德尔塔式机器人，与搬运工协调高速进行拾取和放置动作。这种基于pc的机电一体化方法可以简化装配和材料处理应用的自动化系统。

总的来说，这样的动器系统代表了一种高效的方式，机器制造商和制造商可以将高性能机电解决方案集成到设计中，利用相同的控制器、相同的软件环境和与机器上其他自动化和控制设备相同的网络。一个紧密集成的机电系统对工程师来说大有帮助，可以减少机器占地面积，缩短编程时间，并消除专用硬件控制器。

——Matt Lecheler是倍福自动化公司的运动专家。由CFE Media内容经理马克·t·霍斯克编辑，控制工程、mhoske@cfemedia.com．

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www.beckhoffautomation.com/xts

倍福自动化XTS在2013汉诺威博览会的YouTube视频(视频开始30秒)

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