精密運動控制如何幫助實現自動化

自動化

自動化有四個維度：高度、寬度、深度和時間。當設備必須將物體精確地放在一個具體位置時，它需要進行運動控制，即控制位置、速度和加速度。在制造專用產品時，運動控制的精度和可靠性比其他因素都更重要。

當數字信息轉化為精確的物理運動時，以前不可行的應用突然變得有可能實現。這進一步加強了工業(yè)4.0在高級機器人、物聯網（IoT）和工業(yè)物聯網（IIoT）、電池供電的醫(yī)療設備、增材制造和假肢等應用領域的推廣。這些應用中的每一項都要求制造設備具有很高的控制精度。

因此，對于這些應用來說，將數字信息轉化為物理運動并準確放置零件，需要的不僅僅是將數據傳輸到運動控制系統(tǒng)中。在下文中，我們將討論精密運動控制，介紹醫(yī)療和工業(yè)自動化應用需求，并重點推薦每個領域的高性能Trinamic產品。

精密運動控制

精密運動控制使用步進電機來引導有源機器組件的放置。開環(huán)系統(tǒng)使用步進電機將電控信號轉換為軸的精確旋轉位置。對于更高精度的應用，工程師們加入一項檢查功能來測量軸的位置。測量設備將尺寸數據發(fā)回給控制器，與設定值進行比較，支持進行差異校正。

這種雙向通信被稱為閉環(huán)。數控加工是受益于先進精密運動控制的最知名應用之一，但其實3D打印和桌面制造也受益于更精準的控制。將信息反饋給控制器的檢測設備、揀放機和自動化裝配線是受益于高精度運動控制的另外三個領域。有了精確的運動控制，實驗室的運轉更加順暢，倉庫的工作效率也有了大幅提升。同時，這種運動控制還降低了因低效率導致的產品成本，包括：

熱損和功耗

諧振

可聞噪聲

無傳感器的診斷

電池壽命

Trinamic運動控制架構由多個功能塊組成。電機控制器（或運動控制器）通過選定的接口，以規(guī)定的協(xié)議接收命令。這些命令被轉化為電機控制和驅動部件的信號。為了便于集成到應用的固件中，代碼以Trinamic的格式或C語言導出。請繼續(xù)閱讀，了解Triminic適用于醫(yī)療和工業(yè)自動化應用的產品。

高精度應用

Trinamic開發(fā)的產品解決了醫(yī)療和工業(yè)自動化的性能問題。

醫(yī)療

醫(yī)療設備，如泵和眼科設備，需要在低速時精確控制。從組織分析到血液離心和液體處理的各種應用為解決低速、最小振動下的精確性提供了機會。Trinamic技術提供的電流回路是近乎完美的正弦波，用于解決過度振動問題。這些平滑的曲線限制了會影響公差的振動。電機中的電流轉換效率低下會導致組件的溫度上升，引起系統(tǒng)故障或自動關閉事件。此外，調整加速曲線可以讓系統(tǒng)操作人員提高精度，使機器組件的運動更加順滑。

下面推薦了幾款適用于醫(yī)療應用的Trinamic產品：

組織分析：TMCM-3110（3軸，用于無傳感器的負載相關電流控制）

高可靠性：血液離心：TMCM-1636（單軸，用于3相BLDC電機）

低延遲：液體處理：TMCM-6110（6軸，用于無傳感器的負載相關電流控制）。

確保精確、低速、平穩(wěn)運行是醫(yī)療設備自動化中運動控制的關鍵。從復雜芯片到智能電機的一系列解決方案，Trinamic的運動控制解決方案可定制，并且可以靈活應用于醫(yī)療領域。

工業(yè)

生產效率和產能推動了工業(yè)應用的產品開發(fā)。隨著運動控制的改進，Trinamic的高級診斷和互連驅動器幫助實現了智能工廠?，F在的技術已足夠強大，可以用于獨立的應用，也可以用于網絡。通過制作各個模塊，系統(tǒng)設計人員可以根據他們的需求量身定制高效的解決方案。3D打印、機器人和工廠自動化是三個需要精密自動化的應用。適合這些應用的Trinamic產品包括：

3D打印：TMC2209（用于2相步進電機的超靜音電機驅動集成電路）機器人：TMC5160（大功率步進電機控制器）

工廠自動化：TMC262（集成步進電機）

上述產品解決了工業(yè)應用的重大挑戰(zhàn)。3D打印是出了名的噪聲大，會干擾作業(yè)點附近其他的活動。TMC2209實現了平滑的正弦波，支持以更高的尺寸精度安靜地制造零件。TMC5160也同樣柔軟，能快速生產高精度的機器人組件。它具有很高的集成度和可擴展性，可以最大限度地提高作業(yè)效率以推動產能，不浪費能源和時間。TMC262可以驅動40mA的柵極電流，是實驗室和工廠自動化應用的理想選擇。

結語

精密控制改變了兩個關鍵的宏觀行業(yè)——醫(yī)療和工業(yè)自動化。精確的運動控制是這兩個行業(yè)的助推器。它可以改善抗振性能、能源效率、噪音和運動的平穩(wěn)性，并顯著降低自動化運動的公差，以提高其精度。

工業(yè)自動化正在推動工業(yè)4.0的發(fā)展，將智能制造技術引入市場。增加精密運動控制可以解放3D打印、數控加工、揀放機、檢驗、品控、測試設備、自動化裝配線和傳送帶以及協(xié)作機器人的生產力。為了幫助工廠的供應鏈和運營，自動導引車（AGV）和自主移動機器人（AMR）提高了生產力，加快了產品上市速度，已經實現了接近準時的產品流狀態(tài)。

編輯：jq