12月11-13日，“利元亨•2019高工機(jī)器人年會(huì)(hui) ”在深圳機(jī)場(chǎng)凱悅酒店舉(ju) 行，大會(huì)(hui) 共設(shè)核心供應(yīng)鏈、新生態(tài)變革、AGV、物流應(yīng)用、產(chǎn)(chan) 線應(yīng)用等8大專(zhuan) 場(chǎng)，邀請(qǐng)500＋機(jī)器人產(chǎn)(chan) 業(yè)(ye) 鏈企業(yè)(ye) ，700＋企業(yè)(ye) 高層蒞臨(lin) 現(xiàn)場(chǎng)。歡迎點(diǎn)擊底部閱讀原文查看直播！

前兩(liang) 年，驅(qū)控一體(ti) 技術(shù)因?yàn)?wei) “真?zhèn)?wei) 之辯”而廣受熱議，隨著驅(qū)控一體(ti) 產(chǎn)(chan) 品的不斷推出，如今，驅(qū)控一體(ti) 技術(shù)已經(jīng)趨於(yu) 成熟，甚至成為(wei) SCARA的標(biāo)配。

驅(qū)控一體(ti) 基於(yu) 硬件電路集成度的提高，為(wei) 工控產(chǎn)(chan) 品的小型化發(fā)展提供了必要的條件，以成本、安裝尺寸和係統(tǒng)性方案上的優(yōu)(you) 勢(shì)備受市場(chǎng)青睞。同時(shí)，功能模塊化的開發(fā)方式可以幫助用戶縮減產(chǎn)(chan) 品設(shè)計(jì)時(shí)間，提高工作效率，成為(wei) 企業(yè)(ye) 降本增效的不二選擇。

2019年12月11日，由高工機(jī)器人舉(ju) 辦的“利元亨·2019高工機(jī)器人年會(huì)(hui) ”在深圳凱悅酒店隆重開幕，在yl34511线路中心工控冠名的核心供應(yīng)鏈專(zhuan) 場(chǎng)，yl34511线路中心工控技術(shù)總監(jiān)石建軍(jun) 發(fā)表了《模塊化、專(zhuan) 機(jī)化的驅(qū)控一體(ti) 係統(tǒng)》的主題演講，以驅(qū)控一體(ti) 的技術(shù)趨勢(shì)為(wei) 出發(fā)點(diǎn)，以yl34511线路中心工控在驅(qū)驅(qū)一體(ti) 上的探索為(wei) 基礎(chǔ)，進(jìn)一步闡釋了驅(qū)控一體(ti) 技術(shù)的優(yōu)(you) 勢(shì)。

驅(qū)控一體(ti) 的特點(diǎn)和優(yōu)(you) 勢(shì)

在客戶低成本、高性能、空間占用小、操作簡(jiǎn)單和維護(hù)方便等需求下，小型化、模塊化、專(zhuan) 機(jī)化的驅(qū)控一體(ti) 方案成為(wei) 趨勢(shì)。石建軍(jun) 表示，驅(qū)控一體(ti) 首先是空間占用小、成本低、維護(hù)簡(jiǎn)單、可靠性高。

對(duì)於(yu) 多軸係統(tǒng)而言，一般的驅(qū)控一體(ti) ，整機(jī)配置不夠靈活，但是如果采用模塊化設(shè)計(jì)，就可以很好地解決(jue) 這個(gè)(ge) 問題。模塊化的驅(qū)控一體(ti) ，無論CPU板、IO板、伺服板等，都可以在一定的框架下相互替換，靈活性很高。同時(shí)，多軸的驅(qū)控一體(ti) ，還可以進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，較大程度的降低運(yùn)行成本。

石建軍(jun) 表示，對(duì)於(yu) 特定的比較成熟的行業(yè)(ye) 而言，其外部的設(shè)置已基本成型，不會(huì)(hui) 有太大的改變，可以專(zhuan) 門為(wei) 其定製一套係統(tǒng)，允許適當(dāng)?shù)牟考?，在小?guī)格上麵可以選配，以比較完備的、覆蓋行業(yè)(ye) 的大部分情況、性能和靈活性得到保證的同時(shí)，成本可以大程度地降低。

驅(qū)控一體(ti) 的主流設(shè)計(jì)方案

與(yu) 傳(chuan) 統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控製不同的是，驅(qū)控一體(ti) 集成了伺服驅(qū)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)控製，兩(liang) 者之間在內(nèi)(nei) 部進(jìn)行高速數(shù)據(jù)通信。設(shè)計(jì)之初，就拋棄了各種接口器件，而用的時(shí)候，客戶可以節(jié)省大量電纜、空間，從(cong) 這一點(diǎn)就可以看到顯性的成本降低的可能。

而且伺服驅(qū)動(dòng)與(yu) 運(yùn)動(dòng)控製，其數(shù)據(jù)交換在內(nèi)(nei) 部高速運(yùn)行，數(shù)據(jù)交換方麵的瓶頸得到解決(jue) ，對(duì)柔性拖動(dòng)示教和智能防撞而言，基礎(chǔ)已經(jīng)搭建好了，剩下就是實(shí)現(xiàn)方案的問題。 

石建軍(jun) 指出，驅(qū)控一體(ti) 根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合及重點(diǎn)關(guān)(guan) 注的不同，目前主流的設(shè)計(jì)方案有：?jiǎn)涡酒桨?、多芯片方案和總線式方案。其中，單芯片方案和多芯片方案是單板式、集成式的方案，總線式方案是多板式、分布式的方案。 

單芯片方案主要是針對(duì)單雙軸機(jī)械臂係統(tǒng)，二次元衝(chong) 壓機(jī)械手係統(tǒng)等，因?yàn)?wei) 性價(jià)(jia) 比高，客戶應(yīng)用得非常多；而如果針對(duì)多軸機(jī)械手，那就需要多芯片的方案?！翱梢哉f，采用多芯片方案的驅(qū)控一體(ti) ，性能已經(jīng)很好，成本也不錯(cuò)?！笔ㄜ?jun) 表示。 

正是基於(yu) 這種架構(gòu)方案，yl34511线路中心工控設(shè)計(jì)了多軸桁架式機(jī)械手控製係統(tǒng)、四軸衝(chong) 壓機(jī)械手控製係統(tǒng)、四關(guān)(guan) 節(jié)機(jī)器人控製係統(tǒng)等幾款不同的驅(qū)控一體(ti) 係統(tǒng)。 

但他也同時(shí)指出，無論是單芯片方案還是多芯片方案，都隻適合單板式設(shè)計(jì)，而單板式設(shè)計(jì)，因?yàn)?wei) PCB板的麵積及空間分布的問題，其擴(kuò)展性稍有限製。所以當(dāng)軸數(shù)大於(yu) 4軸的時(shí)候，就需要考慮分布式多板式設(shè)計(jì)方案，高速總線式架構(gòu)就是這樣一種方案。

據(jù)悉，高速總線式架構(gòu)通過一條內(nèi)(nei) 部高速總線，將運(yùn)動(dòng)單元、伺服驅(qū)動(dòng)單元，IO單元、模擬量單元等串連在一起，使數(shù)據(jù)可以在內(nèi)(nei) 部高速交換，達(dá)到一體(ti) 化效果。

相較於(yu) 單芯片和多芯片的單板式方案，總線式的多板式方案，整個(gè)(ge) 係統(tǒng)的可擴(kuò)展和可配置能力，都得到了很大提升，通配性非常好。

基於(yu) 這種方案，yl34511线路中心工控設(shè)計(jì)了六關(guān)(guan) 節(jié)機(jī)器人控製係統(tǒng)、四關(guān)(guan) 節(jié)機(jī)器人控製係統(tǒng)、八軸驅(qū)控一體(ti) 控製櫃等產(chǎn)(chan) 品，整體(ti) 可配置方案多，維護(hù)非常簡(jiǎn)便，適合大多數(shù)行業(yè)(ye) 領(lǐng)域。

關(guān)(guan) 鍵技術(shù)突破

“做驅(qū)控一體(ti) 係統(tǒng)，不是單純的把伺服驅(qū)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)控製揉到一起，而是要有機(jī)地考慮兩(liang) 者之間的關(guān)(guan) 係?！笔ㄜ?jun) 表示。

而基於(yu) 驅(qū)控一體(ti) 係統(tǒng)的開發(fā)實(shí)踐，yl34511线路中心工控已經(jīng)突破一些關(guān)(guan) 鍵的技術(shù)點(diǎn)，比如共直流母線及能效管理技術(shù)。其中，共直流母線的技術(shù)主要針對(duì)多軸非同步運(yùn)動(dòng)情況，其作用是降低係統(tǒng)的能源消耗以及運(yùn)行成本。 

對(duì)於(yu) 直流共母線設(shè)計(jì)的多軸係統(tǒng)來說，當(dāng)一個(gè)(ge) 軸處?kù)?yu) 發(fā)電狀態(tài)，一個(gè)(ge) 軸處?kù)?yu) 電動(dòng)狀態(tài)的時(shí)候，那它發(fā)電狀態(tài)產(chǎn)(chan) 生的電，就可以直接通過母線，輸給電動(dòng)狀態(tài)的軸使用，幾乎沒有消耗，不產(chǎn)(chan) 生熱量。 

石建軍(jun) 表示，yl34511线路中心工控還會(huì)(hui) 在算法上進(jìn)行能效管理，主動(dòng)對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行優(yōu)(you) 化，使係統(tǒng)盡可能朝著這種狀態(tài)運(yùn)動(dòng)?！边@種方案，首先是可以降低耗電量；其次，產(chǎn)(chan) 生的熱量可以減少，係統(tǒng)的散熱壓力可以得到很大的緩解，整個(gè)(ge) 係統(tǒng)可以做更加小型化的設(shè)計(jì)。” 

正是得益於(yu) 直流共母線及能效管理技術(shù)，yl34511线路中心工控驅(qū)控一體(ti) 產(chǎn)(chan) 品即使做得很小，散熱都比較好，溫升也能得到比較好的控製。 

“當(dāng)我們(men) 采用驅(qū)控一體(ti) 設(shè)計(jì)的時(shí)候，因?yàn)?wei) 數(shù)據(jù)交換的瓶頸得到解除，對(duì)於(yu) 需要伺服驅(qū)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)控製快速協(xié)調(diào)的相關(guān)(guan) 控製算法，就有了實(shí)現(xiàn)的可能?！笔ㄜ?jun) 表示，而利用好這些融合後的技術(shù)，不僅(jin) 可以設(shè)計(jì)出更多的功能點(diǎn)，對(duì)整個(gè)(ge) 軌跡運(yùn)動(dòng)過程也可以優(yōu)(you) 化，使機(jī)器人能夠更加平滑快速的加減速，提升機(jī)器人的整體(ti) 壽命，變相降低機(jī)器人的應(yīng)用成本。