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長久以來，中國作為全球制造業中心，其自動化設備的使用率相較于發達國家卻還處于較低的水平。人工勞動力成本的低廉，將自動化行業局限在一個相對狹小的市場環境里。然而，隨著“十二五”時期的到來，自動化廠商無疑獲得了前所未有的市場機遇。無論是高端裝備制造業成為未來重點建設工作，還是工業轉型升級的正式提出，都促成了自動化產業在未來一段時期內的炙手可熱。而這對于方興未艾的運動控制行業來說，更是如此。在一系列運動控制品牌已經深耕中國市場多年的情況下，很多后起之秀仍然對這一市場充滿了開拓的期望，新軍與宿將的競爭才剛剛開始。 早在五年前，立足中國的科技廠商研華就已經非常看好運動控制在自動化領域的發展。為此，研華還在中國大陸成立了專門的合資子公司——杭州研華拓峰自動化技術有限公司，用以推動相關行業的產品需求和行業服務。而正是因為對于自動化技術未來發展的十足信心，研華設備自動化行業發展總監李國忠先生預測：“‘十二五’期間，運動控制領域將會實現每年兩位數的增長。” 他認為這種行業的增長，仍然將以高、中、低端為標準相應發展。具體來看，盡管高端產品在短期內并不會成為主流產品，但是他卻將在各個行業，如精密儀器制造行業內，擔任關鍵的技術支撐；此外，中低端市場將一如既往地穩定發展，尤其是PC-BASED等開放性架構，憑借其良好的彈性功能，將能夠幫助制造裝備行業用戶實現最佳的配置。 顯然，看好運動控制行業的并不只有研華一家，在近期的一個交流中，凌華科技有限公司華北區總經理許杰弘向記者表達了他對運動控制這一領域未來發展的良好愿景，“在中國，我們期望2012年，運動控制產品能夠占到凌華整個銷售收入的20%以上”。 亮點頻現技術仍是競爭關鍵 如果說早期的運動控制是伴隨著數控技術、機器人技術以及工廠自動化技術的發展而成長的。那么，隨著信息時代高新技術的不斷發展，運動控制的技術發展也開始展現出一些頗具行業特色的亮點。 事實上，在未來的運動控制領域，傳統的單機設備仍然將長時間地采用“板卡 工業電腦的模式”已成為業內人士的共識。而在大型的自動化設備中，網絡化技術的采用也將越來越成為應用的主軸。的確，通過網絡進行數據的傳輸與控制，從而簡化自動化控制布線，延長傳輸距離，并增加可控制的點數，進而在幫助最終用戶實現布線成本降低的同時，讓系統維護更加容易，無疑更具有市場吸引力。 除此以外，適合自動化產業專用的控制器也將逐漸盛行，嚴格的測試和驗證過程使得這種特殊的硬件系統，更加適合產業的實際需求和應用環境。 然而，尤其值得一提的還是在談到運動控制行業亮點時，兩位行業經理人不一而同地說出了高速度、高精度將成為未來行業發展的重要趨勢。 對此，研華設備自動化行業發展總監李國忠先生結合“十二五”向記者指出：“‘十二五’規劃中明確表示要加快我國高端裝備制造業的發展。那么就運動控制領域而言，高速度、高精度無疑將會應用在高端設備和精密儀器制造之上。應此產業需求趨勢，研華也將在未來持續發展網絡分布式AMAX及DSP高速高精運動控制器，這將會成為未來一段時期內運動控制的技術亮點。” 而凌華科技有限公司華北區總經理許杰弘則從行業應用角度闡述了這一觀點。他認為，在TFT/LCD激光切割、龍門銑床、水射流設備中，高速度、高精度的運動控制產品具有極大的實際應用能力。而凌華在這一方面，也做出了相應的努力。他介紹到，凌華科技特有的Softmotion技術以及基于DSP的數字信號處理和高速的編碼器，就可以提供更快的伺服、更新的速度以及先進的控制功能。 攜視覺技術拓運動控制應用空間 盡管視覺產品在整個自動化行業還屬于新興一類，但是，視覺系統和運動控制的結合發展早已不是一個嶄新的話題，只是其大規模的應用與普及卻始終難以達到。究其原因，可能是此前，中國市場對于視覺這類高端產品的需求尚不能達到產業這一規模，因而導致視覺系統和運動控制這一高端領域的研發技術仍然處于相對薄弱的環節。 如今隨著軟硬件技術的發展，一定程度上降低了運動控制和視覺系統的開發難度和開發成本，曾經只專精于運動控制，或視覺系統的自動化廠商也逐漸開始加入到了機器視覺的研發隊伍上來。 “如果說運動控制是人體四肢的話，那么視覺系統就是眼睛。兩者的結合，恰如其分地達到了手眼并用的功效。”研華設備自動化行業發展總監李國忠先生如是說。他認為，機器視覺的應用，不僅僅能幫助控制系統實現準確的定位，還能做到及時的判別和辨識等功能。而這一功能，顯然在傳統的紡織及電子設備制造行業，以及一些新興的領域，如食品飲料包裝、LED生產、機械手臂及手機各部件的應用檢測等領域，有著極大的作用。為此，研華也將于2012年第二季度發布其自有的機器視覺產品EagleEye智能相機和InspectorPro視覺軟件。 而在和凌華科技許杰弘先生的交流中，記者得知，早在多年前，凌華科技就已經預見到了未來自動化產業將是機器視覺與運動控制緊密結合的產業。所以，自研發伊始，凌華科技就展開了基于運動控制和機器視覺額技術融合、產品研發及應用。在這一領域，凌華擁有著業界無可比擬的技術和經驗優勢，不僅是在傳統的半導體設備制造及電子設備制造中，同時在如食品包裝、藥品檢測、TFT和LCD生產和測試、錢幣驗證、煙草及棉花檢測、手機各部件的檢測等新興領域，凌華都已經能夠幫助用戶實現“一站式”服務，從計算平臺到運動控制軸卡，從圖像采集到圖像分析軟件等，全方位地滿足客戶的生產運營需求。 盡管如此，運動控制的視覺之路還很漫長，但是在眾多優秀的自動化廠商努力下，必將在未來呈現出百花齊放的態勢。 工業通信技術促運動控制發展 近年來，在運動控制技術的發展中，與很多相關技術的融合共進也成為了至關重要的因素。除了近年來與視覺系統的結合，運動控制技術的發展也顯著受益于工業實時通信技術的不斷升級，正是這一基礎技術的不斷完善，為運動控制提升各方面性能提供了良好的技術基礎。 與其他實時通信方式相比，工業實時以太網技術憑借著高傳輸速度、高帶寬等優點，在當前無疑已經成為適用于運動控制領域的最重要技術之一。盡管在不同技術背景和支持廠商的倡導下，EtherCAT、Powerlink、ProfinetIRT、SERCOSⅢ等眾多實時以太網技術仍處于并存發展的態勢，但對于用戶來說，技術的不斷發展和日益開放的技術環境，使運動控制用戶的選擇越來越簡單易行。 近年來，尤其在多軸傳動等領域，工業實時以太網基于其特性已經可以進行一系列的支持，同時基于技術的不斷改進，這些實時以太網技術的開放性和相容性也變得越來越好。以EtherCAT實時以太網技術為例，其在運動控制領域起到的作用就越來越顯著。不僅在技術上具有更好的可行性，支持與應用這一技術標準的運動控制供應商也越來越多。 對此，EtherCAT技術推廣工程師程庚談到：“EtherCAT以它傳輸速度快，帶寬利用率高達80%～97%，實時性高等特點在運動控制領域有突出優勢，EtherCAT為現行的運動控制設備行規提供了簡單的接口，例如EtherCAT可以提供CANopen相同的通信機制，包括對象字典、PDO、SDO，甚至網絡管理。用于伺服驅動和通信技術的SERCOS框架可以輕松地映射到EtherCAT中，該特性使用戶和設備制造商可以輕松完成從現有的現場總線到EtherCAT技術的轉換過程。” 事實上，運動控制的需求直接來源于各個行業的各自特點。在當前運動控制應用比較典型的工業機器人、印刷包裝等一些行業場合中，工業通訊起到的作用也越來越關鍵。程庚認為，在工業機器人、印刷包裝等典型行業的運動控制應用中，快速通信、高實時性和系統擴展其它通信方式的難易程度等方面都是受到關注的，從這一角度來看，運動控制與工業通信兩者的結合也促成了各自的發展。 在這種技術交叉發展的現狀下，運動控制產品提供商對多種工業通信技術的支持則越來越開放。例如，盡管一些運動控制供應商本身就是某些主流實時以太網技術的主要倡導者，但他們也在積極地尋求自身產品對其他網絡技術的兼容性。 如果在以前，一種運動控制產品只能支持一到兩種以太網和總線標準的話，那么現在相應的協議轉換已經變得輕松得多。而從用戶的角度看，這種變化帶來的不僅僅是成本的改善，也使模塊化系統的實現更加方便 程庚也以EtherCAT為例談到，EtherCAT可以給用戶帶來高速通信和高實時性的系統。同時，BECKHOFF公司和部分ETG會員公司提供了其他通信方式到EtherCAT系統的轉換器件，可以更加便捷地將其他通信掛接到EtherCAT系統中。 據程庚介紹，主流的運動控制廠商絕大多數已經成為了EtherCAT技術組織的會員，并已推出了支持EtherCAT通信的運動控制產品，如ABB、BECKHOFF、KOLLMORGEN、MAZAK、NI、Omron、Yaskawa等。在德國ETG聯合展臺上還可以看到多家支持EtherCAT運動控制廠商的產品在一個EtherCAT主站平臺下運作，在中國ETG聯合展臺也可以看到主流運動廠商的參與支持。 事實上，在如Powerlink、SERCOSⅢ等其他工業實時以太網方面，受到廠商支持的力度同樣越來越大，從運動控制到整個控制系統的“一網貫穿”、實現更高性能的多軸運動控制等目標也已經涌現。可見，運動控制和工業網絡的交互式發展，正在走向越來越可喜的方向。 |
