運動控制主要涉及步進電機、伺服電機的控制，控制結(jié)構(gòu)模式一般是：控制裝置 驅(qū)動器 (步進或伺服)電機。控制裝置可以是PLC系統(tǒng)，也可以是專用的自動化裝置(如運動控制器、運動控制卡)。

 

　　九月份萬眾矚目的蘋果7就要正式發(fā)布了，而每一次蘋果發(fā)布新產(chǎn)品，都會引起全球蘋果粉絲的瘋狂。但在蘋果產(chǎn)品發(fā)布之前，蘋果產(chǎn)業(yè)鏈上的廠商們早就已經(jīng)開始狂歡了。

 

中國運動控制發(fā)力智能制造

 

　　蘋果的上游是富士康這樣的代工廠，而代工廠的上游是那些電子零配件廠商和加工設(shè)備廠商，比如CNC打磨拋光設(shè)備、AOI檢測設(shè)備、貼片機、電子組裝設(shè)備、機械手臂、藍寶石加工設(shè)備、激光打標設(shè)備和塑料機械。電子產(chǎn)業(yè)鏈的范圍比較廣泛，除了蘋果和安卓系統(tǒng)的智能手機，還有平板電腦、可穿戴產(chǎn)品、智能傳感器、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品和其他新興的消費電子產(chǎn)品，這些新興產(chǎn)品在現(xiàn)在和將來的市場增長可能比智能手機還要大。這些電子產(chǎn)品的需求會對上游的機械設(shè)備產(chǎn)生強大的拉動作用，而這些機械設(shè)備大多數(shù)都是精度要求很高的，運動控制產(chǎn)品等自動化產(chǎn)品是這些高精度設(shè)備中最關(guān)鍵的核心零部件。

 

 

　　運動控制通常是指在復(fù)雜條件下，將預(yù)定的控制方案、規(guī)劃指令轉(zhuǎn)變成期望的機械運動，實現(xiàn)機械運動精確的位置控制、速度控制、加速度控制、轉(zhuǎn)矩或力的控制。按照使用動力源的不同，運動控制主要可分為以電動機作為動力源的電氣運動控制、以氣體和流體作為動力源的氣液控制和以燃料(煤、油等)作為動力源的熱機運動控制等。

 

電氣運動控制占有一席之地

 

　　運動控制主要涉及步進電機、伺服電機的控制，控制結(jié)構(gòu)模式一般是：控制裝置驅(qū)動器(步進或伺服)電機。控制裝置可以是PLC系統(tǒng)，也可以是專用的自動化裝置(如運動控制器、運動控制卡)。PLC系統(tǒng)作為控制裝置時，雖具有PLC系統(tǒng)的靈活性、一定的通用性，但對于精度較高(如插補控制)、反應(yīng)靈敏的要求時難以做到或編程非常困難，而且成本可能較高。隨著技術(shù)進步和技術(shù)積累，運動控制器應(yīng)運而生了，它把一些普遍性的、特殊的運動控制功能固化在其中(如插補指令)，用戶只需組態(tài)、調(diào)用這些功能塊或指令，這樣減輕了編程難度，性能、成本等方面也有優(yōu)勢。

 

　　其中，步進運動控制技術(shù)，是唯一可以在開環(huán)情況下運行，而不需位置反饋的運動控制方法。這使得步進電機系統(tǒng)比伺服運動系統(tǒng)簡單得多，成本較低也增添了步進電機的吸引力。再加上其它不斷改進設(shè)計，如硬件小型化和高密度力矩，使得步進系統(tǒng)在很多要求較低速度和定位精度運動應(yīng)用中保持著較強的競力。對于某些低功率應(yīng)用，內(nèi)在控制簡單，微電機及驅(qū)動器、高密度轉(zhuǎn)矩步進系統(tǒng)構(gòu)成了伺服電機可行的選擇。東方馬達對此推出的調(diào)速電動機組合產(chǎn)品US2系列是US系列的全面升級，基于先進的D-loop的更強大性能及可靠性，采用了高容許轉(zhuǎn)矩、高強度的KⅡ系列電動機、減速機。高性能、功能豐富，更易用。

 

 

　　近年來，中國運動控制產(chǎn)品(通用伺服系統(tǒng)、步進系統(tǒng)、運動控制器)穩(wěn)步增長，增速高于新常態(tài)下GDP的增長。尤其是機床、紡織、印刷、包裝和電子等行業(yè)的快速發(fā)展有力帶動了對運動控制器的需求。通用運動控制器作為伺服系統(tǒng)的控制裝置，其市場規(guī)模受到伺服系統(tǒng)的直接影響;運動控制器需求量在2006-2012年保持穩(wěn)定增長，由2006年的25.36萬套上升至2012年的75.45萬套。2013年中國運動控制器市場需求依舊相對穩(wěn)定，增速約為19%，需求量在90萬套左右。

 

　　伴隨著市場規(guī)模的不斷擴大，中國廠商開始在運動控制方面占據(jù)一席之地。例如中國最大的運動控制產(chǎn)品綜合制造商之一上海安浦鳴志自動化設(shè)備有限公司，目前已躋身全球五大步進電機制造商之列的。始終秉持對專業(yè)應(yīng)用技術(shù)和國際化科學(xué)管理手段的追求，在廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域中不斷的提供更專業(yè)、更節(jié)能、更高效的產(chǎn)品。從工廠自動化專業(yè)部件到智能LED照明驅(qū)動器，從大型工廠設(shè)備的智能管理系統(tǒng)到汽車通信設(shè)備的控制執(zhí)行機構(gòu)，鳴志成為集運動控制產(chǎn)品以及運動控制解決方案于一體的綜合性服務(wù)提供商，產(chǎn)品覆蓋步進電機、直流無刷電機、伺服電機和電機驅(qū)動器。

 

　　作為機械制造重要動力源，直驅(qū)電機一直備受用戶關(guān)注。今天，中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型加速，更高效更可靠更精準的直驅(qū)電機更為業(yè)界所需。以對時效性最有要求的電子設(shè)備為例，伴隨電子產(chǎn)品迅速換代，生產(chǎn)設(shè)備也需快速更新，同時，這些設(shè)備還必須具備很高的精準度與輕負載環(huán)境。一般直驅(qū)企業(yè)很難達到要求，而國內(nèi)領(lǐng)先的直驅(qū)電機公司——大族電機提供的方案已屢次成功應(yīng)用于蘋果、三星、華為等電子半導(dǎo)體行業(yè)最具代表性品牌產(chǎn)品的生產(chǎn)中，具備過硬實戰(zhàn)經(jīng)驗。

 

　　05年成立的大族電機一直以多領(lǐng)域的引領(lǐng)研發(fā)與集成優(yōu)勢被市場廣泛認可，其開發(fā)的直線電機、力矩電機、工業(yè)機器人、自動化設(shè)備、激光掃描光學(xué)系統(tǒng)、伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)等高科技產(chǎn)品實現(xiàn)了系列化、標準化和產(chǎn)業(yè)化，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)激光設(shè)備行業(yè)、數(shù)控機床行業(yè)、電子半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)、醫(yī)療器械行業(yè)、紡織機械行業(yè)、精密檢測儀器行業(yè)和民用行業(yè)等領(lǐng)域，因其卓越性價比成為各領(lǐng)域用戶的首選。

 

　　運動控制平臺方面，大族電機集成化直線電機平臺覆蓋單軸、二軸、多軸、龍門平臺類型，以快速響應(yīng)、準確定位和高可靠性滿足高速自動化、精密測量、電子半導(dǎo)體加工、激光加工等設(shè)備需求。此外，相比一般直線電機平臺，大族電機集成化直線平臺，可顯著降低成本，減少在機器上安裝直線機構(gòu)的工作量;用戶也可根據(jù)應(yīng)用性能需求選擇直線執(zhí)行器，而不用考慮直線機構(gòu)的內(nèi)部構(gòu)成或它如何控制系統(tǒng)連接，提高產(chǎn)品開發(fā)效率。

 

氣動控制仍需奮起勇追

 

　　正流體傳動技術(shù)利用流體壓力和液體動能進行能量傳遞，是機電產(chǎn)品向高速化、自動化、高效率、高精度、高可靠性、輕量化、多樣化方向發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。氣動元件作為便捷、廉價的基礎(chǔ)產(chǎn)品，隨著氣動技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，不僅在機電、輕紡等傳統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)市場廣闊，在信息技術(shù)、生物制品、精細加工等新興產(chǎn)業(yè)中也發(fā)揮著越來越重要的作用。氣動元件通過氣體的壓強或膨脹產(chǎn)生的力來做功的元件，即將壓縮空氣的彈性能量轉(zhuǎn)換為動能的機件。如氣缸、氣動馬達、蒸汽機等。氣動元件是一種動力傳動形式，亦為能量轉(zhuǎn)換裝置，利用氣體壓力來傳遞能量。IHS預(yù)測未來氣動元件市場將會與工業(yè)機械需求的增長齊頭并進。

 

　　由于汽車工業(yè)的發(fā)展以及對生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)要求的逐步提高，對機床的速度和效率都提出了新的更高的要求，提高數(shù)控機床功能零部件的性能和質(zhì)量已經(jīng)成為中國機床工業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。眾所周知，在機床關(guān)鍵部件領(lǐng)域，代表高技術(shù)含量的是滾珠絲杠產(chǎn)品。要提高機床的生產(chǎn)效率，就要提高機床的速度。由此，對高速高精密滾珠絲杠和直線導(dǎo)軌的需求也會有快速的增加。

 

 

　　為實現(xiàn)其高性能，中國生產(chǎn)的機床在驅(qū)動上使用高精度滾珠絲杠的比率有了很大的提高。目前機床采用的滾珠絲杠，有價格較低的國產(chǎn)的，也有精度較高的日本和歐洲等進口產(chǎn)品。使用進口產(chǎn)品往往是在那些對加工速度、精度、壽命及穩(wěn)定性方面有較高要求的機床。其中，創(chuàng)設(shè)于1989年的上銀科技以機械關(guān)鍵零組件起家，為全球第二大傳動控制與系統(tǒng)科技領(lǐng)導(dǎo)品牌，擁有精密滾珠螺桿產(chǎn)量世界第一，及線性滑軌產(chǎn)量世界第二大的成績。上銀科技以HIWIN品牌營銷全球，自行研發(fā)的產(chǎn)品從大型到微型的滾珠絲杠、直線導(dǎo)軌、特殊軸承、工業(yè)機器人、晶圓機器人、醫(yī)療機器人、直線電機、線性致動器、驅(qū)動器及精密定位平臺等，廣泛使用在生技醫(yī)療、半導(dǎo)體、光電、3C、自動化、精密機床、節(jié)能、交通等產(chǎn)業(yè)，打破了日、德等國長期壟斷的精密機械市場。

 

　　隨著機床速度的提高，導(dǎo)軌的使用也由滑動向滾動轉(zhuǎn)化。在中國，由于機床速度較低及制造成本上的原因，滑動導(dǎo)軌的使用還占大多數(shù)，但使用滾珠導(dǎo)軌和滾柱導(dǎo)軌的機床數(shù)量在急速上升。越來越多的企業(yè)采用了滾動直線導(dǎo)軌等滾動元件導(dǎo)向系統(tǒng)，使原來每分鐘幾米的進退速度提高到十幾米甚至幾十米。由于滾動導(dǎo)軌具有高速、長壽命、可加預(yù)壓、安裝方便等方面的優(yōu)點，隨著對機床性能及數(shù)控化要求的提高，滾動導(dǎo)軌使用比率的提高是必然的趨勢。

 

 

　　銀泰科技生產(chǎn)的直線導(dǎo)軌有五大優(yōu)點：定位精度高，重現(xiàn)性;低摩擦阻力，可長時間維持精度;可承受四方向的高負荷能力;適合高速化之應(yīng)用;組裝容易，并具互換之特性。在進入中國大陸市場的眾多臺灣制造企業(yè)中，銀泰科技股份有限公司(PMI)是較早進入大陸市場的。在滾珠導(dǎo)絲桿、直線導(dǎo)軌和線性模組領(lǐng)域，精密機械關(guān)鍵性零部件，銀泰科技在大陸市場擁有極大的競爭力，其主要供應(yīng)機床、放電加工機、線切割機、塑膠注塑機、半導(dǎo)體設(shè)備、精密定位及其他各式設(shè)備與機器上。

 

　　氣動元件市場最初由簡單技術(shù)器件組成，一些主要產(chǎn)品替代趨勢將會影響該市場的未來發(fā)展。目前，中國供應(yīng)商在氣動控制這塊市場，主要聚焦于標準傳統(tǒng)氣動閥門和執(zhí)行器的生產(chǎn)，并且在價格上占據(jù)絕對優(yōu)勢?，F(xiàn)在他們正在將目光投向更大的市場，如歐洲和北美，正在大規(guī)模組團向其挺進，并通過當(dāng)?shù)胤咒N商逐漸進入市場。這將引發(fā)氣動行業(yè)重新洗牌，全球市場競爭格局將改變。

 

機遇與壓力并存

 

　　中國運動控制市場依賴機床、紡織、橡塑、包裝等少數(shù)幾個下游機械行業(yè)，所以前幾年市場波動比較大，隨著行業(yè)應(yīng)用的拓展，運動控制行業(yè)也逐漸成熟。伴隨我國機械裝備技術(shù)水平的提高，中國市場對高端運動控制設(shè)備的需求相對保持穩(wěn)定。尤其在高端醫(yī)療設(shè)備、高端機床、高端自動化紡織機械、高精密印刷機械、精密電子加工設(shè)備等行業(yè)，歐美和日本運動控制廠商表現(xiàn)突出，擁有較強的綜合競爭優(yōu)勢。

 

　　在中國，很多本土廠商只能提供運動控制器，伺服驅(qū)動，伺服電機和編碼器等其中一種產(chǎn)品，再搭配其他廠商的驅(qū)動或者電機銷售。產(chǎn)品層面，中國本土運動控制產(chǎn)品和歐美，日系廠商的差距還是比較大的，比如一些關(guān)鍵性指標：控制精度，穩(wěn)定性，動態(tài)響應(yīng)，轉(zhuǎn)矩脈動，高速性能，智能控制和網(wǎng)絡(luò)支持。

 

　　中低端設(shè)備制造市場容量巨大，廠商數(shù)量眾多，由于這類設(shè)備廠商主要面向細分行業(yè)，性價比往往成為其首要考慮因素。相對于高端進口產(chǎn)品，這些制造商對價格比較敏感，需求變化相對比較劇烈，盡管面臨國際品牌的競爭，國產(chǎn)經(jīng)濟型運動控制產(chǎn)品逐漸得到了中低端用戶的認同，但是未來仍然面臨較大的競爭壓力。

 

　　未來幾年，中國運動控制器的需求增長仍將集中于機床、印刷、包裝，電子等行業(yè)，而煙草機械、醫(yī)療設(shè)備等行業(yè)對運動控制器的需求也將穩(wěn)定增長，預(yù)計到2016年中國運動控制器需求量將接近190萬套，而通用運動控制器市場規(guī)模有望達到40億元左右。

 

　　2016年是我國“十三五”的開局之年，是落實《中國制造2025》、“互聯(lián)網(wǎng)+”等國家重大戰(zhàn)略的全面實施之年，也是穩(wěn)增長、調(diào)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵之年。中國制造要堅持智能轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)中國制造業(yè)從低端向高端轉(zhuǎn)變，中國運動控制市場必須迎頭而上，不斷創(chuàng)新突破核心技術(shù)，從而迎來新的爆發(fā)。