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控制器是工業(yè)機(jī)器人自動化的核心
日期:2019-03-26瀏覽量:5910來源:

工業(yè)過程大致分為連續(xù)過程工業(yè)、離散過程工業(yè)、間隙過程工業(yè)三大類,隨著工業(yè)自動化技術(shù)的發(fā)展,三類工業(yè)過程衍生出過程控制、離散控制和間隙控制。1930年以來,工控技術(shù)經(jīng)歷了三個(gè)主要階段。

目前工業(yè)控制屬于直接數(shù)字控制(DDC),即由計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)。通常使用的控制系統(tǒng)包括集散控制系統(tǒng)(DCS)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS),二者主要區(qū)別在于DCS一對多,F(xiàn)CS一對一。

工業(yè)控制系統(tǒng)一般包括現(xiàn)場控制器、操作員站計(jì)算機(jī)、工程師站計(jì)算機(jī),以及聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。可編程邏輯控制器(PLC)等同于工業(yè)控制系統(tǒng)中的現(xiàn)場控制器。

PLC負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)生產(chǎn)線上所有工業(yè)機(jī)器人、工裝夾具、傳送帶、焊接變位機(jī)、移動導(dǎo)軌等設(shè)備的運(yùn)作。無論是工業(yè)控制系統(tǒng)或是系統(tǒng)下的工業(yè)機(jī)器人,都擁有本身的控制系統(tǒng)。

控制系統(tǒng)上游包括各類電子元器件,如PCB面板、IC芯片、晶體管、電阻電容等,中游核心部件包含運(yùn)動控制器、伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)等,下游運(yùn)用于工業(yè)機(jī)器人、半導(dǎo)體、機(jī)床等各行各業(yè)。

目前控制器有三種主要的控制方式:PLC控制、專用控制、PC-Based控制,三種方式在控制系統(tǒng)市場上平分秋色,各占比30%、38%、32%。

從三種工業(yè)控制器下游分布可看出,專用控制主要運(yùn)用于機(jī)械、工業(yè)機(jī)器人等,PC-based控制器主要運(yùn)用于半導(dǎo)體、包裝和工業(yè)機(jī)器人,PLC主要運(yùn)用于紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、EMS等行業(yè)。

PC-based相較PLC在功能占優(yōu),可實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的運(yùn)動控制,下游廠商可利用PC-based廠商提供的底層函數(shù)庫進(jìn)行靈活的二次開發(fā)和編程,除了傳統(tǒng)的PLC語言,開發(fā)者更可以C++、Basic等語言進(jìn)行編程,通用性強(qiáng)。


專用控制器早期主要用于機(jī)床領(lǐng)域,即計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)(CNC,ComputerizedNumericalControl),隨后在機(jī)械、工業(yè)機(jī)器人等行業(yè)大范圍使用,是面向特定行業(yè)提供專用的控制產(chǎn)品。

專用控制器集成現(xiàn)有的所有控制器技術(shù),包括PLC、PC-based,核心不在硬件,而在于行業(yè)應(yīng)用軟件功能塊,這種類型的控制器只能滿足特定行業(yè)使用,性能穩(wěn)定,定價(jià)高。

控制領(lǐng)域包括運(yùn)動控制、過程控制、開關(guān)量邏輯控制等,其中運(yùn)動控制占比最高。

三類控制器中,運(yùn)動控制在專業(yè)控制器的占比最高,預(yù)計(jì)到2020年,運(yùn)動控制功能在PC-Based控制器、專用控制器、PLC控制領(lǐng)域的比重將分別達(dá)到59%、92%、27%,其中專業(yè)控制器和PC-Based控制器控制領(lǐng)域中運(yùn)動控制的比例將顯著提升。

在一些運(yùn)動控制運(yùn)用領(lǐng)域中,專用控制器或者PC-Based將替代PLC,PLC的市場占比在減少。

比如專用控制器在傳統(tǒng)切削機(jī)床、高端工業(yè)機(jī)器人中發(fā)展較快;PC-Based在雕刻機(jī)、半導(dǎo)體、物流、激光加工機(jī)等運(yùn)用增長較快。

汽車、半導(dǎo)體行業(yè)對工業(yè)機(jī)器人需求的增加,以及陶瓷衛(wèi)浴、制藥等新興行業(yè)對工業(yè)機(jī)器人的使用刺激了PC-Based運(yùn)動控制器在機(jī)器人領(lǐng)域的快速發(fā)展。

另外由于直角坐標(biāo)機(jī)器人和國產(chǎn)品牌的多關(guān)節(jié)機(jī)器人功能簡單、價(jià)格便宜,越來越多的廠商會選擇性價(jià)比較高的PC-Based運(yùn)動控制器。

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