談到運(yùn)動(dòng)控制，就不得不提伺服控制了。如果說早期的運(yùn)動(dòng)控制還只是伺服控制的衍生物的話，那么發(fā)展至今，運(yùn)動(dòng)控制已自成一脈。尤其是在機(jī)電一體化革命持續(xù)深入開展的今日，運(yùn)動(dòng)控制的發(fā)展已不容忽視。

　　從國內(nèi)來看，一方面，基于中國制造業(yè)大國的角色，產(chǎn)業(yè)機(jī)械迅猛發(fā)展的前景已清晰可見，而工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)無疑為運(yùn)動(dòng)控制的發(fā)展推波助瀾；另一方面，國內(nèi)新興產(chǎn)業(yè)的異軍突起，也為運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)帶來了一定的市場(chǎng)機(jī)遇。

　　事實(shí)上，在經(jīng)過了多年的發(fā)展，運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域所呈現(xiàn)給行業(yè)用戶的不再僅僅是簡(jiǎn)單的速度和位置的控制，更多的技術(shù)支撐，讓這個(gè)行業(yè)綻放出了炫目的光彩。

　　運(yùn)動(dòng)控制“十二五”機(jī)遇良多

　　長(zhǎng)久以來，中國作為全球制造業(yè)中心，其自動(dòng)化設(shè)備的使用率相較于發(fā)達(dá)國家卻還處于較低的水平。人工勞動(dòng)力成本的低廉，將自動(dòng)化行業(yè)局限在一個(gè)相對(duì)狹小的市場(chǎng)環(huán)境里。然而，隨著“十二五”時(shí)期的到來，自動(dòng)化廠商無疑獲得了前所未有的市場(chǎng)機(jī)遇。無論是高端裝備制造業(yè)成為未來重點(diǎn)建設(shè)工作，還是工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的正式提出，都促成了自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)在未來一段時(shí)期內(nèi)的炙手可熱。而這對(duì)于方興未艾的運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)來說，更是如此。在一系列運(yùn)動(dòng)控制品牌已經(jīng)深耕中國市場(chǎng)多年的情況下，很多后起之秀仍然對(duì)這一市場(chǎng)充滿了開拓的期望，新軍與宿將的競(jìng)爭(zhēng)才剛剛開始。

　　早在五年前，立足中國的科技廠商研華就已經(jīng)非常看好運(yùn)動(dòng)控制在自動(dòng)化領(lǐng)域的發(fā)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(dòng)化技術(shù)有限公司，用以推動(dòng)相關(guān)行業(yè)的產(chǎn)品需求和行業(yè)服務(wù)。而正是因?yàn)閷?duì)于自動(dòng)化技術(shù)未來發(fā)展的十足信心，研華設(shè)備自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展總監(jiān)李國忠先生預(yù)測(cè)：“‘十二五’期間，運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域?qū)?huì)實(shí)現(xiàn)每年兩位數(shù)的增長(zhǎng)。”

　　他認(rèn)為這種行業(yè)的增長(zhǎng)，仍然將以高、中、低端為標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)發(fā)展。具體來看，盡管高端產(chǎn)品在短期內(nèi)并不會(huì)成為主流產(chǎn)品，但是他卻將在各個(gè)行業(yè)，如精密儀器制造行業(yè)內(nèi)，擔(dān)任關(guān)鍵的技術(shù)支撐；此外，中低端市場(chǎng)將一如既往地穩(wěn)定發(fā)展，尤其是PC-based等開放性架構(gòu)，憑借其良好的彈性功能，將能夠幫助制造裝備行業(yè)用戶實(shí)現(xiàn)最佳的配置。

　　顯然，看好運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)的并不只有研華一家，在近期的一個(gè)交流中，凌華科技（中國）有限公司（以下簡(jiǎn)稱“凌華科技”）華北區(qū)總經(jīng)理許杰弘向記者表達(dá)了他對(duì)運(yùn)動(dòng)控制這一領(lǐng)域未來發(fā)展的良好愿景，“在中國，我們期望2012年，運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品能夠占到凌華整個(gè)銷售收入的20%以上”。

　　亮點(diǎn)頻現(xiàn)技術(shù)仍是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)鍵

　　如果說早期的運(yùn)動(dòng)控制是伴隨著數(shù)控技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)以及工廠自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展而成長(zhǎng)的。那么，隨著信息時(shí)代高新技術(shù)的不斷發(fā)展，運(yùn)動(dòng)控制的技術(shù)發(fā)展也開始展現(xiàn)出一些頗具行業(yè)特色的亮點(diǎn)。

　　事實(shí)上，在未來的運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域，傳統(tǒng)的單機(jī)設(shè)備仍然將長(zhǎng)時(shí)間地采用“板卡+工業(yè)電腦的模式”已成為業(yè)內(nèi)人士的共識(shí)。而在大型的自動(dòng)化設(shè)備中，網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的采用也將越來越成為應(yīng)用的主軸。的確，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸與控制，從而簡(jiǎn)化自動(dòng)化控制布線，延長(zhǎng)傳輸距離，并增加可控制的點(diǎn)數(shù)，進(jìn)而在幫助最終用戶實(shí)現(xiàn)布線成本降低的同時(shí)，讓系統(tǒng)維護(hù)更加容易，無疑更具有市場(chǎng)吸引力。

　　除此以外，適合自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)專用的控制器也將逐漸盛行，嚴(yán)格的測(cè)試和驗(yàn)證過程使得這種特殊的硬件系統(tǒng)，更加適合產(chǎn)業(yè)的實(shí)際需求和應(yīng)用環(huán)境。

　　然而，尤其值得一提的還是在談到運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)亮點(diǎn)時(shí)，兩位行業(yè)經(jīng)理人不一而同地說出了高速度、高精度將成為未來行業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)。

　　對(duì)此，研華設(shè)備自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展總監(jiān)李國忠先生結(jié)合“十二五”向記者指出：“‘十二五’規(guī)劃中明確表示要加快我國高端裝備制造業(yè)的發(fā)展。那么就運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域而言，高速度、高精度無疑將會(huì)應(yīng)用在高端設(shè)備和精密儀器制造之上。應(yīng)此產(chǎn)業(yè)需求趨勢(shì)，研華也將在未來持續(xù)發(fā)展網(wǎng)絡(luò)分布式AMAX及DSP高速高精運(yùn)動(dòng)控制器，這將會(huì)成為未來一段時(shí)期內(nèi)運(yùn)動(dòng)控制的技術(shù)亮點(diǎn)。”

　　而凌華科技（中國）有限公司華北區(qū)總經(jīng)理許杰弘則從行業(yè)應(yīng)用角度闡述了這一觀點(diǎn)。他認(rèn)為，在TFT/LCD激光切割、龍門銑床、水射流設(shè)備中，高速度、高精度的運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品具有極大的實(shí)際應(yīng)用能力。而凌華在這一方面，也做出了相應(yīng)的努力。他介紹到，凌華科技特有的Softmotion技術(shù)以及基于DSP的數(shù)字信號(hào)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(jìn)的控制功能。

　　攜視覺技術(shù)拓運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用空間

　　盡管視覺產(chǎn)品在整個(gè)自動(dòng)化行業(yè)還屬于新興一類，但是，視覺系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)控制的結(jié)合發(fā)展早已不是一個(gè)嶄新的話題，只是其大規(guī)模的應(yīng)用與普及卻始終難以達(dá)到。究其原因，可能是此前，中國市場(chǎng)對(duì)于視覺這類高端產(chǎn)品的需求尚不能達(dá)到產(chǎn)業(yè)這一規(guī)模，因而導(dǎo)致視覺系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)控制這一高端領(lǐng)域的研發(fā)技術(shù)仍然處于相對(duì)薄弱的環(huán)節(jié)。

　　如今隨著軟硬件技術(shù)的發(fā)展，一定程度上降低了運(yùn)動(dòng)控制和視覺系統(tǒng)的開發(fā)難度和開發(fā)成本，曾經(jīng)只專精于運(yùn)動(dòng)控制，或視覺系統(tǒng)的自動(dòng)化廠商也逐漸開始加入到了機(jī)器視覺的研發(fā)隊(duì)伍上來。

　　“如果說運(yùn)動(dòng)控制是人體四肢的話，那么視覺系統(tǒng)就是眼睛。兩者的結(jié)合，恰如其分地達(dá)到了手眼并用的功效。”研華設(shè)備自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展總監(jiān)李國忠先生如是說。他認(rèn)為，機(jī)器視覺的應(yīng)用，不僅僅能幫助控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定位，還能做到及時(shí)的判別和辨識(shí)等功能。而這一功能，顯然在傳統(tǒng)的紡織及電子設(shè)備制造行業(yè)，以及一些新興的領(lǐng)域，如食品飲料包裝、LED生產(chǎn)、機(jī)械手臂及手機(jī)各部件的應(yīng)用檢測(cè)等領(lǐng)域，有著極大的作用。為此，研華也將于2012年第二季度發(fā)布其自有的機(jī)器視覺產(chǎn)品EagleEye智能相機(jī)和Inspector Pro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(jīng)預(yù)見到了未來自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)將是機(jī)器視覺與運(yùn)動(dòng)控制緊密結(jié)合的產(chǎn)業(yè)。所以，自研發(fā)伊始，凌華科技就展開了基于運(yùn)動(dòng)控制和機(jī)器視覺額技術(shù)融合、產(chǎn)品研發(fā)及應(yīng)用。在這一領(lǐng)域，凌華擁有著業(yè)界無可比擬的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)，不僅是在傳統(tǒng)的半導(dǎo)體設(shè)備制造及電子設(shè)備制造中，同時(shí)在如食品包裝、藥品檢測(cè)、TFT和LCD生產(chǎn)和測(cè)試、錢幣驗(yàn)證、煙草及棉花檢測(cè)、手機(jī)各部件的檢測(cè)等新興領(lǐng)域，凌華都已經(jīng)能夠幫助用戶實(shí)現(xiàn)“一站式”服務(wù)，從計(jì)算平臺(tái)到運(yùn)動(dòng)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(chǎn)運(yùn)營需求。

　　盡管如此，運(yùn)動(dòng)控制的視覺之路還很漫長(zhǎng)，但是在眾多優(yōu)秀的自動(dòng)化廠商努力下，必將在未來呈現(xiàn)出百花齊放的態(tài)勢(shì)。

　　工業(yè)通信技術(shù)促運(yùn)動(dòng)控制發(fā)展

　　近年來，在運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展中，與很多相關(guān)技術(shù)的融合共進(jìn)也成為了至關(guān)重要的因素。除了近年來與視覺系統(tǒng)的結(jié)合，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展也顯著受益于工業(yè)實(shí)時(shí)通信技術(shù)的不斷升級(jí)，正是這一基礎(chǔ)技術(shù)的不斷完善，為運(yùn)動(dòng)控制提升各方面性能提供了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

　　與其他實(shí)時(shí)通信方式相比，工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù)憑借著高傳輸速度、高帶寬等優(yōu)點(diǎn)，在當(dāng)前無疑已經(jīng)成為適用于運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的最重要技術(shù)之一。盡管在不同技術(shù)背景和支持廠商的倡導(dǎo)下，EtherCAT、Powerlink、Profinet IRT、SERCOSⅢ等眾多實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù)仍處于并存發(fā)展的態(tài)勢(shì)，但對(duì)于用戶來說，技術(shù)的不斷發(fā)展和日益開放的技術(shù)環(huán)境，使運(yùn)動(dòng)控制用戶的選擇越來越簡(jiǎn)單易行。

　　近年來，尤其在多軸傳動(dòng)等領(lǐng)域，工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)基于其特性已經(jīng)可以進(jìn)行一系列的支持，同時(shí)基于技術(shù)的不斷改進(jìn)，這些實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù)的開放性和相容性也變得越來越好。以EtherCAT實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù)為例，其在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域起到的作用就越來越顯著。不僅在技術(shù)上具有更好的可行性，支持與應(yīng)用這一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)控制供應(yīng)商也越來越多。

　　對(duì)此，EtherCAT技術(shù)推廣工程師程庚談到：“EtherCAT以它傳輸速度快，帶寬利用率高達(dá)80%～97%，實(shí)時(shí)性高等特點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域有突出優(yōu)勢(shì)，EtherCAT為現(xiàn)行的運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備行規(guī)提供了簡(jiǎn)單的接口，例如EtherCAT可以提供CANopen相同的通信機(jī)制，包括對(duì)象字典、PDO（過程數(shù)據(jù)對(duì)象）、SDO（服務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)象），甚至網(wǎng)絡(luò)管理。用于伺服驅(qū)動(dòng)和通信技術(shù)的SERCOS框架可以輕松地映射到EtherCAT中，該特性使用戶和設(shè)備制造商可以輕松完成從現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)總線到EtherCAT技術(shù)的轉(zhuǎn)換過程。”

　　 事實(shí)上，運(yùn)動(dòng)控制的需求直接來源于各個(gè)行業(yè)的各自特點(diǎn)。在當(dāng)前運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用比較典型的工業(yè)機(jī)器人、印刷包裝等一些行業(yè)場(chǎng)合中，工業(yè)通訊起到的作用也越來越關(guān)鍵。程庚認(rèn)為，在工業(yè)機(jī)器人、印刷包裝等典型行業(yè)的運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用中，快速通信、高實(shí)時(shí)性和系統(tǒng)擴(kuò)展其它通信方式的難易程度等方面都是受到關(guān)注的，從這一角度來看，運(yùn)動(dòng)控制與工業(yè)通信兩者的結(jié)合也促成了各自的發(fā)展。

　　在這種技術(shù)交叉發(fā)展的現(xiàn)狀下，運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品提供商對(duì)多種工業(yè)通信技術(shù)的支持則越來越開放。例如，盡管一些運(yùn)動(dòng)控制供應(yīng)商本身就是某些主流實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù)的主要倡導(dǎo)者，但他們也在積極地尋求自身產(chǎn)品對(duì)其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的兼容性。

　　如果在以前，一種運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品只能支持一到兩種以太網(wǎng)和總線標(biāo)準(zhǔn)的話，那么現(xiàn)在相應(yīng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換已經(jīng)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(tǒng)的實(shí)現(xiàn)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(shí)時(shí)性的系統(tǒng)。同時(shí)，BECKHOFF公司和部分ETG會(huì)員公司提供了其他通信方式到EtherCAT系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換器件，可以更加便捷地將其他通信掛接到EtherCAT系統(tǒng)中。

　　據(jù)程庚介紹，主流的運(yùn)動(dòng)控制廠商絕大多數(shù)已經(jīng)成為了EtherCAT技術(shù)組織的會(huì)員，并已推出了支持EtherCAT通信的運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品，如ABB、BECKHOFF、KOLLMORGEN、MAZAK、NI、Omron、YASKAWA等。在德國ETG聯(lián)合展臺(tái)上還可以看到多家支持EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制廠商的產(chǎn)品在一個(gè)EtherCAT主站平臺(tái)下運(yùn)作，在中國ETG聯(lián)合展臺(tái)也可以看到主流運(yùn)動(dòng)廠商的參與支持。

　　事實(shí)上，在如Powerlink、SERCOSⅢ等其他工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)方面，受到廠商支持的力度同樣越來越大，從運(yùn)動(dòng)控制到整個(gè)控制系統(tǒng)的“一網(wǎng)貫穿”、實(shí)現(xiàn)更高性能的多軸運(yùn)動(dòng)控制等目標(biāo)也已經(jīng)涌現(xiàn)。可見，運(yùn)動(dòng)控制和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的交互式發(fā)展，正在走向越來越可喜的方向。