用于以运动为中心的工业自动化的解决方案

组装、半导体制造、机械工程、激光材料加工、检验系统等工业自动化中或增材制造中的定位和运动任务需要坚实可靠的解决方案。亚微米级精度、精确的位置重复性、高动态和高产出都必不可少,这对于工业4.0尤其如此,因为安全和简单组网选项都发挥着重要作用。 

用于高产出和高精度多轴应用的完整解决方案

只有在定位系统的机械部件、驱动技术和控制电控能够互相之间完美匹配时,那些要求才能被满足。

 

来自单一供应商的解决方案不仅可为客户提供精密的定位技术及高性能控制解决方案,还能在满足新要求的同时实现更快启动和高灵活性。


什么让定位器和运动解决方案变得智能?一个高性能控制解决方案必须具有哪些 功能和特征才能使智能运动和定位成为可能呢?PI已经确定了一张基本条件的清单,这些条件可为一些工业应用提供解决方案,这些应用可满足高精度和高动态的要求,且不受运动轴数量的影响。

功能安全
通过现场总线接口进行通信
自动调谐
系统中各条轴的同步
多维运动轨迹
位置误差的3-DOF补偿
龙门解决方案的偏转角补偿
系统谐振的抑制
鲁棒控制行为
与更高级别自动化环境的简易集成

ACS是全球领先的多轴驱动系统模块化运动控制器开发制造商。通过与ACS合作,PI可在全球范围内为要求最高精度和动态的工业应用提供定制化全套系统,此外,PI还能将其广泛的经验应用到旨在将精度、生产率和可靠性相结合的工业应用中的高端项目。

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高性能运动控制系统

ACS运动控制可提供分布式结构运动控制系统,完全模块化,元件在三个层次上进行组织: 

  • 第一层为用户界面,主要是主软件,可实现与运动系统的通信。

  • 第二层上的设备称为运动控制器。运动控制器负责与主软件进行通信,同时还负责与波形生成、曲线、宏、诊断等相关的一切。位置指令通过一个以太网实时网络被发送至第三层上的通用驱动模块。某些产品中,运动控制器、驱动器和电源都集中在一个外壳之内,这类产品称为控制模块。

  • 第三层上的通用驱动模块包含数字伺服处理器(DSP),其执行轴的伺服定位。驱动模块驱动和激活电机、管理反馈设备、控制输入输出并为闭环定位控制分析传感器信号。

ACS运动控制器也是以太网主站,负责 管理所有与以太网网络连接的 网络节点(驱动器、输入输出、传感器)。 它们 具有模块化的设计、可互换、可扩展且可通过多种以太网协议与机器主机进行通信。通用控制模块(UCM)驱动器负责伺服控制。所有 电流、速度和位置回路都在频率为20 千赫兹 时进行处理,且不受轴的数量的影响, 这一频率是实现具有最小误差的高同步性和高动态的先决条件。运动控制器系统采用ServoBoost™等独特的控制算法以及可避免 振动的波形整形来 优化停止抖动和稳定时间。 NanoPWM™等独有的专利技术和DRBoost™特征 可实现高于100000:1的动态范围,因此,扫描晶圆时可实现纳米级的跟踪误差、 计量应用 中可实现  亚纳米级的停止抖动。

此外,广泛的触发功能还可用于 激光应用或检验功能等。定位误差的集成3-DOF补偿和龙门解决方案的偏转角补偿可实现具有最高精度要求的应用。专有的ServoBoost™算法可实时识别干扰、确定根本原因并将影响降低至最小。它可 简化调谐,使负载改变时的性能优化、安装在同一框架内的不同轴之间的互动以及克服多种实际干扰实现鲁棒性变得更加简易,从而实现具有 高定位精度和极短稳定时间的鲁棒控制。


来自PI的带磁性直接驱动器 的V-551 是我们迄今为止测试过的最佳位置平台!

Ze´ev Kirshenboim,ACS运动控制董事长


应用

激光加工

通过将运动和激光脉冲进行同步,包含一个精密线性平台和一个ACS运动控制器的全面解决方案可提供一条均匀、精确的切割线,且可实现不受工件尺寸或切割轮廓和形状影响的高产出。

晶圆检验

空气轴承平面工作台可提供滚柱轴承无法实现的直线度/平面度。ACS运动控制器通过X轴控制轴的偏转角,以实现精确的直角对准。通过控制器的波形整形算法,动态线性电机加速和减速过程中的谐振可得到抑制。

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