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2008年,B&R提出了GMC(Generic Motion Control)這(zhe)一(yi)前(qian)瞻(zhan)性(xing)概(gai)念(nian),它(ta)著(zhe)眼(yan)於(yu)建(jian)立(li)麵(mian)向(xiang)整(zheng)廠(chang)級(ji)的(de)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)方(fang)案(an),力(li)圖(tu)使(shi)得(de)這(zhe)個(ge)架(jia)構(gou)能(neng)夠(gou)適(shi)應(ying)未(wei)來(lai)市(shi)場(chang)不(bu)斷(duan)變(bian)化(hua)的(de)需(xu)求(qiu)和(he)對(dui)成(cheng)本(ben)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)的(de)壓(ya)力(li)。
一、未來的機器設計
模塊化設計
對於印刷、包裝、塑料、紡織機械等行業的OEM製造商而言,大批量生產可以顯著降低成本,而小批量、duopinzhongdexuqiuzeyaoqiujiqidebianhuanengli,zhesihushiyigemaodun?ermokuaihuadejixieshejinenggoujiejuezheyimaodun,yucitongshi,tayeduidianqixitongtichuleyaoqiu,bixushiyingjianmokuaihua,erqie,ruanjianyeshimokuaihuashejide。
設備互聯
今天,在一個飲料、礦泉水或者液體奶生產廠,我們可以看到整個生產線的過程:由吹瓶機生產的PET瓶被機械手輸送到灌裝線上,而灌裝頭為其提供精確的灌裝,然後壓蓋、貼標,再按照預先設計的包裝方案進行熱膜包裝,最後由機器人碼垛後裝箱。在整個過程中,我們會看到:吹瓶涉及液壓技術來實現壁厚控製,然後直線機械手抓取的定位控製,灌裝涉及閥島和快速的質量流量計信號采集,熱膜包含了送瓶、上膜、分(fen)瓶(ping)等(deng)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi),而(er)機(ji)器(qi)人(ren)則(ze)需(xu)要(yao)多(duo)維(wei)度(du)的(de)空(kong)間(jian)坐(zuo)標(biao)轉(zhuan)換(huan),裝(zhuang)箱(xiang)的(de)定(ding)位(wei),輸(shu)送(song)單(dan)元(yuan)的(de)變(bian)頻(pin),一(yi)些(xie)簡(jian)單(dan)機(ji)械(xie)位(wei)置(zhi)調(tiao)整(zheng)可(ke)能(neng)會(hui)使(shi)用(yong)小(xiao)型(xing)的(de)直(zhi)流(liu)伺(si)服(fu),這(zhe)些(xie)融(rong)合(he)了(le)定(ding)位(wei)、CAM、CNC、液壓、Robotics技術的整個過程需要一個完整的解決方案來實施,誰能提供如此卓越的技術而又開放簡單呢?
克朗斯、立樂或者SIG這些國際知名的廠商均在提供一個完整的包裝解決方案,海德堡、Man Rolandzebuduanchuangxindelaiweiyinshuachangtigongjianlizaizhengchangjiagouxiadeshangyeyinshuajiejuefangan,jiandandejiqikongzhiyijingbuzaishishidaidechaoliu,ertigongjiyujichengjiagoudeshejizenengmanzuzhezhongpoqiedexuqiu。
軟件時代的到來
對於機械製造商而言,他們更加清醒的意識到,軟件扮演著越來越重要的角色,如何去在語言之間選擇?其實,並非如此,Ladder適合Logic部分的編寫,但是C則提供了更合適於複雜算法和軟件封裝滿足知識產權保護以及多種機型共享通用模塊的需求。IEC和PLCopen提ti供gong了le開kai放fang的de功gong能neng塊kuai來lai供gong調tiao用yong,這zhe就jiu使shi得de軟ruan件jian變bian得de更geng加jia方fang便bian和he開kai放fang,不bu但dan易yi於yu獲huo得de,並bing且qie可ke以yi實shi現xian複fu雜za的de應ying用yong,而er又you無wu需xu支zhi付fu高gao昂ang的de費fei用yong。
二、什麼是GMC?
GMC是一個大的框架,它由以下幾個層麵構成,組成了一個完整的麵向整廠解決方案的係統設計

2.1執行機構
GMC的對象不僅僅是伺服電機了,它把運動控製進行了廣泛的外延,使得它具備適應各種現場實際需求的能力。步進、直流、電液伺服、bianpinheanquanjishu,zheyang,butongdexingnengyingyongsuoxudeduixiangjunzaibaohanzhizhong,shidekehukeyirenyixuanzehezuzhi,huodezuiyoudepeizhixuanze,yifahuigezhixingjigousuojuyoudeyoushihetedian,erwuxuzengjiachengbenquhuodeangguidesifulaikongzhi。
2.2應用層
2.2.1運動控製
● 點到點移動
● 電子齒輪
● 電子凸輪仿形
● 橫切
● 飛鋸
● 色標控製
● 鼓序列發生器
● 套印控製
這些功能塊被封裝好,客戶隻需為其提供簡單的參數入口,即可應用到係統中。
2.2.2 CNC
CNC與普通的運動控製有所不同,例如CNC所需的G代碼,以及3D擴展應用、3D CNC 加工,可提供多種運動模型設計算法、並且能夠對工作空間監控,而與Logic PLC的任務高速同步來確保整機的完美運行,例如直線、圓弧、拋物線、螺旋線的插補等。
2.2.3機器人技術
機器人則包含了機器人本身所需要的專業庫,例如SCARA、Articulated arm robot、、Parallel SCARA機器人所需的控製策略與模塊均不相同,而這些可以由ARCN0功能包集成到整個係統中,運行於實時操作係統Automation Runtime之上提供了其實時操作的保證。
● 人形機器人運動學
● SCARA運動學
● Steward平台運動學
● 工作空間監測
● 視校功能設計
2.3軟件接口
GMC提供了對PLCopen的標準模塊調用支持,這包含了PLCopen Logic、Motion、Hydraulic和Safety技術的各個標準應用包,並且IEC61131suozhichidebianchenggongjuhegongnengkuyekeyibeitiaoyong,kaifangderuanjiantiaoyonghuodeletongyongxing,erbushouzhiyumouxiangsiyoujishudezhiyue,nenggouhuodekaifangzuzhisuotigongdechangqichuangxinjicheng,huodechixudekeyongxing,baozhenglezishenjishudedulixingdetongshi,erwuxuzhifuangguideruanjianchengben。

2.4 GMC診斷技術
zhinengxingdesifuxuyaojubeizizhengdinggongneng,ershiboqigongnengzetigonglegongchengyingyongzhongduiyusifuduiyingcanshudeshishixianshiyihuodejixiegongyigaishandecankaoyijitiaoshifangxiangdegaishan,tongguoyuMathworks的合作,在係統裏也可以完成Simulink仿真和代碼自動生成功能。
2.5Ethernet POWERLINK技術集成
GMCrongheleshishitongxinjishudaoyundongkongzhizhong,tongchanglaishuo,gezhongkongzhiduixiangliyundongkongzhiduiyuzongxiandesuduheshishixingyaoqiushizuigaode,jiyuzongxianxingshejideyundongkongzhixuyaojiezhuyugaosudetongxinjishulaitigongshujudejiaohuanyiquebaozhouyuzhouzhijiandetongbuguanxi。zaiyinshuajixiewuzhouchuandong、細紗超長車、高速經編,以及高速CNC加工和機器人應用中,采用高速數據總線來提供各個軸之間的速度、位置及坐標信號(X,Y,Z,Roll,Pitch,Yaw)至關重要,通過不斷的數據交換各個軸之間進行著高速的同步來確保控製目的的實現。

三、為什麼采用GMC?
什麼是GMC理念設計的源動力?顯然, OEM製造商的不斷變化的需求和對行業的精深理解使得B&R的設計師們通過集成原有的技術,使係統更加優化組合,設計出放眼全局的通用運動控製解決方案。

變化的需求
在超市裏我們看到,那些洗衣粉的包裝可謂千奇百怪,飲料、啤酒、yancaodebaozhuangyezaibuduandebianhua,zhegeishebeizhizaoshangzaochenghendadeyali,yinwei,tamenbixuzaidapiliangshengchanhefeibiaoshejidelinghuoxingjianpingheng,zhesihushimaodunde,danshi,yundongkongzhihenhaodejiejuelezhexiewenti。yuchuantongdejixieshejixiangbi,yundongkongzhishidelinghuoxingdedaoledafududetisheng:
ruguocaiyongchuantongdejixiefangshicaiqieyijuanzhi,namedaogunhuigenjuchicunbutongersuishigenghuan,daogundechengbenjiashanggenghuantiaoxiaosuoxudeshijianchengbenjiaqilaihuishishengchanchengbenjiada,danwomenbunanfaxian,yundongkongzhidelinghuoxingshidesuozhifudechengbenbiandeweibuzudao,ruguozaijingbianjishangcaiELS電子橫移技術,那麼重達2噸(dun)的(de)鏈(lian)塊(kuai)安(an)裝(zhuang)和(he)調(tiao)校(xiao)這(zhe)項(xiang)耗(hao)費(fei)巨(ju)大(da)的(de)工(gong)作(zuo)將(jiang)會(hui)被(bei)觸(chu)摸(mo)屏(ping)上(shang)的(de)設(she)置(zhi)代(dai)替(ti),不(bu)同(tong)的(de)紗(sha)線(xian)其(qi)成(cheng)型(xing)工(gong)藝(yi)有(you)所(suo)不(bu)同(tong),可(ke)是(shi)通(tong)過(guo)凸(tu)輪(lun),不(bu)僅(jin)會(hui)出(chu)現(xian)機(ji)械(xie)的(de)磨(mo)損(sun),而(er)且(qie),變(bian)化(hua)一(yi)次(ci)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)時(shi)間(jian)和(he)成(cheng)本(ben)則(ze)會(hui)被(bei)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)的(de)數(shu)分(fen)鍾(zhong)的(de)參(can)數(shu)設(she)置(zhi)所(suo)替(ti)代(dai),這(zhe)就(jiu)是(shi)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)的(de)魅(mei)力(li)。
GMC不斷的響應這些需求,在其中集成了多種不同的功能。如上所述,CAM、色標、張力處理、CNC插補、機械手、定位等等,GMC就是針對這些變化來設計的,因為,這是眾多OEM製造商所渴望的變化。
成本優化的集成架構
什麼是真正意義上的成本優化?集成架構對於成本的優化絕非空談,而是事實,那些應用各種技術的工程師最有貼身體會。
複雜多變的機器需求帶來了內在性能的不匹配的同時也帶來了成本的壓力,因為,為了實現一個不同的銜接可能需要額外的投資。例如:在互聯這些設備時,GMC提(ti)供(gong)了(le)一(yi)個(ge)再(zai)也(ye)不(bu)需(xu)要(yao)拚(pin)湊(cou)各(ge)家(jia)的(de)係(xi)統(tong),而(er)這(zhe)些(xie)係(xi)統(tong)由(you)於(yu)互(hu)聯(lian)增(zeng)加(jia)了(le)額(e)外(wai)的(de)硬(ying)件(jian)開(kai)支(zhi),接(jie)口(kou)轉(zhuan)換(huan)器(qi)或(huo)者(zhe)網(wang)關(guan)模(mo)塊(kuai),以(yi)及(ji)為(wei)了(le)互(hu)聯(lian)而(er)必(bi)須(xu)進(jin)行(xing)的(de)設(she)備(bei)調(tiao)試(shi)成(cheng)本(ben)。將(jiang)機(ji)器(qi)人(ren)或(huo)者(zhe)CNCzheleizhuanyeerfengbidexitongjiarudaoxitongzhongxuyaozhifuzhenggedechengben,ershishishang,duiyuhenduoyingyongeryan,bingfeixuyaosuoyouqueyaoweiyibufenzhifusuoyoudefeiyong,xianran,GMC可以很好的解決這個問題。
事實上,成本並非是一個靜止的參考值,潛在的浪費是可怕的,例如:對於不斷的加減速的應用,獨立的驅動技術使得那些製動的能量被以熱量的形式通過製動電阻消耗掉了,而GMC架構下的ACOPOSmulti共直流母線驅動技術則提供了一個DC-BUS的(de)解(jie)決(jue)方(fang)式(shi)使(shi)得(de)製(zhi)動(dong)的(de)能(neng)量(liang)回(hui)饋(kui)到(dao)直(zhi)流(liu)母(mu)線(xian)並(bing)被(bei)提(ti)供(gong)到(dao)其(qi)它(ta)電(dian)動(dong)機(ji)狀(zhuang)態(tai)的(de)軸(zhou),通(tong)過(guo)這(zhe)一(yi)技(ji)術(shu),成(cheng)本(ben)被(bei)大(da)量(liang)的(de)節(jie)省(sheng),尤(you)其(qi)是(shi)在(zai)工(gong)業(ye)領(ling)域(yu),機(ji)器(qi)的(de)運(yun)轉(zhuan)在(zai)一(yi)年(nian)裏(li)甚(shen)至(zhi)幾(ji)乎(hu)不(bu)間(jian)斷(duan),那(na)是(shi)一(yi)個(ge)驚(jing)人(ren)的(de)數(shu)字(zi)。
持chi續xu的de成cheng本ben降jiang低di還hai在zai於yu係xi統tong提ti供gong了le快kuai速su的de數shu據ju分fen析xi和he反fan饋kui能neng力li,為wei整zheng廠chang的de質zhi量liang分fen析xi和he生sheng產chan工gong藝yi優you化hua提ti供gong了le數shu據ju基ji礎chu,獲huo得de持chi續xu改gai善shan的de能neng力li。
GMC-開放平台提供縮短麵市時間
IEC+PLCopen標準應用庫提供了快速調用,而自定義庫提供了差異化設計的能力。
當很多個廠商服務於一個客戶的時候,他們經常發現需要掌握很多方麵的控製產品進行係統的配置、應用學習和培訓,並且,為如何使得係統之間能夠優化頗費腦筋。
成本損耗總是那麼容易被察覺,可是,市場的時機損耗卻並非那麼直觀。如果采用模塊化的軟件設計+完整的通用控製平台,那麼,在貼標裏的色標檢測就可以被應用到彩色膜包或者裁切單元,而CAM調用則使得裁切、熱封動作、燙金、模切、songzhizhexiebutongdeyingyongnenggoucaiyongxiangtongdegongnengkuai,ranhougenjushijiqingkuanglaishejishujurukouhechukou,shiboqihefangzhengongnengzesuoduanletiaoshizhouqi,tongguoshishizaixianshujufankuilaihuodezhengjidexingnengtiaozhengfangxiang,zheyiqiedoushiweilekuaisuergaoxiaodetoufangshichang,suoduanxiangyingshichangdezhouqi,yihuodeyouxiandejingzhengli。
四、GMC-麵向未來的機器設計
GMC是一個麵向未來的設計,它放眼全局,整體架構,在生產中扮演著越來越重要的角色。GMC並非是一個設計為單純的運動控製,它包含了與PLC、HMI的de融rong合he。它ta不bu斷duan的de改gai善shan,以yi獲huo得de在zai整zheng個ge機ji器qi設she計ji和he整zheng個ge工gong廠chang設she計ji的de一yi種zhong柔rou性xing平ping衡heng,使shi得de各ge個ge單dan元yuan能neng夠gou具ju有you獨du立li的de性xing能neng評ping估gu和he整zheng線xian的de性xing能neng匹pi配pei,並bing且qie使shi得de他ta們men完wan全quan不bu缺que乏fa靈ling活huo性xing。 |