使用基于PC的控制軟件、EtherCAT網(wǎng)絡(luò)、集成驅(qū)動(dòng)器和單電纜技術(shù)進(jìn)行配置，可簡化運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并降低伺服電機(jī)成本。
無論是改造項(xiàng)目還是新應(yīng)用，選擇和安裝最佳伺服電機(jī)，都不是一項(xiàng)簡單的任務(wù)。任何升級通常都需要調(diào)整驅(qū)動(dòng)器、變速箱、編碼器以及與電機(jī)接觸的其它部件。為每個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器單獨(dú)編程和配置，也會增加調(diào)試時(shí)間和不必要的成本。
新的伺服技術(shù)簡化了這些過程，并釋放了同步伺服運(yùn)動(dòng)控制提供的潛在優(yōu)勢。除了通過基于PC 的控制軟件支持配置外，新的伺服系統(tǒng)還提供其它關(guān)鍵功能，例如帶直接集成驅(qū)動(dòng)器的伺服電機(jī)、單電纜連接和板載安全功能。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所具有的更大的簡化性和靈活性，降低了伺服電機(jī)的購置成本，這使其成為運(yùn)動(dòng)架構(gòu)的強(qiáng)有力的競爭優(yōu)勢。
設(shè)置與靈活性
借助基于PC 的自動(dòng)化軟件和EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)功能，可以通過簡單的工程流程配置多個(gè)伺服電機(jī)。這種軟件用于掃描和配置驅(qū)動(dòng)器，無需從筆記本電腦連接電纜到每個(gè)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行配置。
支持EtherCAT 的網(wǎng)絡(luò)可提供驅(qū)動(dòng)器配置所需的高帶寬和高性能。甚至可以通過EtherCAT 現(xiàn)場總線使用通常用于特定供應(yīng)商的專用軟件。工程師必須手動(dòng)輸入的唯一信息是一個(gè)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的機(jī)械距離。
例如，立式填充/ 形式/ 密封包裝機(jī)具有多個(gè)運(yùn)動(dòng)軸，用于早餐食品袋子生產(chǎn)。過去，如果原始設(shè)備制造商（OEM）決定更換電機(jī)類型，或者如果最終用戶發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有電機(jī)已經(jīng)接近使用壽命的末期，他們首先需要考慮電機(jī)機(jī)械方面的約束和其它需要更換的部件。
傳統(tǒng)上，所選擇的電機(jī)需要單獨(dú)的配置，以便于高速處理具有精確和可重復(fù)性的袋子。如果最終用戶制造商需要更改位置配置文件以生成一系列更大的袋子，則工程師必須點(diǎn)到點(diǎn)的為每個(gè)軸重新編程，然后如果需要更換產(chǎn)品時(shí)，還需要再次重新編程。使用具有EtherCAT 和基于PC 的軟件解決方案，可以在幾分鐘內(nèi)完成相同的配置或重新配置，該解決方案利用了伺服電機(jī)的可變速度和定位。如果需要二次反饋，自動(dòng)化軟件還可以像伺服電機(jī)一樣輕松配置單獨(dú)的編碼器。
EtherCAT 為電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器和輸入/ 輸出（I /O）系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)發(fā)送診斷的能力。某些軟件平臺的測量功能，可提供有關(guān)點(diǎn)位置、速度和扭矩的精確數(shù)據(jù)，以監(jiān)控和最大化性能。
此應(yīng)用程序帶來的最大好處是通過簡化的運(yùn)動(dòng)工程環(huán)境減少了混淆。尋找可以執(zhí)行運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)配置的軟件，以及在同一平臺上運(yùn)行可編程邏輯控制器（PLC）、人機(jī)界面（HMI）和所有其它機(jī)器控制功能是非常重要的。這消除了僅用于伺服系統(tǒng)的軟件需要。一些供應(yīng)商的軟件產(chǎn)品還包括集成的運(yùn)動(dòng)大小調(diào)整工具，這有助于通過圖形界面選擇和安裝組件。這些軟件產(chǎn)品對于伺服電機(jī)和其他難以集成的組件（例如小齒輪齒條、傳送帶或曲柄臂）非常有用。
自動(dòng)化軟件中集成的運(yùn)動(dòng)尺寸調(diào)整工具，有助于在圖形界面中選擇和安裝組件。本文圖片來源：倍福
伺服電機(jī)的新功能
更高的靈活性，使工程師能夠在不中斷設(shè)備預(yù)算的情況下實(shí)施伺服電機(jī)。不僅縮短了編程時(shí)間，還可降低人工成本，使實(shí)施這些技術(shù)的總價(jià)格更接近步進(jìn)電機(jī)。這是幸運(yùn)的，因?yàn)橹氨M管可以提供潛在的同步運(yùn)動(dòng)控制以及伺服技術(shù)最新的進(jìn)展，但成本問題實(shí)際減緩了某些工廠對伺服電機(jī)接受的速度。
同步電機(jī)通過閉環(huán)控制提供更高的精度。伺服電機(jī)發(fā)送反饋，允許驅(qū)動(dòng)器在沒有單獨(dú)編碼器的情況下跟蹤其位置。它們比類似尺寸的步進(jìn)電機(jī)使用更少的能量，同時(shí)以更高的速度提供扭矩。伺服系統(tǒng)還有內(nèi)部繞組，可以更有效地散熱。新功能，例如帶集成驅(qū)動(dòng)器的電機(jī)、安全技術(shù)和單電纜技術(shù)（OCT），可增強(qiáng)伺服電機(jī)帶來的潛在收益。
帶集成驅(qū)動(dòng)器的伺服電機(jī)，有助于創(chuàng)建有效的分布式伺服系統(tǒng)。將伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)組合在一個(gè)設(shè)備中，可節(jié)省控制柜中的空間，并可節(jié)省更多成本。集成的安全力矩關(guān)閉（STO）和SS1 運(yùn)動(dòng)安全功能等，通過減少對這些任務(wù)的單獨(dú)I/O 端子或其它硬件的需求，可以進(jìn)一步節(jié)省成本。
單電纜技術(shù)可以支持各種尺寸的伺服電機(jī)，從連接到I/O 端子外形的緊湊型驅(qū)動(dòng)器的低功率選項(xiàng)到需要大型驅(qū)動(dòng)器的大型F7 法蘭電機(jī)。
雖然伺服電機(jī)的靈活性增加了，但很多電機(jī)的尺寸卻沒有多大變化。通過將放大器集成在外殼的后部，電機(jī)可以保持相同的法蘭規(guī)格和相似的尺寸，并且長度只是稍微增加。這減少了新設(shè)計(jì)機(jī)器的占地面積，并消除了因機(jī)械改變所改造的昂貴的費(fèi)用。單電纜技術(shù)將電源和反饋結(jié)合在一根電纜中，可將布線工作量和潛在故障點(diǎn)減少50％，并支持所有電機(jī)尺寸和類型。
通過單電纜自動(dòng)化解決方案，分布式伺服系統(tǒng)通過使用IP65 級配電箱，進(jìn)一步增強(qiáng)了無外殼運(yùn)動(dòng)控制架構(gòu)。這支持需要在模塊化機(jī)器設(shè)計(jì)中，運(yùn)行多個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的應(yīng)用。單電纜連接其余的控制柜和配電箱，配電箱連接多個(gè)帶集成驅(qū)動(dòng)器的伺服電機(jī)以及附加配電箱（如果需要額外的軸）。多種連接器類型與基于PC的控制軟件和EtherCAT 的直觀配置相結(jié)合，可創(chuàng)建即插即用的解決方案。
帶有集成驅(qū)動(dòng)器的伺服電機(jī)有利于改造項(xiàng)目和新應(yīng)用，與EtherCAT 和PC 控制配合使用還可縮短調(diào)試時(shí)間。與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)相比，這些優(yōu)勢會變得更具經(jīng)濟(jì)效益，也更易于實(shí)施。閉環(huán)控制的優(yōu)勢，同步電機(jī)技術(shù)的進(jìn)步以及整體更簡單的配置相結(jié)合，使伺服電機(jī)成為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)要求的理想選擇。
本文來源：控制工程中文版
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