如何实现工业4.0精密运动控制的自动化？

下面我们将讨论精密运动控制，介绍医疗和工业自动化的应用需求，并重点介绍各领域的高性能Trinamic产品。Trinamic开发的产品解决了医疗和工业自动化的性能问题。

自动化有四个维度:高度、宽度、深度和时间。当设备必须准确地将物体放置在特定的位置时，它需要控制位置、速度和加速度。在制造特殊产品时，运动控制的精度和可靠性比其他因素更重要。

当数字信息转化为精确的物理运动时，可能会突然实现以前不可行的应用。这进一步加强了AD5262BRUZ200高级机器人和物联网的工业4.0。（IoT）以及工业物联网（IIoT）、医疗设备、添加剂制造、假肢等电池供电应用领域的推广。这些应用程序中的每一项都要求制造设备具有很高的控制精度。因此，对于这些应用程序，将数字信息转化为物理运动并准确放置零件，不仅需要将数据传输到运动控制系统。

下面我们将讨论精密运动控制，介绍医疗和工业自动化的应用需求，并重点介绍各领域的高性能Trinamic产品。

精确的运动控制

精密运动控制采用步进电机引导有源机器部件的放置。开环系统采用步进电机将电子控制信号转换成轴的精确旋转位置。对于更高精度的应用，工程师增加了测量轴位置的检查功能。测量设备将尺寸数据发送回控制器，并与设定值进行比较，以支持差异校正。这种双向通信被称为闭环。

数控加工是最著名的受益于先进精密运动控制的应用之一，但事实上，3D打印和桌面制造也受益于更精确的控制。其他三个领域受益于高精度运动控制，将信息反馈给控制器的检测设备、拣放机和自动装配线。

有了精确的运动控制，实验室的运行更加顺畅，仓库的工作效率也有了很大的提高。同时，这种运动控制也降低了低效率带来的产品成本，包括:

(1).热损和功耗；

(2).谐振；

(3).可闻噪声；

(4).诊断无传感器；

(5).电池寿命。

由多个功能块组成的Trinamic运动控制架构。通过选定的接口，电机控制器(或运动控制器)通过规定的协议接收命令。这些命令被转换成电机控制和驱动部件的信号。代码以Trinamic的格式或C语言导出，以便于集成到应用的固件中。请继续阅读，了解Triminic适用于医疗和工业自动化应用的产品。

高精度应用

Trinamic开发的产品解决了医疗和工业自动化的性能问题。

医疗

泵和眼科设备等医疗设备需要在低速时精确控制。从组织分析到血液离心和液体处理的各种应用，为解决低速和最小振动下的准确性提供了机会。Trinamic技术提供的电流回路是一个近乎完美的正弦波，用于解决过度振动问题。这些光滑的曲线限制了公差的振动。电动机电流转换效率低会导致部件温度升高，导致系统故障或自动关闭。此外，调整加速曲线可以提高系统操作人员的精度，使机器部件的运动更加顺畅。

以下是一些Trinamic产品，适合医疗应用：

(1).组织分析：TMCM-3110(3轴，用于无传感器负载相关电流控制)(图1)

(2).血液离心：TMCM-1636(3相BLDC电机采用单轴)

(3).液体处理：TMCM-6110(6轴，用于无传感器负载相关电流控制)。

图1：TMCM-3110是一种用于无传感器负载相关电流控制的三轴步进电机控制器/驱动模块。

在医疗设备自动化中，保证精确、低速、平稳运行是运动控制的关键。Trinamic的运动控制解决方案可以定制，并可灵活应用于医疗领域，从复杂芯片到智能电机的一系列解决方案。

工业

生产效率和生产能力促进了工业应用的产品开发。Trinamic的高级诊断和互连驱动有助于实现智能工厂的运动控制的改进。如今，技术已经足够强大，可以独立应用，也可以在网络上使用。系统设计师可根据各种模块的需要量身定制高效的解决方案。

3D打印、机器人和工厂自动化是三种需要精确自动化的应用。Trinamic产品适用于这些应用程序：

(1).3D打印：TMC2209(用于2相步进电机的超静音电机驱动集成电路)

(2).机器人：TMC5160(大功率步进电机控制器）（ 图2 ）

(3).工厂自动化：TMC262(集成步进电机)

图2：TMC5160结合了灵活斜坡发生器和行业内先进的步进电机驱动器，用于自动目标定位。

上述产品解决了工业应用的重大挑战。3D打印以噪音大著称，会干扰作业点附近的其他活动。TMC2209实现了平滑的正弦波，支持安静地制造更高尺寸精度的零件。TMC5160同样柔软，可以快速生产高精度的机器人组件。它具有很高的集成度和可扩展性，可以在不浪费能源和时间的情况下，最大限度地提高作业效率。TMC262能驱动40mA的栅极电流，是实验室和工厂自动化应用的理想选择。

结语

精确控制改变了医疗和工业自动化两个关键的宏观产业。精确的运动控制是这两个行业的助推器。它可以提高抗振性能、能效、噪音和运动的稳定性，显著降低自动运动的公差，提高其精度。

工业自动化正在推动工业4.0的发展，将智能制造技术引入市场。3D打印、数控加工、拣放机、检验、质量控制、测试设备、自动装配线和传送带以及合作机器人的生产力可以通过增加精密运动控制来解放。为了帮助工厂的供应链和运营，自动导引车(AGV)还有自动移动机器人(AMR)提高生产力，加快产品上市速度，已实现接近准时的产品流动状态。