1.3 運動控制器應用領域和發展趨勢

1.運動控制器在工業機器人領域的應用

工業機器人廣泛應用于工業自動化領域，控制系統是機器人的核心部分，其功能強弱、性能優劣直接影響機器人的最終性能。針對常用的工業機器人控制需求，現在許多單位研發了多軸運動控制系統，采用PC+專用運動控制器的架構，以PC為上位機，完成人機交互和運動軌跡規劃，重點設計了基于DSP和FPGA的專用運動控制器，其中DSP完成機器人運動控制任務的調度，實現對機器人關節空間的實時控制，FPGA則用于控制系統所需各功能接口的設計。實現了直角坐標空間的機器人軌跡規劃和速度控制，具備直線和圓弧基本軌跡插補算法及S形曲線加減速算法，改善機器人前端運動的平穩性。

2.運動控制器構建的開放式數控系統

可編程序控制器的功能已由傳統的順序邏輯控制延伸至模擬量控制、運動控制等高端領域。

在全自動端子機床中，以PLC基本CPU和運動控制CPU構建了雙CPU多軸運動控制器。作為機床控制系統，多軸運動控制器具有良好的可擴展性和可靠性，易于開發。

傳統的數控系統體系結構是一種封閉式的結構，這種結構既不能適應制造業市場的變化與競爭，也不能滿足現代制造業向信息化和敏捷制造模式發展的需要，因此，數控系統體系結構開放化已成為必然趨勢。

3.運動控制器在風力發電機組中的應用

運動控制器在風機項目也得到了重要應用，使用嵌入式PLC的軟運動控制器，使用軟件實現原來硬件控制器所完成的實時控制功能，通過簡單的調用軟件塊來實現復雜的運動控制。運動控制器可應用于大型風機變槳控制系統，實現了運動控制器在兆瓦級風機變槳控制系統上的二次開發。

4.運動控制器在高速鉆床上的應用

近年來，隨著家用電器、IT、通信等行業的快速發展，我國的PCB行業得到了飛速發展，目前全球PCB產能的大部分都是在我國完成的，由于電子終端產品對PCB需求的不斷增加，PCB行業在未來都會呈現一個非常好的發展趨勢，有著非常好的市場前景。在PCB加工制造過程中，專用于鉆孔的PCB高速數控鉆床是一個非常重要的設備，其性能在很大程度上影響著PCB生產的速度和質量，PCB高速數控鉆床上所使用的運動控制器在鉆床性能的提升方面起著非常重要的作用，運動控制器在很大程度上影響著PCB數控鉆床整體性能。

5.運動控制器在工業CT系統上的應用

我國的工業CT技術發展迅速，工業CT是一種多軸運動系統，對位置精度和運動速度有很高的要求。隨著工業CT技術及系統的快速發展和工程應用領域的不斷擴大，對工業CT成像速度和成像精度的要求不斷提高，系統越來越復雜，運動軸數越來越多，對運動控制的要求也越來越高。運動控制器是工業CT系統關鍵部分，其性能直接關系著工業CT系統功能和指標。早期的CT控制系統受到其硬件結構和控制方式的制約，難以在多軸同步時達到更高的精度和更快的掃描速度。現在采用運動控制器對分度、分層和平移三軸實現聯動控制，在系統構成上采用以PLC為核心的控制器與主控計算機相結合的控制方式，主控計算機和獨立軸只有通信要求，主要完成發送控制指令和檢測狀態信息，下位機是以PLC為核心的運動控制器，可對獨立軸實時控制，從而使獨立軸的控制從主控計算機中脫離出來，運動軸的增減不僅不影響系統結構的通用性，同時也降低了主控系統集成的復雜度。

6.運動控制器在自動包裝線系統上的應用

所有的自動包裝生產流水線都有大量的機械運動控制要求。是運動控制器應用的主要領域。自動包裝線使用運動控制器，大大提高了生產效率和產品質量。

7.運動控制器在高速繞線機上的應用

運動控制器還被應用在高速繞線機上。利用運動控制器的高速、高精準的多軸插補特性，實現線圈的高速繞線與排線。利用運動控制器人性化的多種參數輸入模式，能友好、有效地解決參數設置需求。利用運動控制器的強大的計算功能，可方便地實現設定參數與電機參數的轉換。

8.運動控制器在高速鑰匙機床上的應用

運動控制器還應用在高速鑰匙機床上，利用運動控制器高精準的直線插補功能，精確控制兩軸伺服電動機運動，從而實現鑰匙齒的軌跡加工。使用運動控制器的寄存器指令、運算指令，只需設置鑰匙編號，系統即可自行計算鑰匙齒的軌跡參數，運動控制器內可預存多組程序，滿足不同種類鑰匙的加工需求，實現一機多用，并且不同種類的鑰匙加工模式互不影響。

9.運動控制器在激光加工機床上的應用

運動控制器作為開放式數控系統也應用在激光切割設備和激光加工機床上。在三軸激光加工機床上采用由開放式運動控制卡+PC構成的“NC嵌入PC”結構的開放式數控系統，通過圖形文件解析算法，獲取圖形文件的信息，并轉換成運動控制程序。

10.運動控制器在長臂架泵車上的應用

國產長臂架泵車普遍存在智能操控問題。使用運動控制器能夠實現靈巧的機械臂運動，具有適合臂架精準隨動操控的軌跡規劃算法、臂架末端位置控制方法和非線性時滯補償算法。

11.運動控制器在交叉鋪網機上的應用

非織造布工業被譽為紡織工業中的“朝陽工業”，近幾年我國的非織造布行業發展迅速，但是我國生產非織造布的關鍵設備交叉鋪網機的水平低于世界先進水平，已經成為我國非織造布行業發展的瓶頸，運動控制器應用在高速交叉鋪網機后，在鋪網小車的翻轉控制中，采用先進的翻轉方案，保證產品的質量，小車采用S形曲線加減速，實現高速平穩運行。現在交叉鋪網機最高輸入速度可達120m/min，輸出速度為0.5～60m/min，控制定位精度＜0.5mm，無須切邊處理。

12.運動控制器在橡膠機械上的應用

在橡膠機械—— 全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機——設備組成中有使用三菱運動控制系統網絡構架及三菱Q系列PLC、運動控制器、三菱伺服放大器、CC-LINK模塊、SSCNET分配器及各種I/O模塊、通信電纜等，應用伺服網絡SSCNET技術組成多CPU的網絡伺服控制系統的案例。

13.在木工機械領域

我國木工機械行業近年來也有了長足的進步，木工機械GDP已經躍居世界第二位，特別是數控木工機械方面對運動控制產品的需求越來越大，運動控制器可以根據傳送來的程序指令完成相應動作。一套智能木工機械設備，可實現鉆孔、銑、切割、上下料和測量的有序結合，并引入了自動控制算法進行各加工單元的協調統一，大大提高了生產效率。