升級至 PC-Based 運動控制的未來
PC-based 的運動控制系統因為不斷提升的擴充性和生產效率而日益普及,逐漸取代獨立型控制器。原本控制器上的所有功能,現在都轉移到安裝在電腦ISA/PCI插槽的控制卡上。這些控制卡負責處理來自極限開關和編碼器的資料,並產生馬達驅動所需的運動軌跡。過去,專用硬體和可程式邏輯控制器(PLC)曾是運動控制系統的唯一選擇。然而,設備製造商已轉向使用現成的設計元件,利用PC架構進行數值和運動控制,不過這類設備仍需搭配客製化軟體才能有效運作。幸好,隨著對易用軟體需求的增加,PC-based 的設備控制也越來越簡單。
為什麼要轉換到 PC-based運動控制?
採用 PC-based 運動控制的原因包括:降低系統成本、容易與其他 PC 元件整合、更高的靈活性,以及 PC 技術的持續進步。以靈活的現成硬體取代專用與客製化元件,有助於降低系統成本。另一方面,專用且封閉架構的硬體很難依據不同需求進行調整。在光纖等快速成長的產業中,現有封閉架構的設備雖然符合目前的產業要求,但卻可能無法滿足未來的靈活需求。因此採用開放式架構的設備元件就很理想,能有效克服這類問題。
PC-based 運動控制也能輕鬆整合資料擷取與 PC-based 機器視覺等其他系統元件。值得一提的是,單一平台可以同步所有元件,開啟新的自動化檢測可能性。此外,隨著成本降低,PC 的運算能力和速度不斷提升,當市面上出現更高效能、更具效益的選項時,也能依照需求升級特定的元件。而在封閉式架構系統中,若要提升效能,可能就要更換整台設備。
總結
PC-based 運動控制的效能取決於各項元件,例如:致動器或馬達、控制器、機械夾具、控制介面軟體,以及放大器或驅動器。值得注意的是,元件選擇的順序是從機械夾具開始,到控制器結束,因為設備的功能會決定所需的致動器與夾具,同時限制馬達的選擇範圍。現代市售的 PC 運動控制器以微控制器、DSP 和韌體取代了低階和客製化程式設計。這類設備通常使用高階語言、圖形化和視覺化程式語言。高階語言能加快開發速度,並聚焦於應用層面的實際需求。