避免運(yùn)動(dòng)控制誤區(qū)
打造一個(gè)成功的運(yùn)動(dòng)控制項(xiàng)目最緊要的是深入理解你的具體應(yīng)用中的機(jī)器需求和技術(shù)規(guī)定。工程師們很常見的錯(cuò)誤就是一下子鉆入工程組態(tài)細(xì)節(jié)里,研究準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)軌線或者轉(zhuǎn)矩要求。但是忽視了很多迫在眉睫的其他因素,影響了有效的工程組態(tài)。例如解決系統(tǒng)集成問題、項(xiàng)目管理以及決策技巧等等。為避免運(yùn)動(dòng)控制中的失誤,需要將工程和管理方面很多技巧帶到應(yīng)用中來。
沒有完全理解機(jī)器需求,未作出周密的運(yùn)動(dòng)控制方案
這種基本錯(cuò)誤源于對(duì)具體用途的機(jī)器未作深入詳細(xì)了解。不知道機(jī)器的運(yùn)動(dòng)形式,也不了解轉(zhuǎn)矩和通信的要求,這樣選擇的硬件和軟件都不會(huì)適合需要。沒有實(shí)施計(jì)劃匆忙上馬,安裝調(diào)試等步驟只會(huì)延誤時(shí)間,增加成本。等到工程師發(fā)現(xiàn)裝上了滾珠絲杠,但需要直線電機(jī)來滿足速度需求的時(shí)候,那就麻煩了—需要大動(dòng)干戈,重新設(shè)計(jì)。這就應(yīng)了那句老話:“沒有時(shí)間把它做對(duì),咋有時(shí)間把它做好”。
忽視最佳性能的集成要求
在這方面,很多工程師認(rèn)為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成太麻煩,不如選些好的部件裝上完事。選擇好的執(zhí)行器作為硬件是不錯(cuò),但在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)電機(jī)好用而執(zhí)行器運(yùn)作不正常怎么辦?要根據(jù)機(jī)器需求認(rèn)真審查各個(gè)部件,確保他們組合以后能夠發(fā)揮機(jī)器規(guī)定的性能,而且整機(jī)好用。一般來說,如果工程師們采用單一廠家的產(chǎn)品,而且與廠家配合緊密,整機(jī)應(yīng)該沒有問題。如果有多個(gè)供應(yīng)商,工程師的任務(wù)就繁重了。他們應(yīng)該保證整機(jī)在具體使用中發(fā)揮效益。
選擇方案之前忽略了系統(tǒng)各種可能選項(xiàng)
這是指忽略了各種可能選項(xiàng)而直接選定一種方案,會(huì)造成不顧需要買入過于好的設(shè)備,例如可用普通感應(yīng)電機(jī)/驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的地方而購(gòu)買了伺服電機(jī);也可能是買入達(dá)不到設(shè)備要求的產(chǎn)品,如買了步進(jìn)電機(jī)而實(shí)際需要伺服系統(tǒng)。還有的時(shí)候,工程師選擇的方案限制了機(jī)器能力,原因是他們選擇的廠家不能提供全面的解決方案。
舉個(gè)例子來說,在應(yīng)該配用高效直接驅(qū)動(dòng)解決方案的場(chǎng)合,選擇了常規(guī)電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械執(zhí)行器。因此,應(yīng)該審視一下機(jī)器上的每根軸,問問自己那根軸的需求是什么,如何滿足它達(dá)到最佳性能而又不超限。詢價(jià)階段可找多個(gè)廠家聽聽他們的不同觀點(diǎn),每根軸都要多做分析,避免片面聽信一家的方案或者產(chǎn)品。
不知道何時(shí)選擇最優(yōu)產(chǎn)品和單一供應(yīng)商的全系統(tǒng)
在只有基本性能需求,又缺乏工程資源來集成解決方案的情況下,挑選最優(yōu)產(chǎn)品的做法可能造成嚴(yán)重問題。這種選擇最優(yōu)產(chǎn)品的方法往往是從某家買了最好的電機(jī),又從其他廠家分別買了最好的放大器、最好的控制器以及最好的機(jī)械部件等等。如果你自己準(zhǔn)確知道所要達(dá)到的性能要求,并準(zhǔn)備提供相應(yīng)的資源來選擇和集成這些部件,這也可能是一個(gè)成功的解決方案。
如果只考慮應(yīng)用的性能而不管成本,你是可以這樣做的。但是在另一方面,如果你期望的是一個(gè)基本的解決方案,那么你也可以求助于一家單一的供應(yīng)商,因?yàn)槟隳軌虼_認(rèn)其部件能夠匹配良好??傊?,最終取決于你期望達(dá)到什么結(jié)果和目的。
只看價(jià)格不顧性能
關(guān)鍵是要遵循工程組態(tài)過程規(guī)律。應(yīng)該先把系統(tǒng)的規(guī)格要求弄清楚,選擇最佳部件后,再同廠家進(jìn)行艱苦的價(jià)格商議。不要先定下價(jià)格框框,依次選擇部件。一旦用后一種方法,是非常冒險(xiǎn)的,如果系統(tǒng)不能按要求運(yùn)轉(zhuǎn),最后還要花費(fèi)許多的時(shí)間和金錢進(jìn)行修理。事實(shí)上,有生意做的時(shí)候,供應(yīng)商通常會(huì)盡量配合協(xié)助顧客,當(dāng)然,當(dāng)你先選了最低價(jià)位產(chǎn)品后,又對(duì)廠家說"達(dá)不到我所需要的性能"時(shí),廠家可能會(huì)說"你選的產(chǎn)品不對(duì),我能幫你解決問題,但是價(jià)格就沒辦法談了”。
選擇性能高于應(yīng)用需要的產(chǎn)品
前面敘述了只看價(jià)格的錯(cuò)誤,還有只買最新科技產(chǎn)品的觀點(diǎn)。30年來輿論一直說要淘汰直流驅(qū)動(dòng),可是,實(shí)際上直流調(diào)速電機(jī)還有用武之地。隨著時(shí)間推移具體應(yīng)用可能會(huì)摒棄某些技術(shù),采用不同的技術(shù),但是,實(shí)際上,除非最新技術(shù)確實(shí)能為設(shè)備制造和/或顧客帶來真正的效益,否則沒有人會(huì)采用這些先進(jìn)技術(shù)。
誤解機(jī)械動(dòng)力學(xué)對(duì)運(yùn)用控制部件的作用
選用最佳運(yùn)動(dòng)控制部件并不能確保成功。各種機(jī)器連接了運(yùn)動(dòng)控制部件以后改變了動(dòng)力特性(摩擦、慣量、柔性、電氣噪聲等),反過來影響且表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)問題。不了解這些,會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)越來越貴,越來越糟,直至失靈。
其中一個(gè)重要因素就是柔性問題。我們多次經(jīng)歷這樣的事例:人們?cè)O(shè)計(jì)好機(jī)器,選了昂貴的部件,又買了強(qiáng)勁快準(zhǔn)的伺服系統(tǒng)。用柔性聯(lián)軸節(jié)連接電機(jī),早把傳動(dòng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則扔到九霄云外去了。最后用戶生氣地喊道:“我們?cè)趺凑{(diào)試這臺(tái)機(jī)器也不干活”。
我們找來了有關(guān)的工程師檢查發(fā)現(xiàn)有些事情不對(duì)。電機(jī)能力高于設(shè)計(jì)要求,應(yīng)該沒有問題。再來檢查電機(jī)和負(fù)載之間的聯(lián)軸節(jié)。重新調(diào)節(jié)系統(tǒng)柔性后系統(tǒng)速度又上不來。這些教訓(xùn)迫使我們反思:“自己真正了解這臺(tái)機(jī)器碼?各個(gè)部件如何集成的呢?”。
低估電纜的重要性
一些工程師認(rèn)為電纜不算控制系統(tǒng)的重要部分,頂多就是連接元件的幾根電線。有時(shí)工程師努力了解機(jī)器,選配控制器、驅(qū)動(dòng)單元和執(zhí)行器,卻忘記了電纜。其實(shí)電纜也是運(yùn)動(dòng)控制方案的組成部分,不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(NEC,UL,CE)也不行。電纜彎曲超過材料或設(shè)計(jì)要求,材質(zhì)不當(dāng)、屏蔽絕緣不好,都會(huì)給系統(tǒng)帶來隱患。
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