随着现代科技水平的快速提升,无论是模块化硬件的普及还是底层控制算法的不断智能化,都为我们进入运动控制和视觉系统的开发领域带来了前所未有的便利条件。在这样的大趋势下,许多原本专注于特定一环的自动化厂商也逐步涉足到机器视觉的研究和开发事业之中。
以下请允许我援引研华设备自动化行业发展总监李国忠先生的话来说明:"假如将运动控制视为人类肢体活动的关键环节,那么视觉系统无疑就是我们的双眼。当这两者完美结合时,便能达到人机协同工作的理想效果,使得系统执行任务的效率得以大幅提高。"换句话说,通过运用机器视觉技术,不仅可以使我们的控制系统精确地进行定位,更可以实现自动监测和识别等各项复杂任务。而在此方面,无论是在传统纺织品制造、电子设备生产等行业,抑或是在诸如食品饮料包装、LED生产、机器人手臂、手机零部件检测等新兴领域,机器视觉技术都发挥着举足轻重的作用。正因为如此,我们研华公司将于2012年第二季度正式推出自行研制的机器视觉产品——EagleEye智能相机以及Inspector Pro视觉软件。
在和凌华科技首席技术官许杰弘先生的深度交谈中,我们了解到早在数年前,凌华科技就已经认识到在不久的将来,自动化行业将会呈现机器视觉与运动控制水乳交融的趋势。因此,他们从一开始就致力于围绕运动控制与机器视觉的核心技术,开展产品研发和实际应用的新尝试。在这一系列研究中,凌华科技凭借丰富的技术积累和实践经验,已经成长为业界领先的厂商。不仅在传统的半导体设备制造以及电子设备生产领域做出了巨大贡献,而且在诸如食品包装、药品检测、液晶显示板生产和测试、钱币验证、烟草和棉花检测、手机零部件检测等诸多新兴领域取得了不俗的成绩。他们能够为客户提供全方位的解决方案,包括从计算机架构至运动控制器马达,从图像采集到数据分析软件等各个环节,确保满足各类生产运营需求。
然而,我们需要明确的是,尽管机器视觉与运动控制技术的融合过程已呈明显态势,我们依旧需要面对很长的路要走。但在众多优秀工程师的共同努力下,我们坚信,在不久的将来,这个领域一定会呈现出百花齐放、欣欣向荣的灿烂景致。
近年来,运动控制技术的发展步伐越发稳健,其中一个重要原因在于,它与其他关键技术的衔接与融合,尤其是与视觉系统的结合,使得运动控制在各方面的表现得到显著增强。此外,工业实时通信技术的持续升级也对运动控制技术起到了强大的推动力。
以太网技术作为目前最为流行的实时通信技术之一,由于其具备高速传输速率、宽泛的带宽等突出特点,并且在多轴联动等特殊场合,业界已经形成一种共识,即以太网技术将会成为运动控制领域最为适用的技术。虽然各大厂商在EtherCAT、Powerlink、Profinet IRT、SERCOSⅢ等实时以太网技术的推广力度各有差异,但这些技术的发展正呈现出竞相繁荣的态势。广大用户可以看到,随着技术的日新月异和不断深入,他们在选择运动控制技术时可供参考的选项也越来越丰富,越来越易于驾驭。
关于这个问题,我们特意邀请到了EtherCAT技术推广工程师程庚先生来作深入解读。他表示道:“EtherCAT凭借其迅疾如闪电般的传输速率、出色的带宽利用率(可达80%至97%)以及卓越的实时性能,在最高要求的运动控制领域中表现出非凡的竞争力。EtherCAT不仅为日益普及的运动控制器提供了简便易用的接口,同时也进一步完善了现今广泛采用的运动控制设备的技术规范,例如,EtherCAT便能够提供与CANopen同样高效强大的通信机制,包括对象字典、PDO(Process Data Object)、SDO(Service Data Object)及网络管理等。对于广泛应用于伺服驱动及通信技术的SERCOS架构来说,也能自然顺利地映射到EtherCAT之中,从而大大简化了用户和设备制造商从现有现场总线切换至EtherCAT技术的繁琐转换过程。”
事实上,各行各业因自身特性和独特需求而产生运动控制的需求。在当今较为普遍的工业机器人、印刷包装等领域中,工业通讯扮演着愈发重要且关键的角色。程庚先生坦言,在工业机器人、印刷包装等特定行业的运动控制应用场景里,通信速度之快、实时性能之高以及系统扩展其他通信方式的难度等等因素,都备受关注。在此背景之下,运动控制与工业通信的紧密结合推动了各自的持续发展。
在当前这种科技相互交融、不断演变的形势下,运动控制产品提供商对各类工业通信技术的支持更为包容开放。例如,即使有些运动控制供应商本身即为某种主流实时以太网技术的领跑者,他们仍然致力于提高自身产品对其他网络技术的兼容性。
若将时光回溯至过去,那时的某款运动控制产品仅仅可能仅支持一至两种以太网或总线标准。然而如今,实现相应的协议转换已经大大简化。这种转变所带来的好处不仅局限于成本效益显著提升,更使得模块化系统的构建变得畅行无阻,为广大用户带来福音。