图1  设备向最终用户交货前的正视图

经过优化的控制与驱动技术在未来应用中具有关键作用。采用实时以太网的现代伺服技术，结合使用灵活的SPS系统，可以提供有效的、降低成本的模块式解决方案。

符合要求的SPS驱动装置集成功能越来越强大，是对现代的高性能自动化系统提出的要求之一。近些年来，驱动装置的趋势正朝着分散化智能的方向发展，而近段时间以来，采用中央控制装置实现驱动方案则重新成为一个重要的课题。

机器与设备制造商想尽量集中精力于核心技术，不必为驱动控制的细节及其编程或参数化去分心。假如对驱动装置选择了中央控制，那么内置Motion-Control方案就是多余的了，因为可存储器编程的高级控制装置（SPS）担负着控制和监控的责任。这样做一方面可以节约成本，另一方面，越来越快的总线系统也可以通过实时以太网加上性能越来越强大的SPS，对动作控制从中央进行管理，而不会影响性能和模块化（图1）。

整套自动化帮助

Panasonic为这种用途准备了包括控制装置和驱动装置在内的整套自动化帮助。基础是SPS FP-Sigma，它可以在整个机器顺序范围之内对驱动装置进行智能控制，通过内置的接口安排同外界的通信。伺服放大器的控制有许多方案思路供选择，比如可以把成品的运行序列存放在伺服放大器Minas A4P上，然后由高级的SPS借助数字输入输出端对其进行起动/停止或管理。第二个思路是，伺服驱动放大器Minas A4像步进电动机那样，通过一个方向输入端及一个脉冲输入端进行控制。

图2  采用RTEX（RealTime Express）定位系统的FP-Sigma控制装置

第三个思路是FP-Sigma的亮点，即将伺服放大器安装在总线系统里，在Motion运行方式下直接进行控制（图2）。整个定位的处理在SPS中实现，所有伺服放大器Minas A4N的数据全部由FP-Sigma RTEX Motion-Control模块进行读写。Panasonic的以太网总线系统可以做成环形结构，在总线电缆最大长度为200m时，使用FP-Sigma可以控制多达16个轴。同时，总线的连接采用相当于5e类的商业通用LAN电缆。控制装置与伺服放大器之间的通信速度为100 Mb/s，这种方案目前属于市场上反应最快的方案之一。

应用的编制由功能模块来完成。由于RTEX定位组件的处理速度很快，其数据整个刷新的时间仅需约1ms，因而可以实现伺服系统起动和停止的反应极快，最终为过程的高动态处理开辟了道路。

通过以太网对驱动装置进行控制和报警

该驱动方案由于采用Panasonic的Minas A4N系列伺服驱动装置而臻于完善。由于通过实时以太网总线系统结合采用FP-Sigma RTEX组件缩短了存取时间，因而即使在采用多轴时，它也可以实现复杂的运行曲线。比如各种相关的数据（报警或驱动数据），在SPS中可以及时得到处理并以视频显示。

图3  多轴伺服系统减少硬件构件，不仅节约成本，而且也节省开关柜里的位置

此外还可以减少机械构件，缩短机器的改装时间，并可使机器和生产程序实现柔性化。同传统系统相比，该系列的结构要小30%（图3）。对5~5000W功率范围内的电机进行控制的放大器，除了布线技术极佳之外，还可提供更好的Auto-Tuning，即使在生产运行当中，它也可以对找到的参数继续进行改进。另外，通过伺服放大器和相应的软件，可以发现机器系统里的机械谐振，并可利用带阻滤波器加以抑制。

这样，采用Motion-Control方案可以应用于多种多样的领域：从包装机、自动装配机、卷绕机、运输系统、自动焊接机到机床上的十字工作台。

技术适用于实践

Plastal 公司、RAS Schmidler公司、Michl Elektroservice公司（后者的主要任务是在现场负责包括开关柜制造和投产在内的软硬件成套工程）以及最终用户福特汽车公司，共同实现的项目表明了组件在实践中相互配合的成功应用。该项目是对粘贴装置的机器进行自动化改造。一个主要的特点在于动态的精确定位，另一个特点在于所用组件的顺利配合，如利用RTEX进行六轴定位的SPS-FP-Sigma，操作装置GT21，Panasonic的PV310图像处理系统以及用于安全技术的产品。提出的任务是，每两个工件放在双轨带（胶带）上进行粘贴，在工件末端焊上一个用于揭掉衬纸（胶带表面上的保护膜）的拆膜板。此外，每个工件上还要由机器的操作员放上两个密封件。同时由图像处理系统检查密封件的位置对不对，对高度进行测量以及检查密封件的位置是否正确。