在之前的一篇文章中，我們介紹了智能工業(yè)背后的基本概念——讓制造更高效、更智能、更智能、更互聯(lián)。為了實(shí)現(xiàn)這些概念，該行業(yè)的不同領(lǐng)域正在進(jìn)行大量的開(kāi)發(fā)工作。在這種情況下，最苛刻的應(yīng)用之一是工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制，其中尋找新的方法來(lái)集成電子設(shè)備以實(shí)現(xiàn)這一功能可以帶來(lái)巨大的好處。

從集中式到分布式控制解決方案

傳統(tǒng)上，工業(yè)機(jī)器人中用于運(yùn)動(dòng)控制的電子設(shè)備安裝在機(jī)器人附近的機(jī)架和機(jī)柜中。這意味著有許多電纜和連接器將控制功能連接到它們驅(qū)動(dòng)的電機(jī)、開(kāi)關(guān)和執(zhí)行器。這也意味著工廠中有專家能夠安裝、操作和維護(hù)這個(gè)復(fù)雜的元素集合。

想象一下，現(xiàn)在將所有這些控制電子設(shè)備直接集成到機(jī)器人驅(qū)動(dòng)的部件附近——所以當(dāng)機(jī)器人交付到工廠時(shí)，它們已經(jīng)安裝好了。這會(huì)帶來(lái)很多好處：

節(jié)省材料和空間——機(jī)柜、機(jī)架、電纜等。

安裝和操作節(jié)省人工成本

更高的效率——比電纜更低的能量損失

而且，通過(guò)集成正確的電子元件，我們可以擁有更高的靈活性來(lái)使機(jī)器適應(yīng)制造任務(wù)的需求。

當(dāng)然，這說(shuō)起來(lái)容易做起來(lái)難。為了完成這項(xiàng)任務(wù)，ST 多年來(lái)一直與 Robox spa 合作，Robox spa 是一家為機(jī)器人和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造電子控制器、編程語(yǔ)言和開(kāi)發(fā)環(huán)境的公司。

高度集成的智能安全運(yùn)動(dòng)控制模塊

這種合作的一個(gè)產(chǎn)品體現(xiàn)了這種方法的好處——SPIMD20運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊，它被設(shè)計(jì)成直接集成到無(wú)刷電機(jī)中。

SPIMD20 是一種創(chuàng)新的機(jī)電一體化運(yùn)動(dòng)控制解決方案，它結(jié)合了一系列集成電路（芯片）、機(jī)械部件和專用軟件。該模塊專為需要控制多個(gè)運(yùn)動(dòng)軸并希望減小布線系統(tǒng)和機(jī)架尺寸的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。典型用例包括包裝機(jī)、加工機(jī)和工業(yè)機(jī)器人。該模塊具有高度可配置性，因此可以適應(yīng)不同類型的電機(jī)和工作配置文件。

SPIMD20 包括一個(gè)全橋 IGBT 逆變器、一個(gè)使用兩個(gè)STM32微控制器和一個(gè)通信接口的控制單元，可與任何高達(dá) 2kW 的無(wú)刷三相電機(jī)集成。該模塊的工作電壓高達(dá) 800 VDC，并執(zhí)行所有電機(jī)驅(qū)動(dòng)功能，包括調(diào)整速度、位置（連接旋轉(zhuǎn)變壓器和 EnDAT 2.2 位置傳感器）和電流回路執(zhí)行，此外它還執(zhí)行連接任務(wù)。通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng) （Ethercat?） 和 CANOpen? 連接到主站。SPIMD20 還提供了根據(jù)需要輕松實(shí)施不同工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的靈活性。

用一體化模塊改裝電機(jī)是一個(gè)機(jī)械限制問(wèn)題：SPIMD20 的整體尺寸為 165 x 60 x 26 mm，重量不到 0.5 kg。這種緊湊性允許集成到不同尺寸的電機(jī)中。

SPIMD20 也是安全智能工業(yè)的關(guān)鍵推動(dòng)力。它嵌入了 STO（安全扭矩關(guān)閉）功能，其架構(gòu)符合所有最常見(jiàn)的工業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)。

審核編輯：郭婷