□ 上海英威騰工業技術有限公司副總經理趙一凡
在11月落幕的第17屆中國國際工業博覽會上,中國工控界領軍集團英威騰攜旗下數家子公司精彩亮相,全面系統展示“工業4.0”背景下“物聯網和生產自動化系統解決方案”最新成果,并推出最新亮點產品——在技術及應用層面,具備國內一流水準比肩國際巨頭產品實力的DA200系列,為中國伺服業界用戶帶來全新選擇。
作為此款明星產品開發與創造者的英威騰子公司——上海英威騰工業技術有限公司(原上海御能動力科技有限公司)自2005年成立以來,在多名自動控制領域卓有建樹的留美博士領導下,成功將海外知名大型企業數十年技術開發和管理經驗移植國內,打造出中國運動控制業界極具實力的集研發、生產、銷售和服務于一體的科技創新型公司,在中國制造業升級中綻放著別樣精彩。
為探究新品細節及英威騰工業技術最新進展,《伺服與運動控制》特別采訪到上海英威騰工業技術有限公司副總經理趙一凡博士,其在訪問中不僅就新品及公司動態進行了分享,更對當下運動控制業界發展進行了較為深度的剖析。
面向高性能市場的DA200系列
歷經五天人潮涌動的工博會,英威騰再次載譽而歸!明星產品DA200系列正式發布。《伺服與運動控制》注意到,這是2015工博會上少有的高性能國產伺服新品推出,也是為數不多的具備與國外巨頭高性能產品競爭的國產運動控制新系列。據介紹,DA200交流伺服系統為英威騰工業技術歷時3年精心打造,在產品性能、功能、易用性、可靠性上均有長足進步。正式發布前,DA200交流伺服系統已通過英威騰IPD產品嚴格開發流程,在機器人、鉆攻中心、經編機、膜切機、精雕機等高速高精場合獲得高效應用,軸數已達5000-6000個。
其主要特色不僅表現在寬泛功率范圍(50W-15kW),寬輸入電壓(單相220V、三相220V和三相380V),高速度響應頻率,多種控制方式(脈沖信號、總線通信,支持CANopen、Profibus-DP、EtherCAT等通訊協議)等高性能伺服必備要素上,還呈現為全閉環、電子凸輪,支持2500線增量式/17、20、23位絕對值/16位旋轉變壓器編碼器,以及離線/在線慣量辨識,自適應振動抑制,擾動觀測器,速度觀測器功能等英威騰伺服自身技術融合特色上。
趙一凡博士表示,DA200系列是英威騰工業技術兩三年內主推產品。推出前,英威騰工業技術通過調研了解到目前伺服市場基本現狀:70-80%依然為國外品牌,國內品牌只占據20-30%,并且國內品牌中低端產品偏多,而國外品牌除高端外,在中低端市場也占有較大的份額。此種情況下,國內品牌該如何突圍?英威騰工業技術又如何立足市場并成長?成立之初,英威騰工業技術便將公司定位為打破發達國家運動控制技術壟斷,沖擊發達國家運動控制價格體系,讓利于用戶,提供更實惠更高品質產品與方案的高新技術企業。圍繞這一定位,新形勢下,英威騰工業技術公司可行的道路(或者目標)是:將產品功能、性能及可靠性做到同國際一線品牌接近甚至超越,再通過服務及整體性價比優勢助力,從市場中脫穎而出。
通用伺服的建設與應用
現在隨DA200系列的推出,英威騰工業技術朝這一目標越來越近了。趙一凡博士認為,產品高性能,國外技術壟斷打破的最終實現,需從客戶層面考慮,即客戶需要什么。根據調查,目前客戶急需的是定位整定時間更短、定位精度更高、動態響應更快、魯棒性更強的靈活性智能性產品。這些高性能產品表現,新系列該如何實現呢?趙一凡博士介紹道,DA200系列為通用伺服產品。通用伺服的高性能實現,關鍵在于完美閉環控制的實現。而閉環控制包括力矩環、速度環、位置環三個控制系統,這三個控制系統的寬帶與精度表現是伺服其他性能實現的基礎。通過對這三個控制系統進行優化,目前英威騰通用伺服力矩控制可做到2500-3000HZ(目前國內能做到此力矩控制的還較少);速度環上,一般大功率應用場合頻率可做到200-300HZ,英威騰通用伺服系統則可做到接近1000HZ的速度環帶寬,位置控制整定時間可短至1ms。此外,在易用性、慣量辨識、振動抑制(中高頻或者特別低頻的振動)上,英威騰通用伺服均展現極佳優勢。客戶不僅調試方便,在機械擾動及設備參數變化波動下,產品同樣可保持很好的穩定性。
這些英威騰通用伺服平臺的技術成果在新品DA200系列上,均有較好體現。現場中,英威騰特別設置了DA200系列演示系統,演繹這些技術成果展現的關鍵性能:其一、擾動抑制與高精度補償功能,通過圓軌跡加工動作,在1000倍放大顯像下看到過象限加工凸起5微米改善為1微米,大大地提升加工精度和表面光潔度;其二、低頻振動抑制功能,通過直線點位動作展示投入振動抑制功能對長臂振動改善效果。低頻振動抑制功能可用于抑制各種機械的機械共振及機器人手臂前端的振動,可明顯提高機臺或手臂的平穩性,最終提高機械的加工精度。
這些關鍵性能也最終通過應用獲得檢驗,取得不俗表現。現場中,對控制系統動態響應、精度、定位、可靠性、穩定性具有高要求的新一代六軸機器人控制系統、自動飲料機演示系統、全自動高速排盤機系統解決方案、高速鉆攻中心解決方案均有DA200伺服系統的匹配應用。受場地所限未展示的高光機、LED加工機上,DA200系列同樣能完整滿足精度與速度高要求,詮釋高端市場強大應用能力。
專用伺服建設及解決方案的提供
除DA200系列,趙一凡博士透露,英威騰工業技術接下來將進行HD300系列平臺的建設與行業拓展工作。HD300系列高性能產品預計將在明年發布。重點拓展行業包括機器人、高速/高精密金屬切削機床等。趙一凡博士進一步表示,英威騰工業技術注重的是產品平臺概念,通用與專用概念相對弱化。之前的專用伺服產品多針對一兩個行業或者一兩類特別工藝需求開發。例如MH500電液伺服系統針對各類液壓系統和注塑機節能改造專用開發,MP500油田抽油機伺服系統針對油田抽油機特定工藝需求開發,SL310織機電子送經系統、SL311織機電子機外卷系統、SL320織機電子卷取送經系統、SL330織機電子卷取雙送經系統針對無梭織機升級換代而開發。明年推出的HD300系列不僅可作為通用平臺應用,還可針對多個行業做開發,更靈活,相比市面產品,拓展性大大加強。一些行業的特殊的加工算法,都將在HD300新平臺實現。
專用伺服的研發與推廣實際上更深層次涉及研發力量與行業經驗的融合,尤其是解決方案的提供。趙一凡博士對英威騰工業技術在這一部分的發展充滿信心:目前英威騰重點應用解決方案涵蓋CNC、機床、機器人、包裝、新能源汽車(尤其是鋰電池制造)行業,并展現獨特優勢。以包裝行業為例,英威騰工業技術通過將單軸運動控制功能、簡易PLC功能集成到伺服驅動器中,可為包裝行業提供更加靈活的解決方案,實現電子凸輪、點位控制、全閉環控制、IO接口拓展等性能。除實戰經驗豐富,更為英威騰工業技術解決方案加碼的是眾多跨學科領域頂尖行業技術專家的坐鎮,這些技術專家能為英威騰工業技術在產品開發、行業應用及客戶服務方面提供眾多創新性及建設性方案與支持。
工業級物聯網技術的融入
今年,英威騰集團特別強調了物聯網與生產自動化系統解決方案的融合,在展會現場,英威騰集團通過建機、空壓機、機床、注塑機等系統的遠程監控設備以及實時運行數據實時監控向用戶展示了制造業如何基于現有資源構建物聯網并實現設備自動化、車間級自動化乃至智能工廠。
針對物聯網及智能工廠,英威騰集團提供這樣的完整架構:通過底層智能傳感器和無線通訊技術將設備反饋和監控信息輸出到英威騰驅動控制層;通過驅動控制層的工業以太網或工業總線將信息傳送到設備上層控制系統;上層控制系統通過(移動)互聯網將所有設備信息匯總實現車間和工廠級的自動化管理;最后通過移動互聯網和云技術實現遠程控制、管理和大數據處理。這些技術的組合可運用于智能建筑、智能工廠、智能生產、智能能源、智能軌道交通等工業相關領域。方案由設備感知層、數據通信層、數據平臺支撐層、應用層構成。多層架構模式可靈活運用于不同場合,滿足客戶多種需求。
受人尊敬的領先運動控制品牌
還有一些改變也正發生。比如電機的革新與改進。趙一凡博士表示,相比國外伺服系統,國產伺服系統在電機上依然處于弱勢。伺服驅動的控制板、硬件結構、CPU、FPGA等等的應用開發技術都可以自己掌控。此外,國產品牌還可通過更進一步的算法優化與創新去實現性能提升。但要打造一款優異電機,實現高功率密度或者同等體積下更高的輸出功率或輸出扭矩,單一的依靠產品設計無法達到要求。一些關鍵性材料比如優異硅鋼片等資源還為國外品牌占據,國產電機產業鏈在基礎材料上尚缺乏突破。針對這些國產電機的“先天不足”,英威騰工業技術通過電磁設計、工藝設計、結構設計、質量管控盡力彌補。再比如銷售方式的調整。趙一凡博士介紹,以前英威騰工業技術銷售多為渠道銷售,現在在兩方面進行加強:一方面加強對大客戶的開拓與深耕;另一方面,加強系統解決方案的建設與鞏固。集團近來成立了系統部,聯合戰略合作伙伴,幫助包括英威騰工業技術在內的子企業為客戶提供更完整高效的系統解決方案。
通過這些建設,2015年英威騰通用伺服在大環境經濟下行疲緩下依然維持較高增長。再談及伺服品牌競爭問題,趙一凡博士特別強調國產伺服品牌的崛起與當下競爭氛圍。他認為目前國產伺服品牌競爭雖然非常激烈,但每家國產品牌都在打造并展現自己的優勢,競爭促進了成長,這對中國運動控制產業的整體發展非常有益。
最后談及英威騰工業技術未來發展目標,趙一凡博士表示,還是實打實,一步一步做,將產品性能、可靠性等等做到不止國內領先,同時也要把交付能力、為客戶提供的售前售后服務提升到一個更高的水平集團一直以來的目標是成為全球領先、受人尊敬的電氣傳動、工業控制、新能源領域的產品與服務供應商。其中,“受人尊敬”,同樣是英威騰工業技術未來的目標與方向。“受人尊敬”相比“受人信賴”提出了更高的要求,一定是在企業文化、產品、服務等方面全方位優秀,才能贏得尊敬。
“中國制造2025”和“工業4.0”正成為世界制造業熱點,也給中國制造業帶來新增長機會,自動化乃至運動控制市場也出現新增長。英威騰新品DA200交流伺服系統不僅要通過開放式工業以太網和工業總線與國際上知名控制系統對接,實現“工業4.0”對控制和驅動系統的需求。其高端智能、高性價比等優勢,在國內伺服控制領域也處于一流水準,具有挑戰國際巨頭產品的實力。
而英威騰工業技術也通過英威騰集團指引不負使命,持續助力裝備制造業升級,為裝備制造業的高速化、精密化、高功能化創造更多價值,為運動控制最終的“中國化”貢獻了一份力量。
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