運動控制是設備運行的重要組成部分，在自動化中起著直接的作用。裝配和材料處理設備的工業用戶的需求清單越來越長，從特定于應用的設備設計到更小更輕的組件。以下是運動控制領域的三個趨勢，它們正在推動整個工業領域的創新和生產率的提高。

模擬和數字孿生

向“數字化一切”的轉變刺激了運動控制的重大變化：模擬。機器開發是一個漫長而復雜的過程，涉及詳細的圖紙和設計工作，然后是新機器的原型設計和測試。當然，設計階段無法預見設計中的每一個意外和小問題-這意味著更多的原型設計，然后是更多的測試。仿真正在改變運動控制設備OEM的整個過程。

模擬通常包含有限元建模，可幫助工程師測試更廣泛的變量選擇，消除設計階段的意外情況，縮短產品上市時間并更好地了解每個分立元件的實際性能。模擬過程最后形成了最終產品的工作數字模型，人們可以詳細、安全地進行研究，同時觀察調整變速箱和電機尺寸的效果，并最終實現材料成本，最佳性能和機器占地面積之間的理想平衡。

通過“數字孿生”進行模擬不僅對設計和開發新產品有用-工程師也可以使用模擬來觀察新控制器算法或設備升級的效果。它還可以更輕松地測試新功能，并最終為用戶提供特定于應用程序和小眾的功能。

▲通過模擬優化齒輪電機的設計方案，可以將總體設計時間減少75%，而質量、制造和采購團隊可以使用完全定義齒輪電機的3D模型來分析、構建和檢查齒輪電機。

以3D打印機為例，說明通過模擬進行特定于應用程序的設計為何如此有價值。逐層將材料沉積到工件上是對機器振動高度敏感的過程。但是，在新產品創建期間模擬機器運動可能會使工程師對產品設計或打印機中的怪癖感到不滿，這會破壞成品的質量或完整性。在原型可用之前，工程師就已經可以決定產品的設計或選擇不同的打印機設備。

無框電機

為了提高設備效率，提高性能和吞吐量，設備制造商和電機設計人員越來越關注無框電機。無框電機具有許多競爭優勢，包括更緊湊的設計，更易于定制和更大的靈活性。隨著制造工藝變得更加專業化，工廠需要更靈活的專用機器，無框架電機為這些靈活的機器提供動力并支持專業技術。

我們將在制造工廠車間的設備中看到越來越多的無框電機，尤其是機械臂和其他需要在重量和性能之間進行微調平衡的靈巧機器中。與其他電機不同，無框電機沒有傳動軸。這意味著它們不像上一代電機設計那么笨重。相反，OEM將它們作為單獨的定子和轉子運輸，這樣可以更靈活，更直接地融入各種機器的機械結構中。

由于無框架電機不需要聯軸器、傳動軸或變速箱，它們也不存在與穩定時間和潛在超調封裝電機相同的問題。這種類型的電機與先進的可編程邏輯控制器配合良好，可控制多達96軸的機器運動。無框電機提供了靈活性，可以完成所有處理能力的工作。

最終，無框電機在機器設計中釋放出更大的靈活性和創造力。他們的設計可以直接支持它們的應用-不像框架電機，框架電機通常符合NEMA和IEC標準，而且可能無法提供當今工業所需的靈活性和精度

真正的預測性維護

計劃外停機是生產力和盈利能力的殺手锏。在過去的幾十年中，當設備出現故障時，隔離問題部分需要看似無窮無盡的診斷工作和故障排除。而且有些組件不像其他組件那樣容易到達和診斷。整個過程既昂貴又冗長。

▲力士樂自適應系統技術在運動控制中具有靈活的減振和避振功能。這提高了受晃動、振動和搖擺影響的機器的吞吐量。

預測維護是數字化和向工業物聯網轉變的趨勢。這意味著依賴重型設備正常運行時間的制造商和其他公司可以預測哪些機器即將進入故障狀態，然后在這些物理資產對吞吐量、利潤和員工安全構成風險之前，對它們進行隔離和處理。

例如，驅動器可以提供扭矩或電壓變化的實時數據，這些數據可能表明機器的潤滑油正在損壞或軸承需要更換。由于有了這種程度的先進警告，機器所有者可以在設備無論如何都不會使用的時候安排維護和維修——遠在故障導致生產停滯、甚至可能縮短機器的使用壽命之前。

要實現這一點，需要了解關鍵機器部件（如伺服系統，電纜和配件）的強度和斷裂點。其余部分歸功于網絡連接的溫度探頭，電壓表和力傳感器，可以經濟高效地集成到各種機器組件的結構中。

繪制復雜的運動控制系統及其驅動設備的“映射”可能需要6個月甚至更長時間，并完全了解在運行期間理想的性能是什么樣子的。在那之后，機載傳感器接管并提供有用的，精細的性能數據，使維護間隔具有主動性和真正的預測性。

與其他趨勢一樣，預測性維護不再是奢侈品。這些趨勢越來越多地成為依賴重型設備和運動控制器的公司的重要競爭優勢。未來，這些新技術和新技術的采用率將更高。

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