携视觉技术拓运动控制应用空间

尽管视觉产品在整个自动化行业还属于新兴一类，但是，视觉系统和运动控制的结合发展早已不是一个崭新的话题，只是其大规模的应用与普及却始终难以达到。究其原因，可能是此前，中国市场对于视觉这类高端产品的需求尚不能达到产业这一规模，因而导致视觉系统和运动控制这一高端领域的研发技术仍然处于相对薄弱的环节。

如今随着软硬件技术的发展，一定程度上降低了运动控制和视觉系统的开发难度和开发成本，曾经只专精于运动控制，或视觉系统的自动化厂商也逐渐开始加入到了机器视觉的研发队伍上来。

“如果说运动控制是人体四肢的话，那么视觉系统就是眼睛。两者的结合，恰如其分地达到了手眼并用的功效。”研华设备自动化行业发展总监李国忠先生如是说。他认为，机器视觉的应用，不仅仅能帮助控制系统实现准确的定位，还能做到及时的判别和辨识等功能。而这一功能，显然在传统的纺织及电子设备制造行业，以及一些新兴的领域，如食品饮料包装、LED生产、机械手臂及手机各部件的应用检测等领域，有着极大的作用。为此，研华也将于2012年第二季度发布其自有的机器视觉产品EagleEye智能相机和Inspector Pro视觉软件。

而在和凌华科技许杰弘先生的交流中，记者得知，早在多年前，凌华科技就已经预见到了未来自动化产业将是机器视觉与运动控制紧密结合的产业。所以，自研发伊始，凌华科技就展开了基于运动控制和机器视觉额技术融合、产品研发及应用。在这一领域，凌华拥有着业界无可比拟的技术和经验优势，不仅是在传统的半导体设备制造及电子设备制造中，同时在如食品包装、药品检测、TFT和LCD生产和测试、钱币验证、烟草及棉花检测、手机各部件的检测等新兴领域，凌华都已经能够帮助用户实现“一站式”服务，从计算平台到运动控制轴卡，从图像采集到图像分析软件等，全方位地满足客户的生产运营需求。

尽管如此，运动控制的视觉之路还很漫长，但是在众多优秀的自动化厂商努力下，必将在未来呈现出百花齐放的态势。

工业通信技术促运动控制发展

近年来，在运动控制技术的发展中，与很多相关技术的融合共进也成为了至关重要的因素。除了近年来与视觉系统的结合，运动控制技术的发展也显著受益于工业实时通信技术的不断升级，正是这一基础技术的不断完善，为运动控制提升各方面性能提供了良好的技术基础。

与其他实时通信方式相比，工业实时以太网技术凭借着高传输速度、高带宽等优点，在当前无疑已经成为适用于运动控制领域的最重要技术之一。尽管在不同技术背景和支持厂商的倡导下，EtherCAT、Powerlink、Profinet IRT、SERCOSⅢ等众多实时以太网技术仍处于并存发展的态势，但对于用户来说，技术的不断发展和日益开放的技术环境，使运动控制用户的选择越来越简单易行。

近年来，尤其在多轴传动等领域，工业实时以太网基于其特性已经可以进行一系列的支持，同时基于技术的不断改进，这些实时以太网技术的开放性和相容性也变得越来越好。以EtherCAT实时以太网技术为例，其在运动控制领域起到的作用就越来越显著。不仅在技术上具有更好的可行性，支持与应用这一技术标准的运动控制供应商也越来越多。

对此，EtherCAT技术推广工程师程庚谈到：“EtherCAT以它传输速度快，带宽利用率高达80%～97%，实时性高等特点在运动控制领域有突出优势，EtherCAT为现行的运动控制设备行规提供了简单的接口，例如EtherCAT可以提供CANopen相同的通信机制，包括对象字典、PDO（过程数据对象）、SDO（服务数据对象），甚至网络管理。用于伺服驱动和通信技术的SERCOS框架可以轻松地映射到EtherCAT中，该特性使用户和设备制造商可以轻松完成从现有的现场总线到EtherCAT技术的转换过程。”

事实上，运动控制的需求直接来源于各个行业的各自特点。在当前运动控制应用比较典型的工业机器人、印刷包装等一些行业场合中，工业通讯起到的作用也越来越关键。程庚认为，在工业机器人、印刷包装等典型行业的运动控制应用中，快速通信、高实时性和系统扩展其它通信方式的难易程度等方面都是受到关注的，从这一角度来看，运动控制与工业通信两者的结合也促成了各自的发展。

在这种技术交叉发展的现状下，运动控制产品提供商对多种工业通信技术的支持则越来越开放。例如，尽管一些运动控制供应商本身就是某些主流实时以太网技术的主要倡导者，但他们也在积极地寻求自身产品对其他网络技术的兼容性。

如果在以前，一种运动控制产品只能支持一到两种以太网和总线标准的话，那么现在相应的协议转换已经变得轻松得多。而从用户的角度看，这种变化带来的不仅仅是成本的改善，也使模块化系统的实现更加方便

程庚也以EtherCAT为例谈到，EtherCAT可以给用户带来高速通信和高实时性的系统。同时，BECKHOFF公司和部分ETG会员公司提供了其他通信方式到EtherCAT系统的转换器件，可以更加便捷地将其他通信挂接到EtherCAT系统中。

据程庚介绍，主流的运动控制厂商绝大多数已经成为了EtherCAT技术组织的会员，并已推出了支持EtherCAT通信的运动控制产品，如ABB、BECKHOFF、KOLLMORGEN、MAZAK、NI、Omron、Yaskawa等。在德国ETG联合展台上还可以看到多家支持EtherCAT运动控制厂商的产品在一个EtherCAT主站平台下运作，在中国ETG联合展台也可以看到主流运动厂商的参与支持。

事实上，在如Powerlink、SERCOSⅢ等其他工业实时以太网方面，受到厂商支持的力度同样越来越大，从运动控制到整个控制系统的“一网贯穿”、实现更高性能的多轴运动控制等目标也已经涌现。可见，运动控制和工业网络的交互式发展，正在走向越来越可喜的方向。