隨著新技術(shù)進入工業(yè)市場，工程師必須找到新的方法來改善性能并延長現(xiàn)有設(shè)備的生命周期，否則就必須重新設(shè)計設(shè)備?！　∪缃瘢袌龈偁幖ち?，更高分辨率的反饋設(shè)備、更快的處理器、更清晰的視覺系統(tǒng)和更復(fù)雜的通信總線層出不窮，這些都是競爭對手可以加以利用，為新一代產(chǎn)品添加創(chuàng)新附加值的資源。而對于那些資源有限的精益工程團隊而言，在競爭中保持領(lǐng)先地位將極具挑戰(zhàn)性?！　∶鎸κ袌鎏岣咝阅艿男枨?，每個產(chǎn)品經(jīng)理都必須考慮：要實現(xiàn)多少性能提升才能滿足市場需求？是否可以通過對主要設(shè)計進行微調(diào)來實現(xiàn)系統(tǒng)的重大改進？或者，必須通過重新設(shè)計產(chǎn)品來保持競爭地位？　　這些問題都始于評估運動控制組件，這是影響所有復(fù)雜設(shè)備性能的關(guān)鍵要素。是否需要升級或完全重新設(shè)計設(shè)備，取決于所選擇的伺服電機、伺服驅(qū)動器、電纜，控制器或PLC。了解所有選項及其相互配合工作方式對于確定最佳性能優(yōu)化方案至關(guān)重要?！　〈蠖鄶?shù)項目都有著相似的目標：改善性能，加快產(chǎn)品上市時間，實現(xiàn)風(fēng)險和成本最小化以及投資回報最大化。大多數(shù)項目也有著相同的選項：更換單個組件，更換整個運動控制系統(tǒng)，重新設(shè)計設(shè)備零件，或重新設(shè)計整個設(shè)備。雖然我們不可能對每個項目都進行權(quán)衡，但以下內(nèi)容還是概述了大多數(shù)設(shè)備制造商在設(shè)法改善設(shè)備性能時所面臨的選項。
　　*相對于按時間、按預(yù)算完成項目的風(fēng)險等級，以及預(yù)期的性能改善?！　★@然，您需要根據(jù)實際情況，包括市場、機型、預(yù)算、時間和性能要求，來一一評估這些重新設(shè)計選項。為此，讓我們來更詳細地了解每種重新設(shè)計方案?！　⊥耆匦略O(shè)計設(shè)備耗時且成本高昂。但是，如果確實需要增加重要的新功能，或現(xiàn)有設(shè)計已經(jīng)過時（由于新技術(shù)的發(fā)展），那么，對機器進行完全重新設(shè)計就是必要的。運動控制系統(tǒng)是設(shè)備性能的關(guān)鍵，因此任何整體重新設(shè)計項目都應(yīng)考慮以下方面：　　●控制方法，包括工業(yè)4.0元素　　●集中或分布式控制　　●單一來源還是多供應(yīng)商來源　　●代理商資質(zhì)"
　　完全重新設(shè)計機器涉及耗時較久的開發(fā)、文檔編制和原型制作。制造商需要收集客戶和最終用戶對功能和性能的意見，為多個設(shè)計評審預(yù)留時間，評估所有潛在供應(yīng)商及其產(chǎn)品的相互作用機制以實現(xiàn)理想運動特性，并且接受全面測試，同時記錄各種設(shè)計選擇的結(jié)果。　　毫無疑問，完全重新設(shè)計設(shè)備是最耗時、成本最高的選項。當選定的機械系統(tǒng)交互非最優(yōu)時，風(fēng)險可能會在整個過程中逐步升級，最終需要設(shè)計人員重新設(shè)計。但是，當迫不得已必須實現(xiàn)設(shè)備功能或生產(chǎn)率的定量提高時，完全重新設(shè)計可能是唯一可行的選擇?！　∨c完全或主要重新設(shè)計相比，部分重新設(shè)計通常成本較低，因為這種方法只需要識別并替換有問題的機制。但是，這會帶來很大的風(fēng)險，并且與完全重新設(shè)計相比，部分重新設(shè)計帶來的性能提升可能并不明顯?！　榱顺晒M行部分重新設(shè)計，需要深入了解哪些機械元件妨礙了設(shè)備實現(xiàn)最大性能，以及原因何在，另外還要了解所有可行的替代品及其潛在成本以及對整個系統(tǒng)的工程影響。例如，如果更改為直接驅(qū)動方法，就不必再使用許多原本需要維護并可能導(dǎo)致機械問題的組件。　　憑借在系統(tǒng)整體運作，子系統(tǒng)交互作用以及子系統(tǒng)更換選項方面的專業(yè)知識，工程師可以成功地將風(fēng)險降至最低并最大程度優(yōu)化性能，同時最大程度地節(jié)省成本。例如，如果直接驅(qū)動解決方案可以在無需重大重新設(shè)計的同時滿足應(yīng)用需求，那么就可以降低零件數(shù)量、組裝時間和維護需要，同時提高設(shè)備性能和生產(chǎn)率。　　更換電機或驅(qū)動器是成本最低且破壞性最小的提高設(shè)備性能的方法。但是，更換單個組件時，性能提升可能會有所限制，因為現(xiàn)有組件和新組件的性能特征可能并不匹配。當組件來自多個供應(yīng)商時，情況尤其明顯?！　⌒阅茏罴训南到y(tǒng)包括與同步電機電磁結(jié)構(gòu)相匹配的驅(qū)動控制算法，以及與驅(qū)動電機系統(tǒng)性能期望相匹配的反饋元件。雖然在設(shè)計圖紙上，新的電機或驅(qū)動器可能會顯示出更高的性能規(guī)格，但將其合并到現(xiàn)有系統(tǒng)中可能會限制這些優(yōu)勢?！　”M管可以將一個供應(yīng)商的驅(qū)動器與另一個供應(yīng)商的電機集成在一起，但是由于系統(tǒng)組件之間固有的不兼容性（通常會因特定的工程選擇和設(shè)計方式而被放大），因此要優(yōu)化整個系統(tǒng)的性能可能會遇到挑戰(zhàn)。專注于運動控制的供應(yīng)商具有協(xié)調(diào)完全集成解決方案性能的專業(yè)知識，而不僅僅是簡單地提供單個組件，從而為優(yōu)化系統(tǒng)性能提供最佳機會。
　　性能最佳的系統(tǒng)包括與同步電機電磁結(jié)構(gòu)相匹配的驅(qū)動控制算法，以及與驅(qū)動電機系統(tǒng)性能期望相匹配的反饋元件。
　　基于完全協(xié)調(diào)的運動控制系統(tǒng)性能概念，更換運動控制系統(tǒng)是一種新思路。鑒于當今電機和驅(qū)動技術(shù)的日新月異，并且專注于運動控制的供應(yīng)商致力于提供匹配系統(tǒng)，以完全實現(xiàn)每個組件的額定性能并提供最先進的運動控制技術(shù)，更換運動系統(tǒng)是一個可行的選擇?！　【拖袼须娮釉O(shè)備一樣，新一代電機、驅(qū)動器和控制器都有益于性能的提高、組件尺寸的減小以及新的功能。在同樣的外形尺寸，甚至在更小的空間內(nèi)，新的電機和驅(qū)動器組合的性能將顯著提高。這意味著工程師有機會以對現(xiàn)有設(shè)計的最小改動來大幅提高設(shè)備性能?！　∫氤晒Φ貙\動系統(tǒng)進行升級，就必須仔細檢查當前的設(shè)備性能，以確定最緊迫的需求和提高生產(chǎn)率的可行性。例如：　　是否需要更快地運轉(zhuǎn)速度以縮短設(shè)備運動和間歇時間？如果是這樣，那么請考慮選用功率類似但轉(zhuǎn)子慣性較小的電機，或尺寸相似但具有較大加速功率的電機。經(jīng)過適當匹配和優(yōu)化設(shè)計以實現(xiàn)最佳性能的系統(tǒng)也可以滿足這一需求。　　縮減機器物理尺寸是一個重要設(shè)計目標嗎？如果已實現(xiàn)機器性能目標，但需要縮減設(shè)備的物理尺寸，那么請考慮采用外形尺寸更小、性能特點類似的運動系統(tǒng)解決方案?！　≡谠S多情況下，僅需要更新電機、驅(qū)動器和電纜便可改善機器性能。對于一些項目而言，可能還需要更換新的控制器、電源連接器或I / O?，F(xiàn)有的電機安裝座和可用的控制柜空間可能與新的解決方案相適應(yīng)。先進的運動系統(tǒng)具有簡單的即插即用功能，可最大程度地縮減與新控制器或驅(qū)動器配置或新編程接口配合使用時的學(xué)習(xí)曲線?！　≡谕瑯拥耐庑纬叽鐑?nèi)，甚至在更小的空間內(nèi)，新的電機和驅(qū)動器組合的性能將顯著提高?！　?strong>一個無需重新設(shè)計設(shè)備便可提升設(shè)備性能的運動控制系統(tǒng)　　利用新一代電機、驅(qū)動器和控制器，運動控制系統(tǒng)可以更好地優(yōu)化設(shè)備性能，滿足對更高性能和生產(chǎn)率的需求，且無需花費大量時間重新設(shè)計設(shè)備?！　±纾瑢⒏咝Фㄗ雍娃D(zhuǎn)子設(shè)計與新一代高能磁體相結(jié)合的伺服電機，可以在與原有電機相同的空間內(nèi)，以相同的安裝方式，提供更大的轉(zhuǎn)矩和功率?；蛘?，這種先進技術(shù)還可以在較小的外殼內(nèi)提供同等的轉(zhuǎn)矩和功率，從而在不犧牲性能的前提下使機器更緊湊。根據(jù)設(shè)計目標，甚至還有可能在更小的空間內(nèi)達到更高的性能，尤其是當合適的電機技術(shù)與合適的驅(qū)動器相匹配時?！　∷欧姍C具有更高的轉(zhuǎn)矩和功率密度，更低的慣性以及可自定義的功能，為工程師提供了一種提高機器生產(chǎn)率和整體設(shè)備效率的簡單高效方法。將這些高效的電機設(shè)計與完美匹配的多軸伺服驅(qū)動器解決方案結(jié)合使用，可以節(jié)約空間，降低能耗和成本，并確保完全發(fā)揮額定性能?！　∨c專注于運動控制的供應(yīng)商合作可以進一步優(yōu)化重新設(shè)計或升級項目成果。例如，提供定制功能的合作供應(yīng)商可以調(diào)整產(chǎn)品安裝和其他功能，以匹配現(xiàn)有機器設(shè)計，而提供靈活控制軟件和運動控制專業(yè)知識的供應(yīng)商可以幫助微調(diào)系統(tǒng)，使其與現(xiàn)有控制功能完美協(xié)作?！　∫韵率纠f明了如何基于各種運動控制系統(tǒng)選項在不進行設(shè)計變更的情況下提升機器性能?！　∵@些情景并不是理論設(shè)想，而是當今新一代技術(shù)帶來的現(xiàn)實機會，比如，Kollmorgen的2G運動控制系統(tǒng)，包括AKD2G伺服驅(qū)動器、AKM2G伺服電機、2G電纜和支持組件。　　在相同外殼尺寸和安裝方式下具有更高轉(zhuǎn)矩和功率的電機。　　在與現(xiàn)有電機尺寸相同、安裝配置相同的情況下，可提供更大轉(zhuǎn)矩和功率的電機，可以以最短的設(shè)計時間和最低的成本來提高機器性能。更大的轉(zhuǎn)矩優(yōu)化了加速和減速時間，加快了轉(zhuǎn)位，從而提高了機器生產(chǎn)率。電機功率的增加也有助于提高機器速度和生產(chǎn)率。另外，多項電機設(shè)計創(chuàng)新可以在相同外殼尺寸中提供額外的轉(zhuǎn)矩和功率。　　高效的繞組設(shè)計可提高可制造性，同時實現(xiàn)高縫隙填充，并提高電磁生產(chǎn)效率。繞組由纏繞在定子鋼齒上的銅線線圈組成，從而形成提供電機功率的特定磁路。導(dǎo)線填充了定子齒之間的縫隙，縫隙中的銅含量更高，從而可以更有效地創(chuàng)建電磁場。被設(shè)計成高效磁路的高能稀土磁體在增加轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生方面也發(fā)揮了作用。
　　在相同外殼尺寸和安裝方式下具有較低慣性的電機。　　在保持相同外殼尺寸的情況下，通過減小轉(zhuǎn)子慣量，也可以提高電機性能。與增加轉(zhuǎn)矩的原理類似，較低的轉(zhuǎn)子慣性意味著需要更少的能量來改變速度。為了獲得最佳結(jié)果，具有低轉(zhuǎn)子慣量的電機可能需要更高級的調(diào)諧功能，以實現(xiàn)最佳的運動調(diào)節(jié)和性能。通過與專注于運動控制的供應(yīng)商（可提供集成于驅(qū)動器中的高級性能調(diào)節(jié)功能）合作，并使用系統(tǒng)設(shè)計方法，可以輕松實現(xiàn)這一目標。　　選擇反饋。提供多種反饋設(shè)備的電機使設(shè)備設(shè)計人員可以輕松保持現(xiàn)有機器的定位精度。新電機可以使用相同或升級的反饋設(shè)備，以提高精度。專注于運動控制的供應(yīng)商可以提供無縫集成驅(qū)動器、電纜、電機和反饋系統(tǒng)的解決方案?！　◎?qū)動器更換。更換伺服驅(qū)動器也可以提高機器性能。較新的驅(qū)動技術(shù)利用了較小的功率設(shè)備、改進的散熱片和更強大的處理器。通過以更小的外形尺寸提供更強勁的性能，驅(qū)動器在控制柜中占據(jù)的空間更少。設(shè)計人員可以減小控制柜尺寸或增加功能，例如額外的設(shè)備安全功能或輔助功能。此外，集成了高級調(diào)節(jié)功能的驅(qū)動器（包括電流、速度和位置環(huán)的可自定義濾波器）提高了電機/驅(qū)動器系統(tǒng)對特定機械組件配置做出最佳響應(yīng)的能力。　　單電纜與雙電纜。雖然較舊的機械可能使用雙電纜，一條向電機提供動力，一條從電機獲得反饋，但如今新的電機/驅(qū)動器設(shè)計可通過單電纜向電機提供動力并獲得反饋。切換到單電纜設(shè)計可簡化電纜管理并降低安裝成本，即使該設(shè)備最初是基于雙電纜系統(tǒng)設(shè)計的?！　f(xié)同設(shè)計能力。除了將最新的電機和驅(qū)動技術(shù)整合到現(xiàn)有系統(tǒng)中，真正專注于運動控制的供應(yīng)商還應(yīng)該能夠提供可定制電機制造能力的協(xié)同設(shè)計支持，從而承擔(dān)重新設(shè)計的大部分負擔(dān)。供應(yīng)商實質(zhì)上是客戶設(shè)計團隊的一部分，可以最大程度地幫助節(jié)約重新設(shè)計或升級項目所需的時間和精力?！　⊥ㄟ^協(xié)同設(shè)計的軸和安裝改造、反饋設(shè)備替換和其他機械定制化，專注于運動控制的供應(yīng)商可以實現(xiàn)所需的性能改進，同時適應(yīng)OEM的原始設(shè)備設(shè)計。包含強大而靈活的固件和軟件選項的驅(qū)動器提供了定制和細化現(xiàn)有或重新設(shè)計的機器功能的附加功能。
　　新思路始于科爾摩根　　改善設(shè)備性能以滿足市場需求并不一定意味著從頭開始。通過與專注于運動控制的供應(yīng)商合作，您可以獲得新一代運動控制系統(tǒng)以及協(xié)同設(shè)計專業(yè)知識以實現(xiàn)完美匹配的自定義設(shè)置，在對設(shè)計影響最小的情況下使老化設(shè)備恢復(fù)活力。　　科爾摩根2G運動控制系統(tǒng)就是為迎接這些挑戰(zhàn)而生，科爾摩根的協(xié)同設(shè)計團隊已準備好評估您的機器設(shè)計，并幫助您提高設(shè)備效率和生產(chǎn)率。