驱控一体技术的特点和优势！

　　杭州伺洋电子科技有限公司

　　驱控一体技术因为“真伪之辩”而广受热议，随着驱控一体产品的不断推出，如今，驱控一体技术已经趋于成熟，甚至成为SCARA的标配。

　　驱控一体基于硬件电路集成度的提高，为工控产品的小型化发展提供了必要的条件，以成本、安装尺寸和系统性方案上的优势备受市场青睐。同时，功能模块化的开发方式可以帮助用户缩减产品设计时间，提高工作效率，成为企业降本增效的。

　　驱控一体的特点和优势

　　在客户低成本、高性能、空间占用小、操作简单和维护方便等需求下，小型化、模块化、专机化的驱控一体方案成为趋势。石建军表示，驱控一体首先是空间占用小、成本低、维护简单、可靠性高。

　　对于多轴系统而言，一般的驱控一体，整机配置不够灵活，但是如果采用模块化设计，就可以很好地解决这个问题。模块化的驱控一体，无论CPU板、IO板、伺服板等，都可以在一定的框架下相互替换，灵活性很高。同时，多轴的驱控一体，还可以进行节能设计，较大程度的降低运行成本。

　　，对于特定的比较成熟的行业而言，其外部的设置已基本成型，不会有太大的改变，可以专门为其定制一套系统，允许适当的部件，在小规格上面可以选配，以比较完备的、覆盖行业的大部分情况、性能和灵活性得到保证的同时，成本可以大程度地降低。

　　“驱控一体”化之后，不需要购买独立的驱动器，六个驱动器全部整合在一个控制板上，比起离散的驱动器，简化了很多，成本也会降低很多。

　　驱控一体的主流设计方案

　　与传统的运动控制不同的是，驱控一体集成了伺服驱动和运动控制，两者之间在内部进行高速数据通信。设计之初，就抛弃了各种接口器件，而用的时候，客户可以节省大量电缆、空间，从这一点就可以看到显性的成本降低的可能。

　　而且伺服驱动与运动控制，其数据交换在内部高速运行，数据交换方面的瓶颈得到解决，对柔性拖动示教和智能防撞而言，基础已经搭建好了，剩下就是实现方案的问题。

　　指出，驱控一体根据应用场合及重点关注的不同，目前主流的设计方案有：单芯片方案、多芯片方案和总线式方案。其中，单芯片方案和多芯片方案是单板式、集成式的方案，总线式方案是多板式、分布式的方案。

　　单芯片方案主要是针对单双轴机械臂系统，二次元冲压机械手系统等，因为性价比高，客户应用得非常多；而如果针对多轴机械手，那就需要多芯片的方案。“可以说，采用多芯片方案的驱控一体，性能已经很好，成本也不错。”。

　　正是基于这种架构方案，华成工控设计了多轴桁架式机械手控制系统、四轴冲压机械手控制系统、四关节机器人控制系统等几款不同的驱控一体系统。

　　但他也同时指出，无论是单芯片方案还是多芯片方案，都只适合单板式设计，而单板式设计，因为PCB板的面积及空间分布的问题，其扩展性稍有限制。所以当轴数大于4轴的时候，就需要考虑分布式多板式设计方案，高速总线式架构就是这样一种方案。

　　据悉，高速总线式架构通过一条内部高速总线，将运动单元、伺服驱动单元，IO单元、模拟量单元等串连在一起，使数据可以在内部高速交换，达到一体化效果。

　　相较于单芯片和多芯片的单板式方案，总线式的多板式方案，整个系统的可扩展和可配置能力，都得到了很大提升，通配性非常好。

　　基于这种方案，华成工控设计了六关节机器人控制系统、四关节机器人控制系统、八轴驱控一体控制柜等产品，整体可配置方案多，维护非常简便，适合大多数行业领域。

　　关键技术突破

　　“做驱控一体系统，不是单纯的把伺服驱动和运动控制揉到一起，而是要有机地考虑两者之间的关系。”

　　而基于驱控一体系统的开发实践，已经突破一些关键的技术点，比如共直流母线及能效管理技术。其中，共直流母线的技术主要针对多轴非同步运动情况，其作用是降低系统的能源消耗以及运行成本。

　　对于直流共母线设计的多轴系统来说，当一个轴处于发电状态，一个轴处于电动状态的时候，那它发电状态产生的电，就可以直接通过母线，输给电动状态的轴使用，几乎没有消耗，不产生热量。

　　还会在算法上进行能效管理，主动对运动进行优化，使系统尽可能朝着这种状态运动。”这种方案，首先是可以降低耗电量；其次，产生的热量可以减少，系统的散热压力可以得到很大的缓解，整个系统可以做更加小型化的设计。”

　　正是得益于直流共母线及能效管理技术，一体产品即使做得很小，散热都比较好，温升也能得到比较好的控制。

　　“当我们采用驱控一体设计的时候，因为数据交换的瓶颈得到解除，对于需要伺服驱动和运动控制快速协调的相关控制算法，就有了实现的可能。”，而利用好这些融合后的技术，不仅可以设计出更多的功能点，对整个轨迹运动过程也可以优化，使机器人能够更加平滑快速的加减速，提升机器人的整体寿命，变相降低机器人的应用成本。