目前我國制造業(yè)升級正如火如荼,中高端制造業(yè)的迅猛發(fā)展,對制造業(yè)的執(zhí)行單元——運動控制提出了極高的要求。高精度的智能運動控制,意味著可以更加智能、更加精確地控制機器設備的速度、位置和力度,充分提高精密制造水平,參與國際競爭。如今,高精密運動控制,正被越來越多地應用于醫(yī)療、3C電子、半導體、精密電子設備制造以及機器人等領域,對于提高我國制造業(yè)水平,實現(xiàn)國產(chǎn)超越,都有著非常積極的意義。
超越國際先進水平
“超高精度力控”在新技術范式下獲重大突破
隨著中高端制造業(yè)的生產(chǎn)過程越來越復雜化和多元化,生產(chǎn)節(jié)拍和控制精度的要求也不斷追求極致,以往單純的位置控制和精度較低的力控,在今天的生產(chǎn)場景中,已顯示出局限性。高精度的力控受到驅動器性能、編碼器分辨率、電機摩擦及關節(jié)耦合等多個環(huán)節(jié)的影響,其中又以驅動器環(huán)節(jié)最為關鍵。此前,以色列、美國等公司一直在這一領域占據(jù)技術優(yōu)勢,國產(chǎn)廠商則相對處于劣勢。
隨著數(shù)字孿生和人工智能等新興技術的發(fā)展,高濃度技術含量的新生力量正在工業(yè)運動控制領域蓬勃發(fā)展,并以平臺級的新技術范式和創(chuàng)新的工程過程,實現(xiàn)加速度發(fā)展。行動元(上海)科技有限公司(以下簡稱“行動元”),便是運動控制領域冉冉升起的新生力量。
行動元平臺發(fā)布的第一款產(chǎn)品——智能驅動器,與音圈電機搭配,電流采樣分辨率最高可達16bit,力控精度達到±0.1克,具有高速、高精度電流采樣等優(yōu)勢,并以獨特的算法,實現(xiàn)了較高的閉環(huán)控制帶寬。全系統(tǒng)擁有更快的響應速度,更高的力控精度。成功實現(xiàn)了高精度力控技術領域的重大突破,完全可以比肩以色列、美國等世界頂級運動控制公司的同類產(chǎn)品。
全新解法和打法
實現(xiàn)智能運動控制領域的高水準力控精度
作為聚焦于全新智能運動控制領域的新生力量,行動元致力于運用數(shù)字孿生技術和人工智能算法,從底層改變行業(yè)技術范式,根本性重構需求、設計、開發(fā)、測試及運營等工程過程,端到端地為客戶打造高適配的運動控制解決方案,大大降低開發(fā)成本,百倍提高產(chǎn)品性能和面市效率,同時讓機器更加智能和節(jié)能,以助力制造業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展。
具體而言,行動元在新型智能驅動器的研發(fā)過程中,通過數(shù)字孿生技術和智能算法,實現(xiàn)了對系統(tǒng)模型更精準的辨識,補償了電機摩擦力、彈簧力及齒槽力等非線性干擾,提高了開環(huán)力控的控制精度和穩(wěn)定性,避免了以往使用閉環(huán)力控時,對昂貴的高精度力傳感器的依賴,使得開環(huán)力控也能達到較高的精度,降低生產(chǎn)成本的同時滿足可靠性要求。同時,利用模型補償和高精度、高帶寬的電流控制,在實現(xiàn)高節(jié)拍運動的同時,可以保證機械在接觸被壓物體的時候,壓力不超調,實現(xiàn)自然而然、超越人手的“軟著陸”效果。
實際場景驗證
未來應用場景廣泛
行動元的合作伙伴——某機器人廠商技術負責人表示,行動元通過智能算法的優(yōu)化和調整,實現(xiàn)了力控與生產(chǎn)節(jié)拍的最優(yōu)平衡。此前,只有國外的少數(shù)公司,可以實現(xiàn)這樣的技術標準。而行動元智能驅動器在各項性能指標上,達到甚至超出了國外競爭對手。
具體來說,該品牌機器人要求力控精度達到±3g,目標壓力800g,僅保壓幾百ms,在實現(xiàn)高運動節(jié)拍的同時,還要保持高精度力控。
而最終的實際測試結果顯示,行動元智能驅動器達到了客戶位置靜態(tài)誤差±1um的要求,而力控精度則成功控制在±3g以內。同時,在動態(tài)性能方面,行動元智能驅動器的最大位置跟隨誤差控制在了200um以內,到位整定時間最終僅用14ms。
智能運動控制新生力量
未來可期
行動元公司負責人表示:行動元正在做的事,并不是簡單的技術和產(chǎn)品升級,而是根本上的開發(fā)和工程過程“重構”。憑借技術上的優(yōu)勢,行動元正逐步搭建起新的“算法工廠”,并通過“數(shù)字孿生”等技術,構建運動控制產(chǎn)品的新思維——通過軟件定義硬件,不斷迭代優(yōu)化模型,從而大幅度降低研發(fā)成本,提高產(chǎn)品面世效率,提升產(chǎn)品性能,讓機器更加智能和節(jié)能。