运动控制系统在社会中的应用
运动控制系统的发展史
运动控制起源于早期的伺服控制
(Servomechanism)
“伺服”
(Servo)
一词最早
出现在
1873
年法国工程师
Jean Joseph Leon Farcot
的一本书
Le Servo-Motor on
Moteur Asservi
。该书中,
Farcot
描述了在轮船引擎上由蒸汽驱动的伺服马达的工作
原理。
H. Hazen
完成了伺服控制理论的基础研究,其结果发表在
1934
9
Franklin Institute
杂志上。他设计的直流伺服电机在
1932
年的芝加哥世界博览会
1940
G.S.Brown
MIT
(Servomechanisms
Laboratory)
MIT
Servomechanisms
Laboratory
的研究人员在
G.S.
Brown
的领导下,
研制出了世界上第一台数控铣床
(1952)
随后,
他们又研究开展
APT
及计算机辅助设计的研究工作
(1952-1969)
1958
Kearney & Trecker
开发了
NC
加工中心。
同年,
日本富士通和牧野
FRAICE
公司开发成功
NC
铣床。
1961
G.
Devol
研制成功世界第一台机器人。随后,
被称为机器人之父的
G.T.
Engeleberger
将其商
成立了世界第一家机器人公司
Unimation
1968
,日本
Kawasaki
公司从
Unimation
买进技术。目前,
Yaskawa
公司已成为世界最大机器人公司。机器人技术体
现了运动控制和驱动,传感器以及运动机构一体化的新思想。日本安川
(Yaskawa)
司的工程师把这叫做
Mechatronics (
机电一体化技术
) (1972)
1973
年的石油危
机以后,
电气伺服成为市场主导。
随着微电子技术和微型计算机技术的发展,
伺服日趋成熟
,为适应市场的多品种
,小批量的需求,以计算机控制为核心的
FMS
(Flexible Manufacturing System) CIMS
FA (Factory Automation)
技术应运而
(1975)
。为适应电子芯片制造的需求,机电一体化技术和运动控制技术被广泛应用于
Mask Alignment Wire Bonding Die Bonding Trim Forming
等高速高精度的芯片制造
设备中去
由国家组织的开放式运动控制系统的研究始于
1987
年。美国空军在美国政府资助
下发表了著名的“
NGC9(
下一代控制器
)
研究计划”
,该计划首先提出了开放体系结构
控制器的概念。这个计划的重要内容之一便是提出了
开放系统体系结构标准规格
(OSACA)
1996
年开始,
美国几个大的科研机构对
NGC
计划分别发表了相应的研究
[3]
如在美国海军支持下,
美国国际标准研究院提出了
EMC
增强型机床控制器。
由美国通用
,福特和克莱斯勒三大汽车公司提出和研制了
OMAC
开放式,
模块化体系
结构控制器
。其目的是用更开放,
更加模块化的控制结构使制造系统更加具有柔性,
更加敏捷
。该计划启动后不久便公布了一个名为
OMAC APT
的规范并促成了一系列相
关研究项目的运行
运动控制作为自动化技术的一个重要分支。
20
90
国际上发达国家。
例如美国已经进入快速发展的阶段。
由于有强劲市场需求的推动
,运动控制技术发展
迅速,
应用广泛。
近年来随着运动控制技术的不断进步和完善,
运动控制器作为一
个独立的工业自动化控制类产品
,已经被越来越多的产业领域接受,
并且它已经达到
一个引人瞩目的市场规模。
目前,运动控制器从结构上主要分为如下三大类
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