在最近的一次电话采访中，我们采访到了这家总部位于多伦多的公司的首席执行官沃伦•奥萨克Electromate Inc .)-一家成立于1986年的分销商，专注于机电运动控制。更具体地说，Osak的公司主要销售伺服系统和步进系统，通常用于要求高精度、准确性和双向重复性的高要求或具有挑战性的应用。Electromate还专门用于恶劣环境和高占空比的应用。以下是Osak对电影行业当前趋势的看法。
丽莎•艾特尔设计世界:我们看到的一个趋势是，传统步进电机和混合步进电机的应用都在上升，特别是在机器人和医疗应用方面。
Osak•Electromate:在步进电机领域，这是一个两种技术的故事。在光谱的一端，你有低端步进器，这些可以采取锡罐步进电机的形式(也被称为可堆叠步进电机)，输出旋转或直线运动。对于后者，电机通常采用极值螺杆而不是输出轴。这种技术成本低，可高度定制，但在这个市场上有很大的价格压力。
在光谱的另一端是集成步进电机。通过关闭反馈设备(如编码器)周围的位置环，这些具有类似于伺服的性能。此外，内置在这些步进电机中的抗共振电路可以确保在50和500赫兹之间的平稳加速。
我们看到中间市场——由传统的1.8°混合步进电机作为一个独立设备驱动——有点消失了。技术要么向上迁移(采用集成电机或智能电机的形式)，要么向下迁移——转向结构不那么复杂、成本更低的电机。更具体地说，传统混合步进电机的使用已经让位于集成产品，而在低端应用中，我们看到更多的是使用不太复杂的电机，由客户提供集成芯片(ic)驱动。
Eitel:电池驱动的设备正在激增，特别是以全地形车、agv、无人机和服务机器人的形式。这里的设计挑战是什么?
Osak:对于嵌入式机器人的应用，我们看到更多的48v和24v设计，甚至一些12v的应用。请注意，当我说嵌入式机器人时，我指的是无框电机——在低电压下运行的无刷电机，直接集成到agv、全地形车和多功能任务车的轮驱动中。在我们的市场中，尺寸要求越来越具有挑战性——扭矩-密度要求也在增加……特别是对运行于低压电池操作系统的运动设计。
Eitel:如果不讨论工业物联网，任何关于趋势的讨论都是不完整的。你有什么想法?
Osak:物联网在过去几年里一直是一个流行词，我们在HMI和自动化控制领域看到了很多物联网连接，其中HMI通过现场总线网络连接到企业网络和运动设计之外的其他系统，包括视觉系统、监控系统和SCADA系统。所有这些都越来越多地相互连接——主要是通过具有完全物联网(工业4.0)连接的HMI设备。但我们并没有看到物联网设备在运动控制方面的普及——例如在运动控制器或可编程自动化控制器方面。我相信会有人收养它，但现在我们还没有看到。
今天的本地化运动控制器或分布式控制器主要处理I/O，而不是大量的数据处理和分析，因为它们仍然是特定于任务的运动系统组件。相比之下，在HMI层面有更多的网络化制造I/O。
Eitel:你是否看到更多的整车厂想要完整的运动解决方案?
Osak:我们肯定会继续推动更多的集成，我们的客户经常希望将他们的机器控制与我们的运动控制绑定，以实现统一的集成解决方案——用一种语言编程。也就是说，我们并不认为单个组件供应商会消失，因为总会有定制的、最好的制造商为定制的应用程序构建定制的产品。
Eitel:你在设计小型化方面有什么让你印象深刻的地方吗?
Osak:伺服电机的构造有了很大的进步。优化稀土磁铁组件产生的磁通量的物理学(和新的生产技术)利用了电机设计的改进。因此，我们正在看到伺服电机的扭矩密度的持续改进远远超出了我曾经认为可以实现的。
通俗地说，扭矩输出可以从8或10年前的一个nema -34帧伺服电机，现在可以通过一个nema -23帧伺服电机实现。同样，8到10年前的NEMA 23帧伺服电机的扭矩输出是今天的NEMA 17帧电机所能产生的。因此，电机的功率密度肯定比过去更高——事实上，对于给定的封装尺寸，与十年前生产的电机相比，扭矩输出增加了50%到100%。
更重要的是，小型化将继续下去，因为小型化能更好地利用空间，减少质量，降低成本——所以我不认为回报会递减。当然，会有一个点，我们会得到递减的回报-在伺服电机结构的收益根本不能提高扭矩输出明显-但我们还没有到达那里。
Eitel:你看到了什么能促进线性运动技术的新用途吗?
Osak:我们看到采用了滚柱-丝杠驱动装置，这比传统的驱动形式(如线性轴承系统和圆轨轴承系统与滚珠丝杠和极致丝杠驱动器)更有效。提高线性伺服作动器的效率反过来又允许设计工程师在传统上由液压作动器驱动的应用中使用更紧凑(但推力更高)的作动器。事实上，在某些情况下，即使是在非常大功率的系统中，带有滚子-丝杠驱动机构的电动线性执行器也可以取代液压驱动。
Eitel:说到流体动力，你对伺服气动设计有什么看法?
Osak:我们不销售任何气动系统，所以我不能直接评论…但我可以说，我们从客户那里得到反馈，他们想要更长的平均故障间隔时间(MTBF)的可靠解决方案，而减少零件数量是获得更高MTBF的好方法。因为电动驱动伺服执行器的部件比气动或液压系统少，它们最终需要(至少在理论上)更少的停机时间。
Eitel:你看到有什么产品采用了先进的材料来提高性能吗?
Osak:我们看到陶瓷在齿轮技术中的应用越来越多-一些齿轮箱制造商现在用陶瓷齿轮取代硬化和钢和合金齿轮。我们也在齿轮箱中看到陶瓷轴和钻头(如销)。陶瓷有许多独特的特性-最重要的是降噪。所以事实上，陶瓷内部的行星齿轮箱的噪音只有传统行星齿轮箱的一半，而且它们的热膨胀系数更低，所以在热的时候比金属合金表现出更小的应力。因为陶瓷部件膨胀不大，所以它们的回隙和跳动公差也比同类金属内部部件更小。
Eitel:这对我来说是新闻-因为我主要把先进陶瓷的使用与旋转轴承联系起来。
Osak:考虑一下马克森精密电机。如果我必须给一个非常粗略的估计，我会说10%的变速箱产品，我们现在看到的陶瓷内部。他们有一个部门，生产陶瓷注射成型(CIM)和金属注射成型(MIM)变速箱内部高性能齿轮马达设计。这些包括低湿度齿轮箱，低间隙齿轮箱和高扭矩齿轮箱。陶瓷子组件在小框架的电机中肯定是有意义的，特别是那些用于医疗应用的最小化噪声和振动(以及高负载能力)是至关重要的。
Eitel:目前哪些运动控制技术最具创新性?
Osak:传感器技术的发展速度似乎是运动控制系统中使用的其他部件的两倍。反馈装置的新发展也超过了伺服驱动器、旋转执行器、线性执行器和电机——我不知道这是为什么。在反馈设备的世界里当然有很多尖端的研发，所以编码器、解析器和线性变量差动变压器(LVDT)设计的进步速度是令人震惊的。
Eitel:我们看到电子技术改善了传感和运动反馈。
Osak:是的——即使有了这些新技术，反馈的价格也在下降——这令人难以置信。举个真实的例子:传统上，设计工程师会购买一个电机并指定编码器的分辨率——并且(无论是增量还是绝对)编码器的分辨率是预设的。但有时在部署了电机或伺服驱动器后，你会意识到需要更多(或更少)分辨率。那么你会怎么做呢?在过去，你必须购买另一个电机，或者(在一些罕见的情况下)你可以把电机送回去，供应商会安装一个不同的编码器。
现在编码器可以现场编程。所以你可以买一个编码器，如果你认为你需要更高的分辨率，你只需要在它还在现场的时候用一个手持设备对它进行编程。多酷啊?能够在30秒或更短的时间内为现场应用程序编写编码器——不需要预先指定的分辨率——也意味着您可以储备一种给定的编码器型号，并在需要时直接从货架上取下来进行编程。所以设计工程师在标准化方面有更大的灵活性。
事实上，这只是冰山一角。一些编码器甚至包括asic，以允许不仅仅是分辨率编程。一些线性编码器甚至允许终端用户编写基音、N+1反馈和冗余反馈。
Eitel:我想到了Posital Fraba，因为他们出售非常可配置的编码器。
Osak:我们销售Posital Fraba产品，包括编码器有多个轨道:一个反馈信号是绝对的，一个反馈信号是增量的，但它们来自同一设备。每个信号可以在不同的频率范围和不同的分辨率。电子使所有这些功能和(在许多情况下)现场可编程性成为可能。简而言之，这个制造商倾听工程师的意见，识别他们的需求，然后生产出满足这些需求的专业产品。这不同于“造出它，他们就会来”的动作制造商心态。因此，Posital Fraba生产超过100万种编码器——字面上超过100万种——每一种都是针对特定客户的需求定制的。
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