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运动控制器:从头设计还是买现成的?

通过赞助内容|2021年2月1日

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我们看看现有的控制器选项,并介绍指挥官核心,一个混合IC,提供了最好的两个世界

Jerame Chamberlain,制造工程师经理

任何运动控制器的主要工作是控制一个机电一体化组件的运动,包括电机和机械部件。选择正确的运动控制器可以对最终产品产生持久的影响。控制器的复杂程度和能力各不相同;本文将重点讨论从头开始设计自己的控制器,还是购买现成的控制器。

从零开始设计单位

这是原始设备制造商(oem)最受欢迎的选择,他们通常制造大量的控制器。由分立元件和定制印刷电路板(PCB)构建,原始设备制造商可以定制他们的控制器,只使用他们的设备使用的特定功能,从而降低组件数量(最终,成本)。

主要组成部分分为两类:

  • 专用(ASIC)设备被设计用于控制电机,处理涉及型材生成的密集计算,多轴协调和其他先进功能,以及处理涉及其运行的安全装置。
  • 通用可编程设备(CPU,微处理器,FPGA)不仅用于控制电机,而且可以通过编程实现。它们也可以用于其他活动,例如操作人机接口设备(HID)。

这两种选择的成本非常相似,但ASIC设备是一个更安全的设计选择,因为电机控制的设计和算法是经过时间考验的。由于ASIC器件算法完全编码到半导体器件本身,而不使用单独的程序,该算法能够运行得比通用编程器件快得多。

另一方面,通用可编程设备被认为更灵活,因为它们可以被编程做更多的事情,而不仅仅是生成概要文件。一些通用设备甚至提供了有限的运动控制能力的“代码块”,开发者必须对其进行调整,以添加所需的任何高级功能。通用设备运行速度会变慢,而且容易受到其他进程的干扰,这在ASIC设备中不是问题。

ASIC和通用设备都需要支持固件和电路设计,这也需要有经验的程序员和电子工程师。通用设备需要一个在设置和设计被编程设备方面有经验的程序员。此外,先进的运动控制需要专业的工程经验。即使有一个完整的工程团队,从头设计一个运动控制器也会非常缓慢。利用ASIC运动控制设备将使您更快地到达市场,因为运动的算法已经充分测试和准备好了。

由于通用设备的性能是由追求更快性能的市场所驱动的,因此它们的生命周期通常比ASIC运动控制设备短得多,而ASIC运动控制设备的生命周期通常较长。无论哪种方式,ASIC或通用设备的寿命结束将需要完全重新设计。

准备建造/现成的单位

现成的或现成的单元是已经经过了上面描述的从头开始的设计过程的系统,完成的包作为一个完成的单元出售,其中固件和电路设计经过审查并准备使用。这些系统通常作为一个独立的盒子,PLC或PC板级设计出售。

这些运动控制器的主要优点包括:

  • 控制器易于编程,并且通常得到行业标准编程语言的支持。
  • 它们通常带有一个或多个标准通信接口。
  • 独立的程序可以在不需要主设备(如PC)的情况下存储和执行。
  • 现成的设备在设计时考虑到应用程序或市场,并可能包含标准连接、输入/输出和轴控制,这些都是为它们设计的市场所共有的。

现成单位的缺点:

  • 单位将有一定数量的特征,不容易适应。这使得它们很难在其设计的市场之外使用,或者随着技术进步而超出原有控制系统的范围继续使用。
  • 具有更大灵活性的全功能包非常昂贵,限制了它们对更高容量应用程序的吸引力。此外,并不是所有的标准功能对每个应用程序都是必要的,因此OEM可能会为他们永远不会使用的功能支付额外的费用。

我们已经看到越来越多的OEM制造商使用现成的运动控制器来验证设计,因为它们很容易编程、安装和运行。然而,一旦设备已经围绕一个现成的运动控制器设计,系统必须继续使用现成的系统,即使它的成本更高,或者完全重新设计成一个定制的,从零开始的系统。

弥合的差距

到目前为止,没有产品用于弥合所设计的从刮擦和现成的运动控制器之间的差距。Nippon Pulse很高兴介绍其新的指挥官核心混合IC,将现成的设计的所有优势与设计 - 从划痕控制器的定制相结合。指挥官是填补巨大需求的全新工具。

指挥官是一个非常强大和灵活的运动控制器,为工程师跨越各种市场细分的使用方便。因为指挥官core是一种混合集成电路,它可以减少从零开始的运动控制器部分的开发时间。它是建立在日本脉冲电机有限公司的PCL6045BL ASIC,市场上最先进的ASIC控制器之一。

的指挥官对于OEM来说,在最短的设计时间和支持下实现更高的量产是具有成本效益的。一旦设计被证明,OEM可以纳入指挥官核心到他们的最终定制PCB设计。

了解更多信息指挥官可以为您工作,参观nipponpulse.com/news/introduting-commander-core.

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