升级电机控制，加速物流智能化

来源:亚德诺半导体发布时间:2022-12-07990浏览

物流不仅仅涉及千家万户的生活，还深入到企业的经营日常。随着社会经济发展，人们对物流服务的时效、品质要求越来越高，物流已从满足单一运输目的转化为提供高质量、效率、个性化的服务。围绕数字化转型着力建设智慧物流，既是机遇，也是挑战，也一直是提升物流企业发展的关键。

目前物流的分拣、运输流程中，传统的方式基本是靠人工长时间来完成，而面对互联网的智能数字化系统，人工操作起来只会越来越复杂，需要一套完整的物联网智能方案，让物流行业更新换代，走向科技化。

增加智能监测解决传统物流传输与分拣的困境面向最传统的人工分拣物流包裹的过程，其整体效率低下，同时场地也有所限制；人工成本高，无法实现自动化+信息化的快速同步。物流的分拣广泛应用于场内物流配送与分拣中心，如果有一套完整的分拣线，加上AGV等自动搬动系统，甚至能够实现0人工的物流管理体系。物流分拣系统是减少人力投入，提高分拣效率的关键。

ADI Trinamic驱动器PD42-1-1243-IOLINK能帮助系统提供关于各种运行状况的实时数据指标，如温度、负载及操作信息，在分拣过程中还能够监视随着时间的变化而产生的温度及负载水平，从而可提供机器的维修状态及状况，检测齿轮箱的寿命。如果产生中断或者阻碍时，自动启动安全模式，立即停止并且检测及反馈相关错误。

从独立的应用程序到互联的同步驱动器，ADI Trinamic将数字信息转换为物理运动，以优化操作效率。ADI Trinamic的行业领先的电机和运动控制解决方案集成了先进的诊断和实时通信，为分拣行业提供高效的解决方案。与智能传感器、软件可配置IO和Al算法一起，智能执行器驱动了自我意识机器的时代。

输送机系统是物流和制造企业常见的装备，其稳定运行对许多企业关重要，可保持物流与生产线的持续健康运转。通过集成的FOC或用于BLDC电机的矢量控制，或用于步进电机的 StallGuard 和 CoolStep 提供支持，输送机系统可以通过实时监控异常行为进行优化。无论是机械磨损还是负载不在指定裕度内，ADI Trinamic的嵌入式解决方案都可以检测并标记事件。将电机以及整个传送带变成传感器，通过向数据集添加有价值的信息来提高效率，以便实时控制生产线。结合ADI Trinamic的CoolStep技术，减少高达75%的电力消耗。ADI Trinamic的嵌入式解决方案将电机以及整个传送带变成一个传感器，通过获得有价值的信息以实时控制生产线，降低误差率，提高分拣效率。

突破传统，加速协作机器人的小型化与智能化协作机器人的使用量呈指数级增长，这一趋势是第四次工业革命的完美例子。值得一提的是，其中一些机器人设计并不比人类的肢体大多少，这意味着它们对电子有苛刻的要求。一切都必须更具成本效益，同时这些运动部件必须非常紧凑。所以除了机器人之外，没有空间容纳六个伺服驱动箱......或大型控制柜，一切都必须在手臂上，理想情况下，就在机器人关节中。

其中，臂端工具也（称为末端执行器）也是物流分拣或自动化装配线的关键，可在工厂车间和物流环节实现更高的吞吐量。它是应用程序与现实世界交互的部分，就像机器人抓手定位组件一样。传统上配备气动装置，它依赖于预设运动，通常不使用传感器。制造商不再愿意冒因磨损、气动泄漏或生产周期中的微小变化而导致不必要的碰撞或停机的风险，越来越多地转向智能执行器，允许动态抓手能够动态适应更高的吞吐量。
除了需要紧凑的电子设备外，协作机器人还需要紧凑型电机来驱动。在协作机器人领域，我们看到越来越多的原始设备制造商对无框力矩电机感兴趣。他们还在寻找具有高功率密度的小直径电机。ADI Trinamic经过验证的设计设定了运动控制的性能标准，工程师可以解决这些问题，轻松集成先进的诊断和安全功能，而无需额外的成本。从即插即用构建块中获益，使运动控制很简单。

用于两相步进电机的 TMCM-6214 6 轴电机控制器/驱动板简化了机器人、工业自动化和其他先进的多轴运动控制系统的设计。

简化设计加快自动导引运输车和自主移动机器人的普及为了提高生产力和优化物流，越来越多的公司实现了内部物流的自动化。因此自动导引运输车 (AGV) 到自主移动机器人(AMR)出现在大家的视野里，工厂车间和仓库正在发生变化。然而，安全问题仍然阻碍了AGV或AMR的广泛采用。ADITrinamic有着完美的智能机械化物流体系解决方案，同时也为开发者提供更多的自主开发过程中的技术支持。

通过集成的FOC，或无刷直流电动机的矢量控制，或者是步进电机的StallGuard和CoolStep，实现AGV、ARM及机器手臂异常行为的实时监测进行优化，从而为智慧物流带来的创新与改变。
由于设备的特殊性，AGV小车在运动过程中涉及到人生安全、仓储运行碰撞安全以及货物安全等原因，所以它必须要有一个高精度的定位、运行及轨迹运行控制系统。那么要实现这一点，必须有一个可靠、高精度的伺服控制器来实现这一套轨迹运行。安全性极高的运动控制系统，绝大多数情况下首选为伺服驱动器，但是传统的伺服驱动器存在多方面的问题，例如体积大、价格昂贵，安装与操作极其复杂，复杂的伺服算法等。这给AGV的研发与生产带来了不少的阻碍，特别是想要自主研发传统的伺服控制器，而伺服算法，则是一座难以难以逾越的大山。

为了应对这一难题，ADI Trinamic结合自身的运动控制多年的经验，推出了一个专门针对小型化、低成本化及完整的运动控制方案TMC4671，它的特点是完美地解决FOC软算法无法被一般的企业掌握的难题，提供了一个简单的解决方案，能够在短时间内搭建一套完美的伺服工作系统。

TMC4671是一个纯FOC芯片，可为BLDC/PMSM提供磁场矢量控制，它提升了算法，电流环、速度环以及位置环的闭环。通过简单的寄存器配置，然后直接给TMC4761发送力矩指令、速度指令或者位置指令，从而无需再去面对复杂的算法。TMC4671是一个完美解决了伺服算法的芯片，只需通过简单的力矩、速度和位置指令，再结合常规的预驱和MOS管，就能够实现一套高性能、完整的伺服控制器。

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