由於各大型設(shè)備廠商無論是控制器的程式語言模式或通訊架構(gòu)都各走各路，因此工廠的自動化系統(tǒng)一直以來都相當(dāng)封閉，後期PC技術(shù)被大量應(yīng)用到製造系統(tǒng)，PC-Based控制器在導(dǎo)入初期雖不斷被質(zhì)疑穩(wěn)定度，不過隨著技術(shù)的進(jìn)步，穩(wěn)定度疑慮已逐漸消除，這兩年講求高整合的智慧工廠概念興起，具開放式架構(gòu)的PC-Based 運(yùn)動控制器，挾帶著高性能、低價位、開放式系統(tǒng)、豐富人才基礎(chǔ)等優(yōu)勢，取代傳統(tǒng)封閉式、專屬性架構(gòu)的控制器，為當(dāng)前中大型製造企業(yè)所導(dǎo)入的電腦整合製造自動化系統(tǒng)如半導(dǎo)體、平面顯示器、工具機(jī)產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用，提供安全可靠和完善的解決方案。
所謂電腦整合製造就是運(yùn)用電腦來設(shè)計產(chǎn)品、計畫生產(chǎn)流程、控制生產(chǎn)作業(yè)、與執(zhí)行生產(chǎn)等，達(dá)到生產(chǎn)排程與製造系統(tǒng)全面整合自動化、電腦化、網(wǎng)路化，以提高生產(chǎn)效能。
凌華強(qiáng)力步局運(yùn)動控制
凌華主要的運(yùn)動控制卡介面包括脈衝式、串列式與類比控制，在市場定位方面，凌華除了不同種介面的提供，也整合電腦產(chǎn)品。
凌華科技量測與自動化產(chǎn)品事業(yè)處產(chǎn)品經(jīng)理楊家瑋指出，凌華科技投入運(yùn)動控制領(lǐng)域已有相當(dāng)長的時間，目前的產(chǎn)品可從兩個大方向來看，首先是各種介面研發(fā)，目前凌華主要的運(yùn)動控制卡介面包括Pulse Train（脈衝式）、串列式與類比控制，在市場定位方面，凌華除了不同種介面的提供，也整合電腦產(chǎn)品，目前多數(shù)生產(chǎn)線運(yùn)動控制設(shè)備市場，仍以傳統(tǒng)的PLC控制器為主，PC-Based廠商要與日本及歐洲等PLC大廠競爭，仍有一定難度。
| 圖1 : 凌華科技量測與自動化產(chǎn)品事業(yè)處產(chǎn)品經(jīng)理楊家瑋指出，PC-Based 控制器將漸漸成為未來的技術(shù)主流。(攝影／王明德) |
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雖然PLC目前仍佔(zhàn)有運(yùn)動控制大部份的控制器市場，不過楊家瑋認(rèn)為，PC-Based 控制器將漸漸成為未來的技術(shù)主流，主要原因在於現(xiàn)在生產(chǎn)系統(tǒng)都要求整合，尤其是往上層或與IT系統(tǒng)的整合，而現(xiàn)在的製造管理軟體，幾乎都是Window Based，這與傳統(tǒng)PLC架構(gòu)格格不入，相對的，PC-Based控制器裡所提供的Ethernet介面、RAM、儲存裝置(CF)、作業(yè)系統(tǒng)與關(guān)聯(lián)式資料庫連接都可以用非常低的價格取得，而且整合非常容易，楊家瑋認(rèn)為，開放性優(yōu)勢讓控制器逐漸往PC-Based傾斜，而目前其他的IPC廠商通常不具備完整運(yùn)動控制、IO產(chǎn)品與技術(shù)能量，因此成為凌華的利基點(diǎn)。
AEROTECH主打高精度市場
AEROTECH制定的AERONET屬於閉迴路，在多軸同步時，精速度表現(xiàn)會更佳。
對於運(yùn)動控制的高精度走向，美商艾羅得(AEROTECH)經(jīng)理葉惟仁也同意此一趨勢，他指出AEROTECH的產(chǎn)品可分為三大系統(tǒng)，包括最高階可控制32軸的A3200、中階可控制10軸的Ensemble、經(jīng)濟(jì)型的單軸控制器Soloist，葉惟仁指出，AEROTECH定位在高精度市場，本身的運(yùn)動控制與多軸定位平臺子系統(tǒng)可以維持奈米等級的動態(tài)定位精度、幾何公差與強(qiáng)韌的熱穩(wěn)定性，並且廣泛的應(yīng)用於包括晶圓平臺(Wafer Stage)設(shè)計、晶圓檢查與偵測、CD-SEM、TEM、步進(jìn)式微影、白光干涉、先進(jìn)晶圓級封裝等製程機(jī)臺上。
| 圖2 : AEROTECH經(jīng)理葉惟仁表示，現(xiàn)在智慧工廠概念當(dāng)?shù)溃贿^對AEROTECH這類專業(yè)運(yùn)動控制廠商來說，最重要的還是將運(yùn)動控制本身的速度與精度做好。(攝影／王明德) |
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現(xiàn)在製造系統(tǒng)講究整合，尤其智慧工廠概念當(dāng)?shù)溃黝惞I(yè)通訊標(biāo)準(zhǔn)紛紛搶攻市場，不過葉惟仁指出，對運(yùn)動控制來說，其加工行為與智慧工廠關(guān)聯(lián)不大，因此對AEROTECH這類專業(yè)運(yùn)動控制廠商來說，最重要的還是將運(yùn)動控制本身的速度與精度做好，與上下層其他設(shè)備的鏈結(jié)，則由系統(tǒng)廠商負(fù)責(zé)，針對本身產(chǎn)品內(nèi)部通訊，AEROTECH制定出的AERONET，相對於市場上目前為開迴路的工業(yè)乙太網(wǎng)路，AERONET則為閉迴路，兩者差別在於後者的時間延遲性更低，在多軸同步時，精速度表現(xiàn)會更佳。
IntervalZero強(qiáng)調(diào)「軟」實(shí)力
在通訊協(xié)定方面，IntervalZero採用EtherCAT技術(shù)，一條網(wǎng)路線即可支援大量工作站，並以極短的時間(100微秒μs)來控制。
除了硬體產(chǎn)品外，軟體運(yùn)動控制(Softmotion)也是製造業(yè)近年來的重點(diǎn)，以軟體平臺布局市場的英特蒙(IntervalZero) ，其平臺可充分利用CPU中的每個核心來從事指定的功能，純粹以軟體的方式並透過一條網(wǎng)路線／EtherCAT即可來控制各種馬達(dá)、機(jī)器，以節(jié)省電纜、AD/DA轉(zhuǎn)換電路等成本，且降低空間佔(zhàn)用與噪音量。
亞太區(qū)業(yè)務(wù)與行銷副總裁洪育浩表示，Softmotion是透過軟體以函式庫與高階語法，進(jìn)行開發(fā)運(yùn)動控制的作動，這種運(yùn)動控制的架構(gòu)，適合用在規(guī)劃大型系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境，在大型系統(tǒng)的應(yīng)用上，Softmotion可進(jìn)行較為複雜的動作規(guī)劃，這種作法在傳統(tǒng)以PLC的架構(gòu)上不易做到。
| 圖3 : IntervalZero亞太區(qū)業(yè)務(wù)與行銷副總裁洪育浩表示，Softmotion是透過軟體以函式庫與高階語法，進(jìn)行開發(fā)運(yùn)動控制的作動。 |
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Softmotion的發(fā)展除了彈性應(yīng)用之外，另外一個重點(diǎn)在於「智慧製造」的最終目標(biāo)，使用者可以依任意調(diào)整產(chǎn)線的產(chǎn)能與製程項目，讓運(yùn)動控制可以依需求進(jìn)行調(diào)整，不過洪育浩指出，過去工業(yè)通訊標(biāo)準(zhǔn)仍處百家爭鳴的情況，像要透過系統(tǒng)達(dá)成即時性控制需求的設(shè)定會有一定困難，這也是現(xiàn)在Softmotion在技術(shù)發(fā)展上，必須克服的挑戰(zhàn)。
不過由於工業(yè)通訊標(biāo)準(zhǔn)仍處於百家爭鳴的情況，如果通訊介面無法共通整合，像要透過系統(tǒng)達(dá)成即時性控制需求的設(shè)定會有一定困難，這也是現(xiàn)在Softmotion在技術(shù)發(fā)展上，必須克服的挑戰(zhàn)，這部份在通訊協(xié)定方面，IntervalZero採用EtherCAT技術(shù)，一條網(wǎng)路線即可支援大量工作站，並以極短的時間(100微秒μs)來控制；所有工作站同步只須1微秒，目前IntervalZero在國外已經(jīng)擁有相當(dāng)多軟體取代硬體的相關(guān)案例，包含微軟與Intel，客戶包括航太、安防、工業(yè)PLC、機(jī)具、半導(dǎo)體設(shè)備等製造商、測試&量測等領(lǐng)域。
西門子主打工具機(jī)市場
西門子的TIA Portal可簡化編寫流程，同時讓整個工廠可以有一體性設(shè)計，不須再跨平臺作業(yè)。
作為工業(yè)自動化大廠，西門子在運(yùn)動控制的布局已久，且在公司內(nèi)部設(shè)有特定部門，西門子工廠自動化專員陳冠伯表示，此一運(yùn)動控制部門下分兩類產(chǎn)品線，包括MTS(Machine Tool System)與GMC(General Machine Control)，MTS顧名思義，此部份產(chǎn)品主要應(yīng)用即為工具機(jī)，包括銑床、車床…等，此一產(chǎn)品線從入門、中階到高階均齊備，臺灣工具機(jī)廠商目前以中階產(chǎn)品使用最多，GNC也分為3個系列，包含基本款、通用型與伺服專用型。
MTS與GMC主要的不同在專用設(shè)計層面，例如以工具機(jī)為主的MTS，會在產(chǎn)品上設(shè)計車床、銑床、磨床等機(jī)臺專用的HMI，GMC則由使用者自行針對PLC編寫指令，陳冠伯表示，這部份可透西門子的TIA Portal簡化編寫流程，使用者可在TIA Portal直接編寫PLC、調(diào)適驅(qū)動、建立HMI畫面等，整個工廠可以有一體性設(shè)計，不須再跨平臺作業(yè)。
| 圖4 : 西門子工廠自動化專員陳冠伯表示，西門子的運(yùn)動控制分兩類產(chǎn)品線，包括MTS與GMC。(攝影／王明德) |
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| 圖5 : 西門子工具機(jī)處產(chǎn)品專員許壬己指出，臺灣的工具機(jī)正由中階走向高階，因此對運(yùn)動控制的需求仍以中階產(chǎn)品為大宗。(攝影／王明德) |
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針對臺灣工具機(jī)廠商的運(yùn)動控制需求，西門子工具機(jī)處產(chǎn)品專員許壬己指出，臺灣的工具機(jī)正由中階走向高階，因此對運(yùn)動控制的需求仍以中階產(chǎn)品為大宗，以西門子的出貨為例，臺灣車床廠商的運(yùn)動控制需求已由單通道提昇至雙通道，軸數(shù)則由8軸增加為10軸，另外部份南部工具機(jī)大廠開始走向航太領(lǐng)域，這部份雖仍已5軸為主，不過在精度、擴(kuò)充性、穩(wěn)定性方面都有更高的要求。
**刊頭圖片來源：(Source: RENISHAW)
