車間裝備線——裝配系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，為高度靈活的模塊化裝配機(jī)器增加了智能。為了將這些機(jī)器提升到一個新的水平，每個部件都需要針對實時通信和監(jiān)控進(jìn)行優(yōu)化。畢竟，在整個裝配過程中，只有一個組件發(fā)生故障就可能導(dǎo)致完全關(guān)閉。

數(shù)字化加工——數(shù)字技術(shù)對原型設(shè)計和制造產(chǎn)生了巨大影響。就像3D打印一樣，CNC銑削和激光切割等應(yīng)用被廣泛使用，加快了所有行業(yè)的開發(fā)周期?，F(xiàn)在，可以直接通過設(shè)計軟件制造實際產(chǎn)品，依靠具有集成安全功能的精確可靠的運動控制，從而實現(xiàn)更安全、更可靠、效率最高的設(shè)備。

自動拾取和放置機(jī)器——雖然拾取和放置機(jī)器似乎只進(jìn)行基本運動，但有些機(jī)器需要最高的靈活性來完成要求苛刻的任務(wù)，例如將單個組件放置在PCB上或從傳送帶上拾取物體并相應(yīng)地放置它們。無論任務(wù)如何，所有拾取和放置機(jī)器都需要高效、可靠和靈活的驅(qū)動器。

測試和測量設(shè)備——在現(xiàn)代工業(yè)制造技術(shù)和科學(xué)研究中，測量儀器具有精密化、集成化、智慧化的發(fā)展趨勢。對于測試和測量設(shè)備，準(zhǔn)確性和可重復(fù)性是獲得可靠結(jié)果的關(guān)鍵。例如，對生產(chǎn)中的所有三維復(fù)雜零件尺寸、形狀和相互位置進(jìn)行高準(zhǔn)確度測量，三坐標(biāo)測量就很關(guān)鍵。

輸送系統(tǒng)——物料的傳送在工廠運營中具有非常重要的地位，它是工業(yè)化生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)，好的物料流轉(zhuǎn)方式，不僅省時、省力、降低成本，可保持生產(chǎn)線的運轉(zhuǎn)，而且會大大提高我們的生產(chǎn)效率。

特別是與系統(tǒng)功能密切關(guān)聯(lián)的步進(jìn)電機(jī)，如果通過在芯片級集成高級診斷，實現(xiàn)運動和力控制與監(jiān)測，可以提前實現(xiàn)部分工業(yè)4.0的自動診斷功能，提高準(zhǔn)確性、可靠性和效率，無論是數(shù)字加工、車間裝配線，還是自動拾取與放置機(jī)器或者生產(chǎn)線測試測量設(shè)備，將實現(xiàn)更高的精度和效率，并大大減少停機(jī)時間。

基于創(chuàng)新技術(shù)實現(xiàn)無傳感器的運動

在步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用場合如何實現(xiàn)運動和力控制？傳統(tǒng)的思路可能立即會想到：第一，增加力矩傳感器；第二，檢測電機(jī)電流。但是，增加力傳感器會帶來系統(tǒng)成本的增加。對一個開環(huán)系統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)來說，大多采用恒流斬波控制，其電流是恒定的。檢測電機(jī)電流只能增加編碼器，這種方法也會增加控制系統(tǒng)的成本。

步進(jìn)器和 BLDC 等電動機(jī)利用磁場旋轉(zhuǎn)，從轉(zhuǎn)子的角度來看，定子的電磁場拉動或推動轉(zhuǎn)子。這會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子磁場與定子旋轉(zhuǎn)場方向之間的相移，該相移是負(fù)載角，或電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子的兩個磁場方向之間的角度。在正常負(fù)載條件下，負(fù)載角較低，流入電機(jī)的部分能量也流回電源，從而產(chǎn)生反電動勢。該反電動勢表示電機(jī)上的機(jī)械負(fù)載，這意味著它可用于監(jiān)控驅(qū)動系統(tǒng)的實際負(fù)載條件，而無需使用其他組件。

使用電機(jī)的反電動勢原理，ADI Trinamic電機(jī)驅(qū)動StallGuard?和CoolStep?為電機(jī)應(yīng)用增加了電機(jī)負(fù)載檢測功能，實現(xiàn)無傳感器歸位和失速保護(hù)。StallGuard 是步進(jìn)電機(jī)的無傳感器負(fù)載測量，可提供有關(guān)負(fù)載角度的經(jīng)濟(jì)高效的反饋，靈敏度可根據(jù)應(yīng)用需求進(jìn)行調(diào)整，使其成為無傳感器歸位、自校準(zhǔn)、距離測量或驗證所有機(jī)械裝置是否仍在安全裕度內(nèi)運行的理想選擇，無需參考或限位開關(guān)，并降低了需要精確參考的應(yīng)用的成本和復(fù)雜性。通常，開環(huán)步進(jìn)驅(qū)動器在過載情況下會因失速而丟失步數(shù)，例如當(dāng)軸被阻塞時。StallGuard 技術(shù)可防止步進(jìn)損失，通過在達(dá)到設(shè)定負(fù)載值時停止電機(jī)來保持步數(shù)完整性。無傳感器技術(shù)可以檢測多達(dá) 1024 個不同的負(fù)載水平，從而提供高分辨率反饋，以便對系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控。

CoolStep提供基于StallGuard值的動態(tài)電流控制，最初為醫(yī)療設(shè)備和實驗室自動化開發(fā)的無傳感器負(fù)載相關(guān)電流控制，始終以實際負(fù)載條件所需的最小量驅(qū)動電機(jī)?；贑oolStep和StallGuard技術(shù)，可以將電機(jī)能耗降低最高達(dá)90%，并有效減少熱量的產(chǎn)生。而且，通過消除電流安全裕度并允許臨時電流提升，CoolStep允許更小的電機(jī)，因為需要的扭矩儲備更少。