運動控制技術(shù)這幾年發(fā)展迅速，在處理核心部份，從以單晶片、微處理器作為核心的運動控制器和以專用晶片（ASIC）作為核心處理器的運動控制器，發(fā)展到以PC匯流排的以DSP和FPGA作為核心處理器的開放式運動控制器，在整體架構(gòu)方面，也由以傳統(tǒng)數(shù)控加工行業(yè)專用運動控制架構(gòu)，發(fā)展為具有開放架構(gòu)、能結(jié)合具體應(yīng)用要求而快速重組的先進(jìn)運動控制系統(tǒng)。
網(wǎng)路開放式架構(gòu)和嵌入式架構(gòu)的通用運動控制器，已逐步成為自動化控制領(lǐng)域裏的主力產(chǎn)品之一，高速、高精度始終是運動控制技術(shù)追求的目標(biāo)，充分利用DSP的運算能力，進(jìn)行複雜的運動規(guī)劃、高速即時多軸插補(bǔ)、誤差補(bǔ)償和更複雜的運動學(xué)、動力學(xué)計算，使得運動控制精度更高、速度更快、運動更加平穩(wěn)；就此來看，運動控制器的市場應(yīng)用的將往兩大方向走，一是DSP和FPGA的導(dǎo)入應(yīng)用，將使運動控制系統(tǒng)的架構(gòu)更開放，二是根據(jù)用戶的應(yīng)用要求進(jìn)行客製化重組，貼身設(shè)計出合乎課使用需求的產(chǎn)品。
運動控制起源於早期的伺服控制(Servomechanism)，簡單來說，運動控制就是對機(jī)械運動部件的位置、速度等進(jìn)行即時的控制管理，使其按照預(yù)期的運動軌跡和規(guī)定的運動參數(shù)進(jìn)行運動。
早期的運動控制技術(shù)主要是伴隨著數(shù)控（CNC）技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)（Robotics）和工廠自動化技術(shù)而發(fā)展，此一時期的運動控制器為可獨立運行的專用控制器，無需另外的處理器和作業(yè)系統(tǒng)支援，就可以具有運動控制的功能，這類獨立運行（Stand-alone）的運動控制器，為市場應(yīng)用了相當(dāng)常的一段時間。
獨立運行運動控制器主要針對專門的數(shù)控機(jī)械和其他自動化設(shè)備而設(shè)計，通常會根據(jù)應(yīng)用行業(yè)的需求設(shè)計相關(guān)的功能，使用者只需按照其協(xié)議要求，編寫應(yīng)用加工代碼檔，利用RS232或者DNC方式傳輸?shù)娇刂破?，控制器即可完成相關(guān)的動作，這類控制器通常無法離開其特定需求而跨行業(yè)應(yīng)用，控制器的開放性僅僅依賴於控制器的加工代碼協(xié)定，用戶不能因應(yīng)需求重組自己的運動控制系統(tǒng)。
市場洞開 運動控制更上層樓
由國家組織的開放式運動控制系統(tǒng)的研究始於1987年，美國空軍在美國政府資助下發(fā)表了 “NGC（下一代控制器）研究計畫”，該計畫首先提出了開放體系架構(gòu)控制器的概念，此一計畫的最重要內(nèi)容，便是提出了“開放系統(tǒng)體系架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格(OSACA)”，從1996年開始，美國幾個大型科研機(jī)構(gòu)對NGC計畫分別發(fā)表相應(yīng)的研究內(nèi)容，例如在美國海軍支持下，美國國際標(biāo)準(zhǔn)研究院提出了“EMC（增強(qiáng)型機(jī)床控制器）”；由美國通用、福特和克萊斯勒三大汽車公司提出和研製了“OMAC（開放式、模組化體系架構(gòu)控制器）”，其目的是用更開放、更高模組化的控制架構(gòu)，使製造系統(tǒng)更具彈性，從而提昇生產(chǎn)效率。
開放式運動控制技術(shù)後來成為自動化領(lǐng)域的重要技術(shù)之一，20世紀(jì)後期，以美國為首的先進(jìn)國家，其自動化應(yīng)用開始快速發(fā)展，在市場強(qiáng)勁的需求推動下，開放式運動控制技術(shù)的進(jìn)展越來越快，應(yīng)用逐漸廣泛，開放式運動控制技術(shù)也不斷被改善，如今以為越來越多的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域接受，市場規(guī)模也逐漸擴(kuò)大。
通用用動控制三大類
目前，開放式運動控制器從架構(gòu)上主要分為三類：首先是電腦標(biāo)準(zhǔn)匯流排的運動控制器，此一類型是把開放型架構(gòu)的運動控制器與電腦結(jié)合，這種運動控制器大都採用DSP或微機(jī)晶片作為CPU，可完成運動規(guī)劃、高速即時插補(bǔ)、伺服濾波控制和伺服驅(qū)動、外部I／O之間的標(biāo)準(zhǔn)化通用介面功能，其開放的函數(shù)庫可讓使用者依據(jù)本身需求，在WINDOWS平臺下自行開發(fā)應(yīng)用軟體，組成各種控制系統(tǒng)，目前這種運動控制器是市場上的主流產(chǎn)品。
其次是軟體型開放式運動控制器，此一型態(tài)架構(gòu)的使用靈活性最高，其運動控制軟體全部建於電腦中，硬體部分僅是電腦與伺服驅(qū)動和外部I／O之間的標(biāo)準(zhǔn)化通用介面，這就像電腦中可以安裝各種品牌的音效卡、CDROM和相應(yīng)的驅(qū)動程式一樣，使用者可以在WINDOWS平臺和其他作業(yè)系統(tǒng)的支援下，利用開放的運動控制內(nèi)核，開發(fā)所需的控制功能，構(gòu)成各種類型的高性能運動控制系統(tǒng)，從而提供給使用者更多的選擇與靈活性，軟體型開放式運動控制的特點是開發(fā)、製造成本相對較低，能夠給予系統(tǒng)整合商和開發(fā)商更高客製化的開發(fā)平臺。
第三種則是嵌入式架構(gòu)的運動控制器，這種運動控制器是把電腦嵌入到運動控制器中，使之可獨立運做，這類運動控制器與電腦之間的通訊也是以電腦匯流排為主，不過實質(zhì)上是匯流排架構(gòu)運動控制器的變種，對於標(biāo)準(zhǔn)匯流排的電腦模組，這類產(chǎn)品採用了穩(wěn)定性更高的匯流排連接方式，更適合工業(yè)應(yīng)用。
在使用中，採用如工業(yè)乙太網(wǎng)路、RS-485、SERCOS、PROFIBUS等現(xiàn)場網(wǎng)路通信介面鏈接上層控制主機(jī)與控制面板，嵌入式運動控制器也可配置硬碟驅(qū)動器，甚至可以通過Internet進(jìn)行遠(yuǎn)端診斷，但從整體來說這些系統(tǒng)屬於數(shù)控系統(tǒng)，而非獨立的開放式運動控制器產(chǎn)品。
就全球市場來看，目前中國大陸是世界上經(jīng)濟(jì)發(fā)展最快的國家，市場上新設(shè)備的控制需求、傳統(tǒng)設(shè)備技術(shù)升級、換代對運動控制器的市場需求越來越大，另外由於市場的競爭壓力，系統(tǒng)整合商和設(shè)備製造商要求運動控制系統(tǒng)向開放式方向發(fā)展。
除了硬體技術(shù)外，軟體也是運動控制廠商積極投入的部份，因此面對越來越多的軟硬體產(chǎn)品選擇，運動控制的整合需求越來越高，包括機(jī)械與電機(jī)、控制器與驅(qū)動程式、機(jī)臺與軟體之間的整合，而如何透過這些整合，讓傳統(tǒng)運動控制的使用者可無縫升級至新一代控制器，將會是運動控制廠商必須正視的問題。
