為了在激烈的競爭中取勝，生產商們必須想方設法制造出比上一代產品或市場上的競爭產品速度更快、體積更小、運行更精確、噪音更小、成本更低的機器。同時，隨著機器老化、花費增加和技術進步，運動系統的更新換代也成為必需。無論什么原因，技術變革意味著需要改進系統，而對系統的改進又反過來加劇了競爭。但是，系統改進常常伴隨著設計和實施上的挑戰，而能否應對這些挑戰，決定了變革的成功與否。

　　電動執行器取代液壓或氣壓執行器、伺服技術取代步進電機技術和無刷伺服電機取代有刷伺服電機，這些都是最典型的技術進步。一般來說，將液壓或機械系統更換為伺服控制系統，比將步進控制系統更換為伺服控制系統的要求更高。采用步進電機和步進驅動器的企業都擁有電氣技術方面的專業人士，而采用液壓或氣壓控制系統的企業卻往往不具備這方面的人才。但是，只要經過培訓并擁有了一些應用的經驗，實現技術更新并不難。

減少變化，提高重復性

　　假定流體、半流體或熔融物要以特定速度流過，由于不同物質的粘度不同，很難用液壓或氣壓活塞實現連結。一個解決方案就是將PLC與測力計連接，以開關的形式來控制力度。這就是通常所說的“砰砰控制”，在有恒溫器的情況下會運轉得更好，但并不是用于控制精密機械的。

　　用戶當然可以在這種控制中采用模糊邏輯方法瞬間完成變化，但是這樣并不比用輸入或氣門的方式減少變化頻率好多少。用伺服執行器替代氣缸時，無需任何特殊部件或額外部件，即可通過伺服放大器控制力度和速度。在控制過程中，電機的位置、速度和電流可以不斷得到調整，以符合特定應用需求。

了解應用需求

　　深入了解應用的運動需求，是運動控制工程師的首要工作。這就意味著他們對機械、電子、軟件和動力學要有深入了解。如果系統要求用點到點運動來選擇和放置電氣元件，就沒必要最小化跟蹤誤差來約束控制系統。這種錯誤的操作會導致在控制系統上耗費過多的精力，而產生其它問題，如受控裝置的共振或過熱。如果在測繪或印刷應用中出現這樣的錯誤，它會直接影響輸出質量。

　　使用模擬裝置和電路試驗板可以更全面的掌握應用的需求和局限性。精確模擬可以減少在開始階段出現失誤的次數并避免重新設計。如果常常出現失誤和重新設計，就會造成資金浪費，很難實現創新。

　　目前有許多非常逼真的模擬工具可以大幅縮短設計時間。我們當然可以設計一個系統來實現模擬過程，但是這需要大量的時間、空間和試驗。使用物理試驗板也會產生材料延遲、內部員工安置和資金有限的問題。但這并不意味著應該避免使用試驗板，因為通過它可以確定一個系統是否值得投資，這樣操作的難度并不大，還會省去大量為此思考的時間。

　　模擬工具可以幫助用戶在要求的規格內改變設計，確定設計方案的耐久性和可用性，如Visual Solutions公司的VisSim和丹納赫傳動（Danaher Motion）公司的Motioneering 和 Model Q 模型軟件。這樣一來，在購買材料之前即可大致分析出所需力度、扭矩、加速度和頻率。

由機器老化引起的更換

　　當機器老化、需要更新時，有一些容易忽視的性能問題足以促成或破壞項目。

　　例如，有刷動圈式旋轉電機可能會有壽命短、功率不足的缺點，但是它的更換也不會因為性能而受到影響。有的應用要求速度環帶寬比標準數字伺服放大器的帶寬高出三到四倍，但是在高性能應用中更換這種有刷電機仍然可以順利完成。

　　在最新的FPGA技術下，包括丹納赫傳動公司的S200系列在內的數字伺服放大器的電流環帶寬可達到3,000赫到5,000赫。在這種情況下，速度環帶寬可以達到甚至超過1,000赫。如果高帶寬系統配以合適的電機，其性能會達到甚至超過早期技術所帶來的性能，同時還可提供無刷技術所具有的壽命長、功率處理能力強等優勢。

更新實例

　　以下實例可以證明通過技術更新能夠降低成本、提高效率、增強控制能力。環球儀器公司（Universal Instruments）的電子集成設備中，位于徑向引腳插口上的元件貼裝頭的速度需要提高。之前采用的是氣壓控制，但實踐證明它限制了機器的性能，原因包括： 
環境因素 
壓縮時間不一致 
閥門執行器不一致 
排氣限制

　　為了解決這些不一致的問題，舊系統采用了液壓減震器、比例式氣墊氣缸、增強器和專有排氣消聲器，以去除無法排放到空氣中的霧化油。

　　向伺服環境轉換并不是沒有挑戰，但是丹納赫傳動的R系列電機無需減震器、專用氣門和其它氣壓系統配件即可滿足應用需求。由于該機器的功能是一系列操作的一部分，運動時間和加速度的一致性使其它功能得到了發揮，這樣可以提高周期率。壽命試驗反映了其它一些問題。由于沒有震動，一些部件的磨損減少了，因而大幅增加了機器的可靠性和正常運行時間，減少了機器的啟動次數，這是之前沒有預料到的益處。就配合而言，無刷電機和放大器的組合比之前的方案更有成效。

　　這個系統首先在VisSim軟件中進行了模擬試驗，在短時間內就產生了非常出色的效果。在進行模擬之前，似乎沒有一款電機符合應用需求，因為它們的封套和性能都不合要求。采用了由丹納赫傳動的定制電機和標準放大器組成的模型之后，模擬試驗得以順利進行。其成果就是環球儀器公司的專利產品Radial Lead 8XT。該專利產品（USPTO #6,161,443）是物理試驗板和模型集成的結果，專利發明人親自參與了這個試驗。
關于丹納赫傳動
　　丹納赫傳動是全球領先的運動控制解決方案提供商，致力于不斷幫助全球原始設備制造商（OEM）制造更優質、更高速的機器設備。丹納赫傳動的產品廣泛運用于航空、醫療、機器人、半導體、電動車輛和包裝等工業部門，能夠大幅提高這些技術應用復雜且要求嚴格的部門的效率和生產率。在過去60多年中，丹納赫傳動的產品創新通過其用戶信賴的品牌一直在推動著運動控制行業的不斷創新，旗下品牌包括Kollmorgen、Thomson和Dover等多個著名品牌。丹納赫傳動是丹納赫公司（NYSE 交易代號：DHR）的戰略平臺之一。詳細信息請查詢：www.danahermotion.com.cn