一 引言
　　当今， 伴随着微电子技术、计算机技术以及网络技术的高速发展，越来越多的机械设计工程师放弃复杂的机械传动方式而改用伺服传动技术，将一个大动力源分解成多个小动力源，用电子凸轮代替机械凸轮，用电子齿轮代替机械齿轮，用连续轨迹控制代替曲轴曲柄机构，实现分布传动和无轴传动。从而克服了机械机构固有的结构复杂、磨损、扭曲、缺乏柔性等明显的缺点，使得机械设备结构更简洁，操作更容易，使用更方便。 多轴运动控制系统已经成为现代机械设备的配置亮点和技术核心。
　　一般而言，按照用途和功能不同，伺服运动控制系统分为三大类。
　　1、点到点定位控制系统 这种位置运动控制系统只对起点和终点的位置精度有要求，而对运动轨迹无要求。这是一种zui简单运动控制系统，几乎所有的伺服控制系统都具有这样的功能。通常，要求运动控制系统具有快速的定位速度，合适的加/减速度。在加速段，设置较大的加速度使系统快速地加速到定位速度；在减速段，采用 S 曲线减速方式，使系统具有较高的定位精度。近几年来，许多厂商将点到点定位控制功能内置到伺服控制器中，还有的厂商在伺服驱动器中设置位置块功能，将复杂的定位运动简化成单一的定位运动，从而使控制系统变得更加简单。
　　2、带差补运算的运动控制系统 这种系统主要用于金属切削机床，被称为数控系统（CNC）。它至少有两个伺服轴，伺服轴之间的运动严格按照预先规定好的轨迹通过差补运算来完成，即所谓的两（多）轴联动系统。目前，国外少数几家公司几乎垄断了（多于 5 轴）的数控系统，而在数控车床，数控铣床等低端数控系统方面，国内外的众多的数控系统厂商均有相应的产品投放市场，市场处于非常激烈的竞争状态。
　　3、同步运动控制系统 包括位置同步和速度同步控制系统，其主要特点是具有电子齿轮和电子凸轮功能。近十年来，同步运动控制系统得到了广泛的应用。在印刷包装行业中，机组式凹版印刷机、机组式柔版印刷机、卫星式柔版印刷机、瓦楞纸印刷开槽机、间歇式标签印刷机、轮转式报纸印刷机，饮料包装机，热收缩膜裹包机等使用了同步运动控制系统；在冶金行业中，伺服冷轧管机，矫直机，金属箔彩涂机也使用了同步运动控制系统。同步运动控制系统不仅具有速度同步功能，更重要的是具有位置同步功能，其电子齿轮比的设定范围达 0-32766，为 0.00000%。
　　近年来，基于伺服控制系统应用的成功经验，越来越多的机械设计师在小型机械设备中使用同步运动控制系统。这类伺服控制系统的特点是伺服轴少于 10个，开关量/模拟量输入输出点数较少，而控制精度高，自动化程度高，根据工艺要求可以方便地改变运动轨迹。例如，塑料软管定长横断机，大管径塑料管牵引机，金属箔处理机，数字印刷机，压痕打孔模切机，烫金模切机，伺服组装用压力机等等。针对这类机械设备对运动控制系统的需求，博世力士乐公司研发了基于驱动器的多轴运动控制系统。
　　二 基于伺服驱动器的多轴运动控制系统
　　1、基于博世力士乐伺服驱动器的多轴运动控制系统的硬件配置
　　*个伺服轴（master）控制部分的硬件必须是带一种现场总线（ProfiBus，DeviceNet，CanOpen，并行接口，模拟量接口）和 CCD 接口，软件必须带PLC 功能和满足客户功能要求的软件包。第二个轴到第八个轴控制部分的硬件带 S3 接口，软件根据本轴功能要求选择相应的软件包。*个伺服轴（master）与第二个轴至第八个轴的通信为 S3 总线方式，用 S3 电缆连接。人机界面通过以太网线与 CCD 口连接，输入输出模块（I/O）通过 S3 电缆与zui末一个驱动器控制部分的 S3 口连接。这样就构成了完整的基于驱动器的多轴运动逻辑控制系统。通常基于博世力士乐伺服驱动器的多轴运动控制系统有两种工作方式，一种是CCD 基本方式，另一种是 MLD-M 系统方式。
　　（1）CCD 基本方式
　　在这种工作方式中，上位控制器是必须的。上位控制器与*个伺服驱动器（master）之间的通信由现场总线（profibus）来实现，而带 S3 接口的输入输出（I/O）扩展模块就不选用了。这种方式适用于输入输出点数比较多，逻辑控制数量较多的伺服运动控制系统。此时，博世力士乐公司的 MLD-M 系统镶嵌于客户的系统中，通过现场总线（profibus）与客户的上位机相连，构成独立的伺服运动控制系统。
　　（2）MLD-M 系统方式
　　在这种工作方式中，上位控制器是不需要的。为了扩展输入输出的数量，选用带 S3 接口的 I/O 扩展模块。这种方式适用于输入输出点数比较少的伺服运动控制系统。此时，博世力士乐公司的 MLD-M 系统完成全部的逻辑及伺服运动控制功能。
　　2、基于博世力士乐伺服驱动器的多轴运动控制系统的软件功能
　　伺服驱动器的多轴运动控制系统的调试软件是 Indraworks，内含人机界面组态软件 Winstudio 和运动逻辑编程软件 Indralogic 。通过 OPC 方式将人机界面中的变量与运动逻辑控制程序中的变量关联起来，实现相互传递数据的目的。调试软件 Indraworks 为用户提供了丰富的编程方法，编程语言符合 IEC61131-
　　3 标准的规定如结构化文本（ST）、梯形图（LD）、指令表（IL）、顺序功能图（CFC）和功能块（FBD）等五种。用户可自定义功能块，将客户*的有价值的控制理念直接集成到应用程序中，以区别于竞争对手。带优先权的多任务控制系统（4 个任务），循环时间 1 毫秒。程序内存 350KB，编程接口既可使用以太网口也可使用串行通信口（RS232）。具有断点，单步，单循环，强制，监测，触发跟踪，模拟，和再现修改等程序调试功能。不但为客户提供了完整的 PLC open 功能，还提供了多个功能块。
　　飞剪控制模块（Flying shear ）
　　横切刀控制模块（Cross cutter）
　　带图标功能的横切刀控制模块（Cross cut seal）
　　收放卷控制模块（Winder）
　　张力控制模块（Tension controller）
　　曲柄机构控制模块（Crank）
　　钟形曲柄机构控制模块（Bell crank）
　　标准的套准控制模块（Register controller standard）
　　闭环套准控制模块（Closed loop register control）
　　的皮带控制模块（Smart belt）
　　伺服驱动器带有固化软件包，包含通用基本功能，开环基本功能，闭环基本功
　　能，伺服功能，主轴功能，还包含速度同步，相位同步，测量轮方式，动态凸
　　轮开关组，应用于时间测量的探头和应用于同步功能的探头。