高精度模擬伺服控制系統(tǒng)在二軸、三軸定位系統(tǒng)中一直占據(jù)著核心的地位。隨著工業(yè)與軍事發(fā)展要求，高精度伺服系統(tǒng)從40年代自動火炮跟蹤系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到機(jī)器人、數(shù)控制造加工、精密測量、航空航天等各自動化控制領(lǐng)域，是與產(chǎn)業(yè)聯(lián)系最緊密、服務(wù)最廣泛的技術(shù)之一。

尤其是三坐標(biāo)系統(tǒng)的測量部分、基于二維數(shù)控轉(zhuǎn)臺的運(yùn)動控制和推桿，對于高性能的控制平臺在定位與跟蹤精度的要求更高。

目前，國內(nèi)外主要三坐標(biāo)廠商：海克斯康、濟(jì)南德仁、蔡司、溫澤、法如、波龍、奧智品、3dfamily、Feanor、SNK、埃帝科、馬波斯、智泰、法信、雷頓、愛德華、西安力德、雷尼威爾、瑞士tesa等。

轉(zhuǎn)臺方面主要有日本、德國、美國等幾個公司品牌，高端市場幾乎沒有國產(chǎn)品牌。日本數(shù)控轉(zhuǎn)臺的定位精度和重復(fù)定位精度較高，日本連續(xù)分度數(shù)控轉(zhuǎn)臺的分度精度可達(dá)1″，重復(fù)定位精度可達(dá)±1″，臺灣產(chǎn)品的分度精度一般為4″，重復(fù)定位精度為±2″。因質(zhì)量上乘，功能可靠性好，基本上進(jìn)口產(chǎn)品形成了一統(tǒng)天下的局面。

推桿則廣泛應(yīng)用于油門、轉(zhuǎn)向等汽車電子領(lǐng)域。

 

整體系統(tǒng)組成包括：工控機(jī)或PLC、運(yùn)動控制卡、伺服驅(qū)動器和伺服電機(jī)。

工控機(jī)或PLC通過專業(yè)的人機(jī)交互界面確定運(yùn)動規(guī)則；運(yùn)動控制卡協(xié)調(diào)各伺服驅(qū)動器的運(yùn)動順序；伺服驅(qū)動器帶動電機(jī)運(yùn)動并實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。

根據(jù)實(shí)際情況，定位系統(tǒng)在預(yù)測誤差變化、高抗干擾、快速響應(yīng)、編碼精度等都提出了嚴(yán)格的要求。針對以上問題，瑞默生高精度伺服控制系統(tǒng)均提供了有效的解決方案。

采用直流有刷伺服電機(jī)或力矩電機(jī)驅(qū)動，通過使用PID算法控制，前期軟件對電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)設(shè)置，自動識別出相應(yīng)的PID參數(shù)，并可以通過現(xiàn)場工作要求，進(jìn)行微調(diào)，減少與避免過沖量。

利用光電耦合進(jìn)行通道隔離，將與其它控制部分間的電路聯(lián)系切斷，防止干擾進(jìn)行運(yùn)動控制部分與上位機(jī)。脈沖信號采用差分輸出，具有較強(qiáng)抗干擾能力和傳輸能力。

通過使用高精度的電阻、測速發(fā)電機(jī)、光電編碼器和高精度光柵反饋系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)速度或位置反饋，并且通過運(yùn)動控制卡實(shí)行高速協(xié)調(diào)運(yùn)動的過程，能夠保證多軸系統(tǒng)平穩(wěn)啟動和停止，達(dá)到高精度、低噪音、快速、平衡的運(yùn)動目的。

 

1、系統(tǒng)功能框圖：

2、技術(shù)參數(shù)：

額定電壓：DC12V至72V寬電壓范圍直流輸入

額定電流：20A

速度反饋接口：模擬量反饋、測速發(fā)電機(jī)反饋、增量式光電編碼器反饋

速度給定方式：外部±10V模擬量電壓

具有最大電流、最高轉(zhuǎn)速的設(shè)置功能

具有電流環(huán)速度環(huán)的PID參數(shù)調(diào)節(jié)功能

 

1.  三坐標(biāo)測量儀

通過連接各種類型的伺服電機(jī)，可以精確控制三軸的運(yùn)動位置與速度。并且利用運(yùn)動控制卡的協(xié)調(diào)能力，還可以將雙驅(qū)動控制方式應(yīng)用到門式測量儀中，以減少橫梁移動產(chǎn)生的擺動誤差。

2.  轉(zhuǎn)臺

根據(jù)實(shí)際要求，即可以使用T型連接方式，又可以采用U型連接方式。在各種方式中，伺服電機(jī)通過導(dǎo)軌絲杠連接轉(zhuǎn)臺，也可以直接連接轉(zhuǎn)臺。

3. 推桿

瑞默生模擬伺服電機(jī)驅(qū)動器廣泛應(yīng)用于油門推桿應(yīng)用，可以接收推桿的電阻位置模擬量反饋也可以接收電機(jī)的編碼器的數(shù)字量反饋，實(shí)現(xiàn)對各種推桿的高動態(tài)相應(yīng)的精確位置控制。