求助:一个运动控制系统的选型 点击：2784 | 回复：37
发表于：2005-07-16 00:35:00
楼主
新手上路，请多多指教！如有错误，恳请指点！
我要搭建一个类似CNC机器的装置，一共有４个方向需要控制，分别是x,y,z方向精确位置移动和绕z轴的转动。我想做一个基于PC的系统，就是位置的给定由PC计算给出。系统具有比较强的实时性，即下一个位置需要根据当前位置进行计算给出。有以下几个问题需要大家帮忙指点：
１.电机的选择。看了板上大讨论，大家建议的是精确的位置控制最好选用伺服电机，但是伺服电机响应比较慢。这个响应慢到底是什么数量级的呢？如果我每0.２秒采样计算一次，能达到要求吗？如果不能，我还有什么办法实现这个应用呢？如果能，在参数选择上面应该注意什么？应该选直流的还是交流的？能否推荐几个型号的电机？
２.系统的部件。我觉得这个系统需要一个运动控制卡，是可以从电脑获取控制指令的。然后卡的输出连接到伺服电机的驱动器端。伺服电机由驱动器驱动。伺服电机还需要电源模块。此外需要位置传感器。因为从来没有实践过，不知道对不对，还有什么遗漏吗？需要注意什么？
３.控制卡的选择。我想直接购买运动控制卡，至少是４轴的可编程PCI卡。大家有没有什么比较好的推荐？
４.我觉得我说的传感器可能就是各位说的编码器。那么我应该用绝对位置的编码器还是增量的？他们有什么区别？
谢谢大家！
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以上文本借助www.InputKing.com在线中文输入系统输入
发表于：2005-07-18 22:37:00
2楼
支持一下
伺服响应
伟大的刘邦主已经讲拉，可以忽略不计，不妨听刘邦主一次拉。^_^
电机选择
还是用交流伺服吧，这个是主流，有道理的。大功率的可以选安川，小功率的可以选富士（2000W做分界线），这两个品牌我都代理，价格不敢讲全国最低，估计差不多吧。
控制卡选择
美国PMAC多轴运动控制卡如果不能达到你的功能要求，那这个项目建议你就不用做拉，这个卡我也代理，基本可以讲，全国第一、
编码器
如果你对系统下电，在上电系统必须保持原有位置的话（就是系统不能随便复位，不能回零从新定位）那你只有选绝对值编码器拉，大多数系统上电可以先回零，如果用绝对值编码器伺服电机价格要远高于普通增量式编码器电机的价格，这点你要有心理准备。
最后就是，如果你不介意，最好给我邮箱里扔一个邮件，我可以帮你选型。我邮箱：shenyang@bjservo.com 随便你拉。
发表于：2005-07-22 16:48:00
11楼
TO：小崔，您好！
我们在对平面运动的轨迹（也就是运动的过程）有严格精度要求的时候，没有插补计算的控制是无法达到要求的，具体的说：
1、无插补：通过2轴的XY电机的来进行雕刻，雕刻一条斜线AB，从A走到B，给XY两台电机的驱动发送脉冲指令，两台电机要同时动作而且速度、加速度也要随时保持一定的比例关系，尽管我们在发送脉冲的算法中做了相关比例的计算。。。但结果您会发现A、B两点位置很准确，但中间的轨迹不是一条斜线，会有S型弧产生，产生的原因多方面，驱动器的整定时间不可控、两台电机的同动性很难控制、脉冲信号的发送接受处理的时间很难同步等等。。。如果这时您对AB中间的运动过程轨迹无要求，只要AB两点位置准确，无插补的“点到点”运动控制就可以满足您的要求了。。。
2、有插补：还是AB的斜线，同样的两台XY电机，控制器中我们增加了插补算法，如何插补呢？我们在A到B过程中的斜线上按固定的脉冲当量插入N个位置控制点，脉冲当量如何理解呢？其实就是插补进行计算的基本周期，每经过一个这样的周期系统插补一步，也就是走一个插补的位置控制点。。。我们姑且将中间的那些计算的位置点依次称为A、A1、A2......、An、B，通常在每步插补动作中只有两个动作可选择：X轴走一步或Y轴走一步，那么如何确定是X走还是Y走呢？就是通过当前位置和理论计算的这些A1、A1、A2......、An进行比较，如果位置偏差（偏差=实际-计算值）在Y轴方向上≥0就X轴走一正步，在Y轴的偏差＜0就Y轴走一正步，这样就从A到A1走1步判断位置偏差后再使X或Y走一步从A1到A2。。。依次类推。。。这样做虽然中间的这些点很难和A1、A2...An准确对应，但由于插补的当量很小，这些A1、A2...An的误差就可以忽略不计了，我们宏观的看AB时就是一条平滑的斜线。。。也有些插补的算法中有3个动作可选择的：X走一步、Y走一步、X和Y同时走一步，具体选哪个动作也是根据当前位置和插补点的位置偏差的大小和方向来选择的。。。
3、圆弧插补类似于直线插补，也是逐点计算比较的，通过当前点的位置偏差来决定哪轴进行下步动作，微观的看直线和圆弧插补的轨迹就是折线构成的，宏观的看就是平滑的直线和圆弧了，有了直线和圆弧，平面的任何图形就都可以完成了。。。
发表于：2005-07-22 17:09:00
13楼
在深圳工作时有家客户是做芯片管脚拉丝后封装设备的香港厂商，拉丝工序就是将芯片内核的小管脚通过拉丝到外部的管脚后封装。拉的丝其实就是各种角度的斜线来控制的，他们以前的拉丝工序是由XY两台步进电机来完成的，控制板没有采用插补计算，而是通过控制器进行两轴的脉冲速度和加速度的比例算法调节的，效果也还不错。
后来改用了伺服电机替代原来的步进电机，问题出来了，没有采用插补计算拉的丝就总出现拉弧，这样临近的两个丝很容易搭在一起。。。以前那种按斜线比例调节速度的算法要求驱动器整定的实时性强，整定时间要短。。。步进电机的优点出来了，伺服的整定时间不可控，而步进不存在这样的缺点。。。后来换了块带插补的控制卡解决了问题。。。
发表于：2005-07-28 16:48:00
20楼
关于插补，前面的朋友已做解释，很清楚，但是目前运动控制卡上的算法不太可能用逐点比较插补，因为这种算法很慢，所以让初接触的人了解插补的概念是可以的，但不要误导，关于插补很多卡都有直线插补，但是圆弧插补要做的好，是不容易的，包括椭圆插补，螺旋插补，关于卡的功用，我们想法根据具体应用专业分了点位，连续轨迹和同步，侧重点更强，针对性更强，对于有些特殊功能也做了定制，比如对激光器的和运动的机台的随动控制，这样解决的以往激光器和运动的机台单独控制的麻烦，更重要的是对于加工的精度提高，防止出现过烧的现象，还对震镜电机有着很好的控制。
大家请多多交流，多提建议。
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