请高手给一些意见 点击：2922 | 回复：37
发表于：2006-04-20 16:30:00
楼主
请高手给一些意见。
本人是伺服控制方面的新手。在一个项目中，需要用电机带动丝杆带动被控目标运动，在X、Y方向都有运动。原先是想采用步进电机加光棚尺进行闭环控制，以达到对位置的精确控制。后来经过粗略的计算，发现电机的转速应当大于1200rpm，觉得步进电机工作如此高的转速下不是很合适，用伺服电机更合适些。另外还大概计算出希望电机的工作转矩是4.8N.m，希望对位置的控制精度可以达到1um。
现在的问题是：
1、在前面已经给定的条件下，是选用步进电机好还是伺服电机好？
2、用了伺服电机后，是不是可以不用光棚尺了？
3、如果是用伺服电机，用什么信号对伺服电机进行控制？
4、如什么方法让伺服电机在指定位置停下，然后回程运动到原点的位置？
5、如何根据需要预先设定被控制对象的停止位置？
7、对这个项目，伺服或者步进电机应该先用什么型号？能否给出具体的建议？
本人是伺服控制方面的新手。在一个项目中，需要用电机带动丝杆带动被控目标运动，在X、Y方向都有运动。原先是想采用步进电机加光棚尺进行闭环控制，以达到对位置的精确控制。后来经过粗略的计算，发现电机的转速应当大于1200rpm，觉得步进电机工作如此高的转速下不是很合适，用伺服电机更合适些。另外还大概计算出希望电机的工作转矩是4.8N.m，希望对位置的控制精度可以达到1um。
现在的问题是：
1、在前面已经给定的条件下，是选用步进电机好还是伺服电机好？
2、用了伺服电机后，是不是可以不用光棚尺了？
3、如果是用伺服电机，用什么信号对伺服电机进行控制？
4、如什么方法让伺服电机在指定位置停下，然后回程运动到原点的位置？
5、如何根据需要预先设定被控制对象的停止位置？
7、对这个项目，伺服或者步进电机应该先用什么型号？能否给出具体的建议？
发表于：2006-04-21 12:00:00
7楼
谢谢大家的帮助！
又同相关人员协商了一下，将相关的指标调整到如下：
运动行程最大为650mm
定位精度：±5u
再次感谢依冷雨0118。依您所说，定位精度如果是在10u以下，无论如何都要用光栅尺反馈了。如果定位精度定在±5u，选择什么指标的光栅尺？
想请教阿拉丁：定位精度在±5u下，用滚珠丝杠能达到要求么？
请教曹博： 您认为步进电机达不到精度，是不是因为步进电机一周的分度太低而导致的？比如步进电机一周分为400份，而丝杠转一周的行程为10mm，这就意味着步进电机转一步时丝杠的行程是10/400=0.025mm?呵呵，我知道我理解的对不对？
因为我看到的资料都说用步进电机做转速为600rpm以下的系统比较好，再高的速度最好是选用伺服电机了。您认为步进电机的速度与力矩用在我们的项目上是没问题的，那么您可以给我推荐一款在转速与力矩上符合要求的步进电机的型号吗？
又同相关人员协商了一下，将相关的指标调整到如下：
运动行程最大为650mm
定位精度：±5u
再次感谢依冷雨0118。依您所说，定位精度如果是在10u以下，无论如何都要用光栅尺反馈了。如果定位精度定在±5u，选择什么指标的光栅尺？
想请教阿拉丁：定位精度在±5u下，用滚珠丝杠能达到要求么？
请教曹博： 您认为步进电机达不到精度，是不是因为步进电机一周的分度太低而导致的？比如步进电机一周分为400份，而丝杠转一周的行程为10mm，这就意味着步进电机转一步时丝杠的行程是10/400=0.025mm?呵呵，我知道我理解的对不对？
因为我看到的资料都说用步进电机做转速为600rpm以下的系统比较好，再高的速度最好是选用伺服电机了。您认为步进电机的速度与力矩用在我们的项目上是没问题的，那么您可以给我推荐一款在转速与力矩上符合要求的步进电机的型号吗？
发表于：2006-04-21 13:51:00
9楼
大漠独行，用滚珠丝杠达到+-5u定位精度应该没问题，但需要加光栅作全闭环，电机方面建议选用步进电机+1u分辨率光栅。我公司给上海某半导体公司做过一个项目，x,y,z龙门结构400mmX600mmX50mm，用滚珠丝杠平台+光栅+步进电机作全闭环，经过上海市计量局检测单轴定位精度+-3u,系统精度<10u。
你要求的精度其实不低了，首先你得先确认一下你是否需要这么高的精度，因为在国内很多人对什么是定位精度及其在实际使用中的意义还不是十分清楚。如果你确实需要这么高的精度，在产品选择上一定要慎重，一分钱一分货，有些东西不是像说说那么简单的。
选用滚珠丝杠，有个问题你要注意，就是滚珠丝杠精度保持性差，因为会有磨损。
如果方便你可以把你的详细要求发给我，比如：x,y行程，定位精度，重复定位精，负载，加速度，速度，加速时间，环境温度等等尽可能详细地发给我，我可以给你作个方案 ，并且可以我们做过的项目提供一些给你作参考。proposition@263.net
我是一个做机电产品销售的，个人认为机电控制技术是门科学，来不得虚假，实践永远是检验理论的唯一标准。
你要求的精度其实不低了，首先你得先确认一下你是否需要这么高的精度，因为在国内很多人对什么是定位精度及其在实际使用中的意义还不是十分清楚。如果你确实需要这么高的精度，在产品选择上一定要慎重，一分钱一分货，有些东西不是像说说那么简单的。
选用滚珠丝杠，有个问题你要注意，就是滚珠丝杠精度保持性差，因为会有磨损。
如果方便你可以把你的详细要求发给我，比如：x,y行程，定位精度，重复定位精，负载，加速度，速度，加速时间，环境温度等等尽可能详细地发给我，我可以给你作个方案 ，并且可以我们做过的项目提供一些给你作参考。proposition@263.net
我是一个做机电产品销售的，个人认为机电控制技术是门科学，来不得虚假，实践永远是检验理论的唯一标准。
发表于：2006-04-22 20:26:00
12楼
刘岩利：
你好！看了你的答复，有几个问题要和你确认一下；
1、推荐伺服，用步进不是不可以，但是1200rpm的转速，步进的选择余地比较小。
你只是根据速度就建议选伺服的么？
2、如果要求的是重复精度，可以不用光栅尺，前提是连轴节刚性足够好、使用双螺母的丝杠。
如果是绝对精度，假设你用雷尼绍的光栅尺，最好用激光校准一下，在我印象中，雷尼绍的光栅尺，如果不做线性补偿，绝对精度并不好，况且还会有安装条件造成的误差，不过，只有650mm的行程，也许问题不大。在需要补偿表的前提下，用国产光栅应该也没有什么不可以。
只是这么简单就可以么？钢材在温度偏差1摄氏度时，长度上会有多大的偏差么？
7、伺服的选择余地比较大，步进我建议试一下百格拉。
你建议选百格拉，根据是什么？你用过百格拉达过这样的精度么？百格拉的细分能够达到多少？可行么？
我不是反对用伺服电机，同步进电机比较起来，用步进电机实现这个精度会更容易一些。
以上只是技术上的讨论，没别的意思。
你好！看了你的答复，有几个问题要和你确认一下；
1、推荐伺服，用步进不是不可以，但是1200rpm的转速，步进的选择余地比较小。
你只是根据速度就建议选伺服的么？
2、如果要求的是重复精度，可以不用光栅尺，前提是连轴节刚性足够好、使用双螺母的丝杠。
如果是绝对精度，假设你用雷尼绍的光栅尺，最好用激光校准一下，在我印象中，雷尼绍的光栅尺，如果不做线性补偿，绝对精度并不好，况且还会有安装条件造成的误差，不过，只有650mm的行程，也许问题不大。在需要补偿表的前提下，用国产光栅应该也没有什么不可以。
只是这么简单就可以么？钢材在温度偏差1摄氏度时，长度上会有多大的偏差么？
7、伺服的选择余地比较大，步进我建议试一下百格拉。
你建议选百格拉，根据是什么？你用过百格拉达过这样的精度么？百格拉的细分能够达到多少？可行么？
我不是反对用伺服电机，同步进电机比较起来，用步进电机实现这个精度会更容易一些。
以上只是技术上的讨论，没别的意思。
发表于：2006-04-22 21:02:00
13楼
TO:阿拉丁：
1。如果速度对步进电机不是一个限制，不知道还有什么限制？从阿拉丁先生的贴子上可以看出，阿拉丁先生应该也是做销售的，不知道对步进电机有多深的了解，我不是帮百格拉说话（因确实不应该选择步进电机，包括百个拉，百格拉是一个好的步进电机，不过在这个速度下工作，同样会有问题）。刘帮主不是根据速度选电机，但对于步进电机来讲，速度绝对是一个需要考虑的指标。
2。确实象刘帮主讲的那么简单，钢材随温度做线性伸展，雷尼绍的光栅尺会随机架做相应伸展，只要做好补偿表，一般讲不会有太大问题，当然如果是1u精度（绝对精度）则另当别论。
7。关于步进电机，百格拉绝对是一个好步进，不知道阿拉丁先生还有什么更好的步进？换句话说，如果选百格拉4牛米步进电机，价格与伺服电机也就没有多大的区别，（应该5000多吧）。那还不如用伺服做。
TO:大漠独行
就个人认为，“冷雨0118：”讲的方案还是可信 ，应该是一个比较好的选择。
1。如果速度对步进电机不是一个限制，不知道还有什么限制？从阿拉丁先生的贴子上可以看出，阿拉丁先生应该也是做销售的，不知道对步进电机有多深的了解，我不是帮百格拉说话（因确实不应该选择步进电机，包括百个拉，百格拉是一个好的步进电机，不过在这个速度下工作，同样会有问题）。刘帮主不是根据速度选电机，但对于步进电机来讲，速度绝对是一个需要考虑的指标。
2。确实象刘帮主讲的那么简单，钢材随温度做线性伸展，雷尼绍的光栅尺会随机架做相应伸展，只要做好补偿表，一般讲不会有太大问题，当然如果是1u精度（绝对精度）则另当别论。
7。关于步进电机，百格拉绝对是一个好步进，不知道阿拉丁先生还有什么更好的步进？换句话说，如果选百格拉4牛米步进电机，价格与伺服电机也就没有多大的区别，（应该5000多吧）。那还不如用伺服做。
TO:大漠独行
就个人认为，“冷雨0118：”讲的方案还是可信 ，应该是一个比较好的选择。
发表于：2006-04-22 23:34:00
14楼
致阿拉丁：
1、相对于步进，我是根据速度选伺服的没错。
2、一般来来说，650mm，一度差不了一微米，材质不同会有差异，但总差不了两微米。
如果，真的需要在温差很大的不同环境中使用，要做温度补偿，那么，雷尼绍的光栅尺也一样不能用，他的安装方式，会导致膨胀系数不可预期，也就无法补偿（除非基台的膨胀系数与它的尺带完全一致，否则，……）。需要更贵的光栅尺。
3、我用百格拉做过，经过激光补偿，可以到+/-3um。但是，没有使用到这么大的转速。百格拉三相步进电机，一圈10000个脉冲，用5mm丝杠。另外，看摆格拉的扭矩曲线，好象能转到1200rpm。
1、相对于步进，我是根据速度选伺服的没错。
2、一般来来说，650mm，一度差不了一微米，材质不同会有差异，但总差不了两微米。
如果，真的需要在温差很大的不同环境中使用，要做温度补偿，那么，雷尼绍的光栅尺也一样不能用，他的安装方式，会导致膨胀系数不可预期，也就无法补偿（除非基台的膨胀系数与它的尺带完全一致，否则，……）。需要更贵的光栅尺。
3、我用百格拉做过，经过激光补偿，可以到+/-3um。但是，没有使用到这么大的转速。百格拉三相步进电机，一圈10000个脉冲，用5mm丝杠。另外，看摆格拉的扭矩曲线，好象能转到1200rpm。
发表于：2006-04-23 09:36:00
15楼
to 沈阳老宋:
我是做销售的，上面的帖子已经说明了，我想我们是同行吧？如你所说我确实对步进了解不深，还在学习当中，但不知你说的“深”是到什么程度，我不只是从价格上面来比较用步进或伺服那个更好，各有个的用途，我有几个好朋友，做了５年的技术服务了，大概作过几百个项目了，包括像希捷，西门子手机，丰田，索尼，飞利浦的项目。所以我个人喜欢接受他们给我的技术上的建议。
同国外比，我国的运动控制还有一定的差距，我希望来到这个论坛的那些想做高精度运动控制的人，不论选什么公司的产品，最好在合同中有个约定：就是通过一个国家的权威部分来认定和检测该产品是否达到了合同中的技术要求。我想法律的引入，对这个行业是有很大帮助的。可以使每个提供运动控制产品的公司不断提高，这样我国的运动控制技术水平也会不断提高，因为运动控制技术水平的提高不是靠一两家公司来完成的，是靠整个行业的公司和个人的技术水平的提高来完成的。
我一直很钦佩德国人的工作作风，有十两只说八两。
另外，我记得普通的钢材没经过表面热处理的线膨胀，每1米长度，温差1摄氏度，变化 大概12 u,这个不知道有没有记错，请各位指正。
我是做销售的，上面的帖子已经说明了，我想我们是同行吧？如你所说我确实对步进了解不深，还在学习当中，但不知你说的“深”是到什么程度，我不只是从价格上面来比较用步进或伺服那个更好，各有个的用途，我有几个好朋友，做了５年的技术服务了，大概作过几百个项目了，包括像希捷，西门子手机，丰田，索尼，飞利浦的项目。所以我个人喜欢接受他们给我的技术上的建议。
同国外比，我国的运动控制还有一定的差距，我希望来到这个论坛的那些想做高精度运动控制的人，不论选什么公司的产品，最好在合同中有个约定：就是通过一个国家的权威部分来认定和检测该产品是否达到了合同中的技术要求。我想法律的引入，对这个行业是有很大帮助的。可以使每个提供运动控制产品的公司不断提高，这样我国的运动控制技术水平也会不断提高，因为运动控制技术水平的提高不是靠一两家公司来完成的，是靠整个行业的公司和个人的技术水平的提高来完成的。
我一直很钦佩德国人的工作作风，有十两只说八两。
另外，我记得普通的钢材没经过表面热处理的线膨胀，每1米长度，温差1摄氏度，变化 大概12 u,这个不知道有没有记错，请各位指正。
发表于：2006-04-23 10:40:00
16楼
"就是通过一个国家的权威部分来认定和检测该产品是否达到了合同中的技术要求。我想法律的引入，对这个行业是有很大帮助的。"
原则同意，谈到精确的运动控制，也算是有点技术含量的，在这方面，客户往往缺少相关的知识、经验和检测手段，确有商家在技术规格上误导甚至欺骗客户，在部件上偷梁换柱，以次充好！
至于钢的膨胀系数，是我记错了数量级。我查了一下手头的数据，大概在16u到10u之间。
如果确实要考虑温度补偿的问题，那么，还真的有不少东西需要确认。首先是机构本身是否存在温度梯度，如果存在比较大温度梯度，好象海德汉有号称零膨胀的光栅尺。如果机构本身的温度梯度可以忽略，可以使用相对便宜的开放式光栅尺，不过在我印象中，好象都是进口的，没有国货。如果不能保证光栅尺的材质与机构完全一致，那么还需要使用双层钢带结构的光栅尺，这样，光栅的温度膨胀才能完全不受基台膨胀系数的影响，热膨胀真的可预期。
顺便说一下，我之前提到的，用百格拉的应用，是在恒温室里用的。我接触过的客户，除了做测量机的以外，很少有人提到温度补偿。
原则同意，谈到精确的运动控制，也算是有点技术含量的，在这方面，客户往往缺少相关的知识、经验和检测手段，确有商家在技术规格上误导甚至欺骗客户，在部件上偷梁换柱，以次充好！
至于钢的膨胀系数，是我记错了数量级。我查了一下手头的数据，大概在16u到10u之间。
如果确实要考虑温度补偿的问题，那么，还真的有不少东西需要确认。首先是机构本身是否存在温度梯度，如果存在比较大温度梯度，好象海德汉有号称零膨胀的光栅尺。如果机构本身的温度梯度可以忽略，可以使用相对便宜的开放式光栅尺，不过在我印象中，好象都是进口的，没有国货。如果不能保证光栅尺的材质与机构完全一致，那么还需要使用双层钢带结构的光栅尺，这样，光栅的温度膨胀才能完全不受基台膨胀系数的影响，热膨胀真的可预期。
顺便说一下，我之前提到的，用百格拉的应用，是在恒温室里用的。我接触过的客户，除了做测量机的以外，很少有人提到温度补偿。
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