请教xy坐标测量平台运动控制系统方案 点击：2090 | 回复：50
现需要针对我们自己的设备开发一个专用的XY坐标测量平台，想就运动控制系统向各位高手们请教和一同探讨。
本系统需要测量1000mm*1000mm的正方形水平区域内每隔5mm精确位置上均匀分布的点阵处的物理量，所以设计了一个机械测量平台，X方向和Y方向都由电机来驱动滚珠丝杠，然后带动探头到达准确的位置并进行测量。
目前初步计算如下：选择减速器1：12 x轴驱动在上层，工作台大约20kg，y轴驱动在下层，工作台大约75kg
按减速比折算到电机轴上，x轴电机的惯量为0.154kg^2cm y轴电机的惯量0.156kg^2cm，
按减速比折算到电机轴上，并留1倍的裕量，得到x轴电机的输出力矩为1.37Nm，y轴电机的输出力矩为2.36Nm。
本系统要求1.位置一定要定位准确 2.尽量考虑节省时间（需要测量40402个点） 测量顺序是探头沿X轴方向逐点测量完毕，快速返回x轴方向运动的起点，再沿y轴方向前进5mm，然后再沿x方向测量，依次类推。
国外有同类研究设备，采用parker的步进电机来驱动，采用18000线的编码器来精确定位，找点耗时比较多，短的需要2-3秒找到一个点，长的需要10余秒，整个时间比较惊人，测4000多个点，大概需要10余个小时。还有就是采用光栅尺做精确定位，时间消耗也比较大。
目前，我们初步要求位置误差要小于0.1mm，尽量更好。测量时间大概控制在10个小时左右。我们目前也准备采用步进电机+光栅尺来做。想请教一下：
1. 找点的时候，肯定是根据光栅尺反馈算出步进电机需要走的步数，然后给脉冲。所以关心步进电机在高细分数下每步转动角度是否精确？如果不精确，那肯定需要花费很多时间来找到确定的位置点？每转步数选择为多少比较合适？
2. x轴回程时不需要测量，所以要求以能带动的最高速度返回 (x轴要求力矩和惯量都比较小)，来节省时间，我看论坛讨论国产大概最高只能600rpm，进口产品是不是矩频曲线更好，速度提高转矩下降不那么厉害？能否做到1200rpm，甚至2000rpm？工程能采用能到多少？
3. 三相混合式是否适合本系统？此外希望有经验的大虾推荐一下除了百格拉之外能性价比较好的国产步进电机？
4. 上位机准备用Labview做，所以还请推荐一款运动控制卡，目前比较倾向NI的产品。
大虾给个意见，此外抛砖引玉，也和论坛里的朋友们借这个项目共同学习探讨！我经验很匮乏，来这里向大家学习！
特别是北京那一家国产的产品说明和百格拉一模一样，除了没提温度能达到180度，其他的性能都标注的一样。比如：a. 采用交流伺服控制原理，具有交流伺服电机运行特性b. 几乎无共振区、无爬行、无噪音c. 三相325V高压驱动，大大提高了高速扭矩；d. 满负荷、10000步/转时能平稳运行和精确定位；e. 电机的扭矩与电机每步转速无关；f. 最高转速3600转/分，空载启动速度4.7-8.0转/秒； 60转/s (10000步/转)
600000步/s 600khz?
步进电机3600转/分 我看比伺服驱动好得多
根据老师的教授，花点时间研究广告和具体到某一件产品的说明书之间的差距， 缺点都是相对的
特别是北京那一家国产的产品说明和百格拉一模一样，？？？/
请问是哪家啊？国内能做得如此好的，怎么没听说过？告诉下，让大家验证是否真实，别买了达不到指标成废品。
我认为，控制系统方面采用控制卡的选择面比较广，没有复杂的轨迹要求，所以根据速度选择个脉冲输出频率合适的就可以；
设备的速度呢，与控制卡的脉冲输出频率，丝杠的导程以及电机的转速都有关系，就看你的合理配合了。
至于步进和伺服的差别，关键看你定位后进行测量过程中的要求，伺服由于趋于静止一点会进行微调；而步进一旦停止，就不存在抖动和微调。用步进，就的要求性能好，一次定位后准确；用伺服的好处就是速度快、响应快，在允许微调的情况下，绝对不赖。
本人也是销售机电产品的，呵呵，不过还是要客观的给客户意见；就算此次没有合适产品满足，也得对设计的设备负责，对客户负责；
"但是楼主的应用要起停200次走出1000mm，选步进的话没有累计误差，伺服有。"
伺服如果有累计误差，那一定是使用错误。
“步进电机3600转/分 我看比伺服驱动好得多 ”
建议了解具体测试条件，在这个转速下，还有没有扭矩输出。
“我说的价格都是步进电机+驱动器的价格，步进电机保持转矩在2Nm左右的。”
如果计算出需要1.7Nm的扭矩，那么保持扭矩2Nm的步进电机肯定是不够用的。步进转起来的扭矩比保持扭矩要小得多。
“找点的时候，肯定是根据光栅尺反馈算出步进电机需要走的步数，然后给脉冲。所以关心步进电机在高细分数下每步转动角度是否精确”
按照这个精度要求，不用考虑转角是否精确了，即使不精确，也不会差到影响您使用的程度。要求精度是0.1mm，做完以后最好做补偿表的。
李老师，您好！
1. 测量精度国外是10个微米，我们希望最好能接近，最差精度要求是100个微米以内，当然越小越好。机械台是我们自己设计，考虑了支撑的结构，材料和校准水平的办法，当然机械方面的难点还是挺多的。
2. 定位速度(移动速度)希望测量完回程的时候越快越好，按电机600rpm，减速比1:10，丝杠丝距5mm，不找点1000mm单次回程的时间就要3分多钟，总共有200个回程，时间太长了；找点的时候，基本考虑分两个阶段:（1）电机高速粗找(2)根据光栅尺反馈精确找，(1)用高速(2)用低速，总体希望时间尽可能短。
3. 探头是非接触式的，测量时，在要求的精确位置，测量时间100ms
4. 数据采集时测量台应该处于静止位置
5.感谢李老师提醒，确实本系统机械加工、装配和校准也是难点。希望李老师多提些参考意见。
我只是从头看到尾大量的篇幅在讨论运控部件选型而没有其它要求的描述,觉得比较奇怪,一般说来,设备的部件选型与机器的特点,设备技术指标要求密切相关.
这样大行程的工作台,光栅尺肯定是少不了的,但看你的描述,你是打算测头不动,X-Y工作台动?如此便是串联结构,X叠在Y工作台上,Y工作台叠在底座上,,且行程是1米...想像一下,...是一台长宽约2米的机器,仍然使用串联方式工作台........
是选用伺服还是步进,要看你对成本和测量效率的折衷了,如果对效率要求不高,
本人对三坐标测量和影像测量略知一二,但你的设备显然不是这二者之一,因此无法给出更具体的建议,你将更具体的要求提出来吧,比如1分钟测量多少个点?一个产品的完整测量时间是多长?1天有多少产品要测量?还需要请各位大虾提出意见供你参考.
- 弱问：直流伺服电机和直流无刷...
[7025] - 220V单相交流电怎么接入下面...[8839]
- 请各位推荐几本学习伺服电机...[8070]
- 起重机控制系统可靠性问题[8171]
- 步进驱动器双脉冲改接单脉冲...[7157]
- 搞横切的这么多，早想找机会介...[15730]
- 请问伺服控制器到伺服电机的...[18390]
- 一个伺服驱动器能不能驱动两...[5608]
- 伺服增益参数调整技巧，便于现...[5727]
- 伺服电机的回零问题[5565]
官方公众号
智造工程师
-
客服
-
小程序
-
公众号
工控网智造工程师好文精选
