DOVER MOTION,運動控制器,驅(qū)動器,電機,位置反饋裝置

DOVER MOTION,運動控制器,驅(qū)動器,電機,位置反饋裝置,運動控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)極高精度的速度、位置和力矩控制。對于生命科學(xué)和診斷顯微鏡等需要對樣本進行精確定位、儀器不同部分同步或快速啟停運動的應(yīng)用來說，運動控制系統(tǒng)是理想選擇。

運動控制系統(tǒng)

運動控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)極高精度的速度、位置和力矩控制。對于生命科學(xué)和診斷顯微鏡等需要對樣本進行精確定位、儀器不同部分同步或快速啟停運動的應(yīng)用來說，運動控制系統(tǒng)是理想選擇。

運動控制系統(tǒng)的性能取決于其內(nèi)部的機械結(jié)構(gòu)、運動控制電子元件和軟件。通常，一個運動控制系統(tǒng)由以下部分組成：

  • 運動控制器

  • 驅(qū)動器

  • 電機

  • 位置反饋裝置

內(nèi)置運動控制器的運動控制系統(tǒng)

運動控制器

運動控制器是一個可編程設(shè)備，在自動化運動控制系統(tǒng)中控制運動路徑、閉環(huán)伺服控制以及執(zhí)行運動序列。基本上，控制器就是運動控制系統(tǒng)的“大腦”。

根據(jù)運動需求，運動控制器會規(guī)劃運動軌跡，向驅(qū)動電路發(fā)送控制信號來“驅(qū)動”電機。在閉環(huán)系統(tǒng)中，它還會將來自編碼器的實際位置信號與指令軌跡進行比較，并通過控制回路執(zhí)行必要的修正操作，理想狀態(tài)下可達到幾乎無誤差。

驅(qū)動器

在運動控制系統(tǒng)中，主運動控制器或驅(qū)動器會使用如解析器或編碼器等位置反饋裝置以實現(xiàn)高精度運動。驅(qū)動器接收來自控制器的低功率控制信號，并將其轉(zhuǎn)換為電機所需的高功率信號。

驅(qū)動器負責(zé)為電機供電，并通過改變輸出電流來使電機以指定的速度和方向轉(zhuǎn)動或直線移動。可以將其比喻為為電機提供動力的“肌肉”。

電機

電機是執(zhí)行運動任務(wù)的裝置，相當(dāng)于身體中的“手”。電機將電能轉(zhuǎn)化為機械能，從而驅(qū)動系統(tǒng)。常見的精密運動控制系統(tǒng)中使用三種電機：

  • 步進電機：采用2個或4個定子線圈和帶齒永磁轉(zhuǎn)子，在特定電流序列變化下，每次移動一個小角度（如1.8°或0.9°）。

  • 伺服電機：一種直流電機，其力矩與電流成正比。通過模擬電流或PWM脈寬調(diào)制控制電流/電壓，并結(jié)合外部反饋裝置，實現(xiàn)精確定位。

  • 壓電電機：利用壓電材料在電壓變化下的膨脹/收縮效應(yīng)實現(xiàn)運動，將電能轉(zhuǎn)換為機械能。

反饋系統(tǒng)

光學(xué)編碼器 是多數(shù)高精度運動控制應(yīng)用的首選。編碼器讀頭向帶有衍射光柵的刻度尺發(fā)出光（通常為可見光或紅外光），反射光被探測器接收處理，通過脈沖判斷編碼器讀頭與刻度尺之間的相對位移。

激光干涉儀 提供了最高級別的位置反饋，具有超高分辨率、非接觸式感測、高更新速率和0.1 ppm的本征精度。

干涉儀可作為被動位置讀數(shù)設(shè)備，也可作為伺服回路中的主動反饋組件。與線性編碼器不同，干涉儀的光束路徑可直接與被測對象對準(zhǔn)，從而消除或極大減少 Abbé 誤差。

了解我們創(chuàng)新的運動控制系統(tǒng)

Dover Motion 正在用 SmartStage XY 和 DOF-5 產(chǎn)品顛覆傳統(tǒng)運動控制，它們內(nèi)置了運動控制器和驅(qū)動器，實現(xiàn)最多三軸運動的一根電纜連接。

  • SmartStage XY 可直接連接至 PC

  • 內(nèi)置運動控制器技術(shù)的線性平臺

  • SmartStage XY vs. 傳統(tǒng)XY對比圖

Dover Motion 的一體式 SmartStage 控制器優(yōu)勢：

  • 從4根電纜減少到1根，極大簡化布線

  • 只需提供電源和通訊

  • 高精度反饋，分辨率高達 5nm

  • XY平臺體積最多減少400%，節(jié)省儀器空間

  • 兼容 Motion Synergy™ API，一體式軟件與用戶界面解決方案

SmartStage 和 DOF-5 高級運動控制功能

  • 輕松連接 DOF-5 至自動對焦傳感器，通過無噪聲數(shù)字信號驅(qū)動（支持Step-Direction和A-quad-B格式），實現(xiàn)連續(xù)追蹤聚焦

  • SmartStage XY 內(nèi)置的 Trigger On Position（TOP）功能，可實現(xiàn)相機、激光器或其他外部設(shè)備的精確同步觸發(fā)，尤其適用于 TDI 掃描顯微成像

  • 支持各軸同步運動

  • 平臺精度補償 (SAC) 提供在用戶關(guān)注點的高精度定位，消除 Abbé 誤差等軌跡誤差

  • 重復(fù)運動增強 (RME) 算法提升啟停性能，大幅提升通量

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