變頻與伺服驅(qū)動(dòng)器

變頻與伺服驅(qū)動(dòng)器伺服的基本概念是準(zhǔn)確、精確、快速定位。變頻是伺服控制的一個(gè)必須的內(nèi)部環(huán)節(jié)，伺服驅(qū)動(dòng)器中同樣存在變頻（要進(jìn)行無級(jí)調(diào)速）?，F(xiàn)在市面上流通的交流伺服電機(jī)多為永磁同步交流伺服，但這種電機(jī)受工藝限制，很難做到很大的功率，十幾KW以上的同步伺服價(jià)格及其昂貴，這樣在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用允許的情況下多采用交流異步伺服交流伺服的技術(shù)本身就是借鑒并應(yīng)用了變頻的技術(shù)，在百流電機(jī)的伺服控制的基礎(chǔ)上通過變頻的PWM方式模仿直流電機(jī)的控制方式來實(shí)現(xiàn)的，也就是說交流伺服電機(jī)必然有變頻的這一環(huán)節(jié)：變頻就是將工頻的50、60HZ的交流電先整流成直流電，然后通過可控制門極的各類品體管（IGBT，IGCT等）通過載波頻率和PWM調(diào)節(jié)逆變?yōu)轭l率可調(diào)的波形類似于正余弦的脈動(dòng)電，由于頻率可調(diào)，所以交流電機(jī)的速度就可調(diào)了（n=60f/p，n轉(zhuǎn)速，f頻率，p極對(duì)數(shù)）恒功率和恒轉(zhuǎn)矩的區(qū)別恒功率和恒轉(zhuǎn)矩是同一個(gè)電機(jī)的不同工作區(qū)間；大家都知道汽車在低速時(shí)的輸出扭矩比較大，而高速時(shí)其輸出最大扭矩隨速度增加在變小，這就表明汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入了恒功率區(qū)；電機(jī)的工作狀態(tài)已是一樣；對(duì)于額定功率為po電機(jī)，在電機(jī)輸出功率未到額定功率時(shí)，可以進(jìn)行額定扭矩范圍內(nèi)的恒扭矩輸出控制，而隨著轉(zhuǎn)速的提高輸出功率一旦達(dá)到P0，則將保持功率恒定，轉(zhuǎn)速和扭矩成反比的關(guān)系！電動(dòng)機(jī)接線盒內(nèi)的接線方法一般電動(dòng)機(jī)每相繞組都有兩個(gè)引出線頭o-頭叫做首瑞，而另一頭叫做末端第一相繞組的首端用D1表示，末端用D4表示；第二相繞組的首端和末端分別用D2和D5表示；第三相繞組的首端和末端分別用D3和D6表示。這六個(gè)引出線頭引入接線盒的接線柱上簡單地說，運(yùn)動(dòng)控制器主要用于對(duì)機(jī)械傳動(dòng)裝置的位置、速度進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制管理，使運(yùn)動(dòng)部件按照預(yù)期的軌跡和規(guī)定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)完成相應(yīng)的動(dòng)作。根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制的特點(diǎn)和應(yīng)用可將運(yùn)動(dòng)控制器分為以下三種：點(diǎn)位控制運(yùn)動(dòng)控制器、連續(xù)軌跡控制運(yùn)動(dòng)控制器和同步控制運(yùn)動(dòng)控制器位置傳感器一般采用高分辨率的旋轉(zhuǎn)變壓器、光電編碼器、磁編碼器等元件。旋轉(zhuǎn)變壓器輸出兩相正交波形，能輸出轉(zhuǎn)子的絕對(duì)位置，但其解碼電路復(fù)雜，價(jià)格昂貴。磁編碼器依靠磁極變化檢測(cè)位置，目前正處于研究階段，其分辨率較低。光電編碼器分為增量式和絕對(duì)式，較其它檢測(cè)元件有直接輸出數(shù)字量信號(hào)，慣量低，低噪聲，高精度，高分辨率，制作簡便，成本低等優(yōu)點(diǎn)。增量式編碼器結(jié)構(gòu)簡單，制作容易，一般在碼盤上刻A、B、Z三道均勻分布的刻線。由于其給出的位置信息是增量式的，當(dāng)應(yīng)用于伺服領(lǐng)域時(shí)需要初始定位。格雷碼絕對(duì)式編碼器一般都做成循環(huán)二進(jìn)制代碼，碼道道數(shù)與二進(jìn)制位數(shù)相同。格雷碼絕對(duì)式編碼器可直接輸出轉(zhuǎn)子的絕對(duì)位置，不需要測(cè)定初始位置。但其工藝復(fù)雜、成本高，實(shí)現(xiàn)高分辨率、高精度較為困難。通用的交流伺服系統(tǒng)上采用的絕對(duì)式編碼器精度一般在12位至20位之間。當(dāng)前世界上生產(chǎn)光電軸角編碼器的主要廠家有：德國Heidenhain公司，OPTION公司，美國的Itek公司，B&L公司，三豐公司，日本的尼康公司和佳能公司直角坐標(biāo)機(jī)器人概念：工業(yè)應(yīng)用中，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制的、可重復(fù)編程的、多功能的、多自由度的、運(yùn)動(dòng)自由度間成空間直角關(guān)系、多用途的操作機(jī)。他能夠搬運(yùn)物體、操作工具，以完成各種作業(yè)。關(guān)于機(jī)器人的定義隨著科技的不斷發(fā)展，在不斷的完善，直角坐標(biāo)機(jī)器人作為機(jī)器人的一種，其含義也在不斷的完善中。根據(jù)對(duì)于這一概念的分析，我們作如下闡述：一、 直角坐標(biāo)機(jī)器人的特點(diǎn)：1，多自由度運(yùn)動(dòng)，每個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度之間的空間夾角為直角。2，自動(dòng)控制的，可重復(fù)編程，所有的運(yùn)動(dòng)均按程序運(yùn)行。3，一般由控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、操作工具等組成。4，靈活，多功能，因操作工具的不同功能也不同。5，高可靠性、高速度、高精度。6，可用于惡劣的環(huán)境，可長期工作，便于操作維修。二、 直角坐標(biāo)機(jī)器人的應(yīng)用：因末端操作工具的不同，直角坐標(biāo)機(jī)器人可以非常方便的用作各種自動(dòng)化設(shè)備，完成如焊接、搬運(yùn)、上下料、包裝、碼垛、拆垛、檢測(cè)、探傷、分類、裝配、貼標(biāo)、噴碼、打碼、（軟仿型）噴涂、目標(biāo)跟隨、排爆等一系列工作。特別適用于多品種，便批量的柔性化作業(yè)，對(duì)于穩(wěn)定，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代期著十分重要的作用。三、 直角坐標(biāo)機(jī)器人的分類：1，按用途分：焊接機(jī)器人、碼垛機(jī)器人、涂膠（點(diǎn)膠）機(jī)器人、檢測(cè)（監(jiān)測(cè)）機(jī)器人、分揀（分類）機(jī)器人、裝配機(jī)器人、排爆機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、特種機(jī)器人等。按結(jié)構(gòu)形式分：壁掛（懸臂）機(jī)器人、龍門機(jī)器人、倒掛機(jī)器人等3，按自由度分：兩坐標(biāo)機(jī)器人、三坐標(biāo)機(jī)器人、四坐標(biāo)機(jī)器人、五坐標(biāo)機(jī)器人、六坐標(biāo)機(jī)器人。還有其他一些分法，這里就不一一介紹了。四、 直角坐標(biāo)機(jī)器人核心元件一一直線定位單元為了降低直角坐標(biāo)機(jī)器人的成本，縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，增加產(chǎn)品的可靠性、提高產(chǎn)品性能，在歐美的許多國家都已將直角坐標(biāo)機(jī)器人模塊化，而直線定位單元（系統(tǒng)）則是模塊化的最典型的產(chǎn)品。一個(gè)完整的定位單元（系統(tǒng)）由幾部分組成1，定位體型材：作為軌道的安裝支撐部分，該型材不同于一般的框架型材，它要求非常高的直線度，平面度。運(yùn)動(dòng)軌道：安裝在定位體型材上，直接支撐運(yùn)動(dòng)的滑塊。一個(gè)定位體型材（系統(tǒng)）上，可能安裝一根運(yùn)動(dòng)軌道，也可能安裝多根運(yùn)動(dòng)軌道，軌道的特性及數(shù)量直接影響定位單元（系統(tǒng)）的力學(xué)特性。組成定位系統(tǒng)的軌道種類很，通用的有直線滾珠軌道，直線圓柱鋼軌道。運(yùn)動(dòng)滑塊：由負(fù)載安裝板、軸承架、滾輪組（滾珠組）、除塵刷、潤滑腔、密封蓋組成。運(yùn)動(dòng)滑塊與軌道通過滾輪或滾珠藕合在一起。實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向。傳動(dòng)元件：通用的傳動(dòng)元件有同步帶、齒形帶、絲杠/滾珠絲杠、齒條、直線電機(jī)等。7，軸承及軸承座：用于安裝傳動(dòng)元件及驅(qū)動(dòng)元。五、 直角坐標(biāo)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)元件一一電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直線定位單元（系統(tǒng)）之所以能夠?qū)崿F(xiàn)精確的運(yùn)動(dòng)定位，是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)決定的。常用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有：交流/支流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、直線伺服電機(jī)/直線步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。每一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都由電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器兩部分組成。驅(qū)動(dòng)器的作用是將弱電信號(hào)放大，將其加載在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的強(qiáng)電上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)。電機(jī)則是將電信號(hào)轉(zhuǎn)化成精確的速度及角位移。在要求高動(dòng)態(tài)，高速運(yùn)行狀態(tài)、大功率驅(qū)動(dòng)等場(chǎng)合多用交流/支流伺服電機(jī)系統(tǒng)作為驅(qū)動(dòng)；在要求低動(dòng)態(tài)，低速運(yùn)行狀態(tài)、小功率驅(qū)動(dòng)等場(chǎng)合可用步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)作為驅(qū)動(dòng)；而在在要求極高動(dòng)態(tài)，高速運(yùn)行狀態(tài)、高定位精度等場(chǎng)合才會(huì)用到直線伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。六，直角坐標(biāo)機(jī)器人的靈魂 控制器為實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的靈活多變的運(yùn)動(dòng)功能、迅速的反應(yīng)處理功能，機(jī)器人必須要有一個(gè)大腦一一控制器?？刂破鞯墓δ苁侵噶钤矗梢愿鶕?jù)編號(hào)的程序時(shí)時(shí)發(fā)出控制指令、時(shí)刻接受反饋信號(hào)、時(shí)刻判斷處理信息。根據(jù)功能的不同，控制器可以有很多種：1，工控機(jī)與運(yùn)動(dòng)控制卡的組合：運(yùn)動(dòng)控制卡借用計(jì)算機(jī)的資源，利用自身的運(yùn)動(dòng)控制功能實(shí)現(xiàn)控制。2，脫機(jī)運(yùn)動(dòng)控制卡：借用計(jì)算機(jī)編好程序，可將程序自我存儲(chǔ)，脫機(jī)運(yùn)行。3，PLC-借用計(jì)算機(jī)編好程序，可將程序自我存儲(chǔ)，脫機(jī)運(yùn)行。4，專用控制器。七，直角坐標(biāo)機(jī)器人的終端設(shè)備一一操作工具直角坐標(biāo)機(jī)器人的終端設(shè)備應(yīng)用途不同，可以裝配各種各樣的操作工具：如焊接機(jī)器人的終端操作工具是焊槍：碼垛機(jī)器人終端操作工具是抓手；涂膠（點(diǎn)膠）機(jī)器人終端操作工具是膠槍、檢測(cè)（監(jiān)測(cè)）機(jī)器人終端操作工具是相機(jī)或激光。有些工作復(fù)雜的工作，單一操作工具不能完成，需要安裝兩個(gè)或以上操作工具才可以。如對(duì)于非固定軌跡運(yùn)動(dòng)物體的抓取除需要機(jī)械抓手外，還需要一個(gè)相機(jī)，時(shí)刻跟蹤計(jì)算物體的空間位置主軸直接承受切削力，轉(zhuǎn)速范圍變化又較大。所以對(duì)主軸組件的主要性能提出如下要求：1） 回轉(zhuǎn)精度：是指主軸在無負(fù)荷的轉(zhuǎn)動(dòng)條件下，主軸前端工作部位的徑向和軸向跳動(dòng)值，回轉(zhuǎn)精度的測(cè)量一般分為靜態(tài)測(cè)量、動(dòng)態(tài)測(cè)量、間接測(cè)量。目前我國在生產(chǎn)中大都還是運(yùn)用傳統(tǒng)的靜態(tài)測(cè)量。2） 運(yùn)動(dòng)精度：是指工作狀態(tài)下的旋轉(zhuǎn)精度。這個(gè)精度通常與低速回轉(zhuǎn)精度有較大差別，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的旋轉(zhuǎn)精度取決于主軸的工作速度、軸承性能以及主軸本身的平衡性能。3） 剛度：是指在受外力時(shí)，主軸抵抗變形的能力。剛性不足在切削力的作用下，主軸將產(chǎn)生較大的彈性變形。不僅影響加工質(zhì)量，還會(huì)破壞軸承的正常工作條件、加快磨損。4）抗振性：是指切削加工時(shí)，主軸保持平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)而又不發(fā)生振動(dòng)的能力。是主軸及箱體受5）主軸溫升：主軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，溫升過高會(huì)引起兩方面的不良結(jié)果。是主軸及箱體受熱變八、、形直接影響加工精度；二是軸承的正常潤滑條件遭到破壞，影響軸承的正常工作，甚至出現(xiàn)“抱軸”。6）耐磨性：只有具備足夠的耐磨性，才能長期保持精度。因此主軸的關(guān)鍵部位（如主軸錐孔）要經(jīng)良好的表面熱處理。Q：我用SV控制卡控制伺服電機(jī)的時(shí)候，一打開伺服電機(jī)就飛轉(zhuǎn)。請(qǐng)問這是什么原因？A：電機(jī)飛轉(zhuǎn)可能主要有以下幾種原因：控制卡的編碼器方向設(shè)置錯(cuò)誤，形成正反饋控制，造成電機(jī)飛轉(zhuǎn)。解決方法：將編碼器A、B向反相。伺服電機(jī)的參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤，比如松下伺服電機(jī)的正方向設(shè)置為反向也會(huì)造成電機(jī)飛轉(zhuǎn)。解決方法：將驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)方向參數(shù)做修改。Q：在Windows下使用ISA總線的控制卡時(shí)，在開始進(jìn)入演示程序時(shí)，系統(tǒng)總是提示控制卡打開失敗，請(qǐng)問是什么原因？A：這說明控制卡和計(jì)算機(jī)之間的通訊沒有建立起來，造成這樣的情況可能有以下幾方面的原因：如果你沒有安裝ISA、PCI卡的驅(qū)動(dòng)程序，你首先安裝驅(qū)動(dòng)程序。首先應(yīng)該把電腦關(guān)掉，檢查控制卡與ISA（PCI）插槽之間的接觸是否良好。檢查控制卡的跳線是否正確，JP1的跳線一般選用默認(rèn)的地址（0X300）在DEMO目錄下有GTCmd.ini配置文件，需要對(duì)板卡做相應(yīng)的設(shè)置。如果上述方法執(zhí)行之后，板卡仍然不能工作，聯(lián)系固高科技公司的技術(shù)服務(wù)部門咨詢Q：我在安裝PCI總線的控制卡時(shí)，系統(tǒng)提示我找不到該設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，請(qǐng)問這是什么原因？A：請(qǐng)嘗試更換插槽、清潔金手指或更換計(jì)算機(jī)后使用。Q：我在Windows2000下使用PCI控制卡時(shí)，驅(qū)動(dòng)程序安裝成功，板卡使用正常，但是當(dāng)我重新開機(jī)時(shí)，進(jìn)入演示程序時(shí)，系統(tǒng)提示沒有此PCI設(shè)備，PCI設(shè)備打開失敗。請(qǐng)問這是什么原因？A：這種現(xiàn)象說明PCI控制雖然可以使用，但是運(yùn)行不穩(wěn)定，出現(xiàn)這種情況，應(yīng)該檢查Windows設(shè)備管理器，查看PCI控制卡的資源與其它PCI卡的資源，查看它們的中斷號(hào)是否有一樣的情況，如果有就應(yīng)該更換PCI插槽，直到PCI卡之間的中斷不一樣為止Q：我使用的是步進(jìn)控制卡，控制步進(jìn)電機(jī)，但無論發(fā)正向運(yùn)動(dòng)指令還是反向指令電機(jī)都是朝一個(gè)方向走，請(qǐng)問這是什么原因？A：運(yùn)動(dòng)控制器控制步進(jìn)電機(jī)有兩種控制模式，一種是正負(fù)脈沖控制模式，一種是脈沖加方向模式，所以電機(jī)只朝一個(gè)方向走可能是控制方式設(shè)置錯(cuò)誤，造成。請(qǐng)換另一種控制方式試一下。Q：為什么在運(yùn)動(dòng)過程中讀取狀態(tài)值、位置值不準(zhǔn)確，與實(shí)際狀態(tài)、位置不符合。我使用的是PCI卡，Windows系統(tǒng)。A：為在Windows下實(shí)現(xiàn)對(duì)中斷的管理，我們?cè)隍?qū)動(dòng)中做了中斷處理程序。在中斷產(chǎn)生，應(yīng)用程序未對(duì)中斷處理時(shí)，驅(qū)動(dòng)程序自動(dòng)將中斷產(chǎn)生軸設(shè)置為當(dāng)前軸，并清除中斷標(biāo)識(shí)。所以在PCI卡的初始化中，應(yīng)按照說明書初始化的說明，將各個(gè)軸的中斷屏蔽字設(shè)置為0。Q：在發(fā)出速度、加速度、位置值后，位置值直接跳到目標(biāo)值。速度設(shè)置為100Pulse/ST，位置值為1000脈沖。A：速度值比較大，位置值比較小。以上述數(shù)據(jù)為例只需十幾個(gè)控制周期就可以到達(dá)位置。我們卡的速度、加速度的單位是脈沖每控制周期，默認(rèn)的控制周期為200微妙（或400微妙），在設(shè)置參數(shù)前，需要參考說明書注意并計(jì)算速度和加速度值。Q：在板卡使用中發(fā)現(xiàn)端子板的LED不亮了，請(qǐng)問是什么問題？A：卡的保險(xiǎn)電阻燒了。在產(chǎn)品包裝中備有兩個(gè)保險(xiǎn)電阻，可以直接更換。在使用中注意不要帶電插拔控制器和端子板。另外亦可自己購買保險(xiǎn)電阻，型號(hào)為2A，靜態(tài)電阻＜1。Q：我使用GT-400-SG卡，我的驅(qū)動(dòng)器沒有驅(qū)動(dòng)報(bào)警信號(hào)，是否可以不接(懸空)？A：可以，但需將端子板的CN5(CN6,CN7,CN8)Pin1和Pin2腳短接。Q：我使用GT-400-SG-PCI-S卡，運(yùn)行DEMO程序時(shí)，顯示“設(shè)備打開失敗”，是什么問題？A：打開DEMO目錄下的GTCmd.ini配置文件，將基地址做如下設(shè)置Address=65535后，保存文件，再運(yùn)行DEMO。Q：我使用GT系列運(yùn)動(dòng)控制器控制步進(jìn)電機(jī)，在進(jìn)行多段直線或圓弧連續(xù)插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)臺(tái)出現(xiàn)震動(dòng)，加工軌跡有抖動(dòng)現(xiàn)象，尤其在兩段軌跡的連接處。A：這是由步進(jìn)電機(jī)的特性引起的，在短時(shí)間內(nèi)速度有較大變化時(shí)，步進(jìn)電機(jī)會(huì)丟步，堵轉(zhuǎn)。針對(duì)這種情況，運(yùn)動(dòng)控制器有專門的處理措施。用戶只需在初始化程序中加入GT_SetAccLmt()函數(shù)。調(diào)整加速度極限的設(shè)置，就可以解決上述問題。Q：我使用的是PC104總線運(yùn)動(dòng)控制器，開發(fā)時(shí)我們是在ISA總線下設(shè)計(jì)調(diào)試的，運(yùn)行正常，沒有任何問題?？墒菗Q到PC104總線下，一上電，電機(jī)就開始運(yùn)動(dòng)，不能停止。請(qǐng)問是什么問題？A：請(qǐng)檢查運(yùn)動(dòng)控制器的CN5是否正常連接并供電。Q：在緩沖區(qū)命令中，GT_SetSynVel(),GT_SetSynAcc()是否占用段號(hào)？A：不占用。緩沖區(qū)命令只有直線、圓弧插補(bǔ)占用段號(hào)。Q：我在Windows下使用多線程編程，為什么有時(shí)從運(yùn)動(dòng)控制器讀取的數(shù)值是錯(cuò)誤的？A：在使用多線程編程時(shí)，注意：不能同時(shí)對(duì)板卡發(fā)送命令°GT系列運(yùn)動(dòng)控制器是單線程的，對(duì)于同時(shí)對(duì)運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)送的兩個(gè)或更多命令，會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。Q：我使用GT卡，單端接入光柵尺信號(hào)，在實(shí)驗(yàn)室工作正常，可是在現(xiàn)場(chǎng)卻出現(xiàn)：電機(jī)不動(dòng)情況下，編碼器計(jì)數(shù)值緩慢變化的問題，如何解決？A：請(qǐng)檢查光柵尺的供電情況、接地情況以及屏蔽情況。Q：我在將板卡插接到PC機(jī)PCI（或ISA）槽時(shí)，由于板卡上擋片過高，板卡金手指與插槽接觸不良，造成運(yùn)行時(shí)通訊異常，怎么辦？A：一般為機(jī)箱尺寸不標(biāo)準(zhǔn)引起，建議使用品牌計(jì)算機(jī)或工控機(jī)絕對(duì)型編碼器輸出的是多位數(shù)碼（格雷碼或純二進(jìn)制碼），并行輸出就是在接口上有多點(diǎn)高低電平輸出，以代表數(shù)碼的1或0，對(duì)于位數(shù)不高的絕對(duì)編碼器，一般就直接以此形式輸出數(shù)碼，可直接進(jìn)入PLC或上位機(jī)的I/O接口，輸出即時(shí)，連接簡單。但是并行輸出有如下問題：1。 必須是格雷碼，因?yàn)槿缡羌兌M(jìn)制碼，在數(shù)據(jù)刷新時(shí)可能有多位變化，讀數(shù)會(huì)在短時(shí)間里造成錯(cuò)碼。2。 所有接口必須確保連接好，因?yàn)槿缬袀€(gè)別連接不良點(diǎn)，該點(diǎn)電位始終是0，造成錯(cuò)碼而無法判斷。3。 傳輸距離不能遠(yuǎn)，一般在一兩米，對(duì)于復(fù)雜環(huán)境，最好有隔離。4。 對(duì)于位數(shù)較多，要許多芯電纜，并要確保連接優(yōu)良，由此帶來工程難度，同樣，對(duì)于編碼器，要同時(shí)有許多節(jié)點(diǎn)輸出，增加編碼器的故障損壞率。并行：時(shí)間上，數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)出；空間上，每個(gè)位數(shù)的數(shù)據(jù)各占用一根線纜。增量型編碼器輸出的通常是并行輸出。串行輸出：串行輸出就是通過約定，在時(shí)間上有先后的數(shù)據(jù)輸出，這種約定稱為通訊規(guī)約，其連接的物理形式有 RS232、RS422（TTL）、RS485等。串行輸出連接線少，傳輸距離遠(yuǎn)，對(duì)于編碼器的保護(hù)和可靠性就大大提高了，一般高位數(shù)的絕對(duì)編碼器都是用串行輸出的。由于絕對(duì)型編碼器的部分知名廠家在德國，所以串行輸出大部分是與德國的西門子配套的，如SSI同步串行輸出，總線型是PROFIBUS-DP的輸出等。串行輸出編碼器連接德國西門子的設(shè)備是比較容易的，但是連接非德國系的設(shè)備，接口就是問題。串行：時(shí)間上，數(shù)據(jù)按照約定，有先后；空間上，所有位數(shù)的數(shù)據(jù)都在一組線纜上（先后）發(fā)出。決定質(zhì)點(diǎn)空間位置需要三個(gè)坐標(biāo)，決定剛體空間位置需要六個(gè)坐標(biāo)。一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)可以控制的坐標(biāo)的個(gè)數(shù)稱做該運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的軸數(shù)。一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)可以同時(shí)控制運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)的個(gè)數(shù)稱做該運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)可聯(lián)動(dòng)的軸數(shù)。聯(lián)動(dòng)各軸的運(yùn)動(dòng)軌跡具有一定的函數(shù)關(guān)系，例如直線，園弧，拋物線，正弦曲線。直接計(jì)算得出運(yùn)動(dòng)軌跡的坐標(biāo)值往往要用到乘除法，高次方，無理函數(shù)，超越函數(shù)，會(huì)占用很多的CPU時(shí)間。為了實(shí)時(shí)快速控制運(yùn)動(dòng)軌跡，往往預(yù)先對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行直線和圓弧擬合，擬合后的運(yùn)動(dòng)軌跡僅由直線段和圓弧段所組成，而計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，每一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡跟據(jù)前一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通過插補(bǔ)運(yùn)算得到，這樣就把計(jì)算簡化為增量減量移位和加減法。實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)的直線插補(bǔ)并不困難，圓弧插補(bǔ)一般為兩軸聯(lián)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)運(yùn)算可以有多種算法，例如"DDA算法”，”逐點(diǎn)比較法”，"正負(fù)法”，”最小偏差法（Bresenham算法）"等，其中最小偏差法具有最小的偏差和較快的運(yùn)行速度。滾珠絲杠副的特性）高效性 滾珠絲杠的機(jī)械傳動(dòng)效率高達(dá)98%且比梯形絲杠需要更少的驅(qū)動(dòng)力。）高精度 通?，F(xiàn)貨提供的滾珠絲杠精度50um/300mm和23um/300mm;也可提18um/300mm12um/300mm的滾珠絲杠副。預(yù)緊的螺母單元有很高的重復(fù)定位精度。）高速度在理想的運(yùn)行狀態(tài)下允許最高轉(zhuǎn)速3000rpm;其高速性相應(yīng)縮短了工作周期。）安裝方式可隨意選擇安裝滾珠絲杠副位置，當(dāng)應(yīng)考慮由外部導(dǎo)軌承受所有徑向力。（注意:滾珠絲杠不能承受任何徑向力。））低摩擦性由于滾珠絲杠螺母與滾珠之間均為點(diǎn)接觸，且均經(jīng)過硬化熱處理，所以其摩擦系數(shù)極小，因而大大提高使用壽命。數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)是根據(jù)用戶程序的進(jìn)給速度，將給定輪廓曲線分割為每一插補(bǔ)周期的進(jìn)給段，即輪廓步長。每一個(gè)插補(bǔ)周期執(zhí)行一次插補(bǔ)運(yùn)算，計(jì)算出下一個(gè)插補(bǔ)點(diǎn)坐標(biāo)，從而計(jì)算出下一個(gè)周期各個(gè)坐標(biāo)的進(jìn)給量，進(jìn)而得出下一插補(bǔ)點(diǎn)的指令位置。與基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)法不同的是，計(jì)算出來的不是進(jìn)給脈沖而是用二進(jìn)制表示的進(jìn)給量，也就是在下一插補(bǔ)周期中，輪廓曲線上的進(jìn)給段在各坐標(biāo)軸上的分矢大小，計(jì)算機(jī)定時(shí)對(duì)坐標(biāo)的實(shí)際位置進(jìn)行采樣，采樣數(shù)據(jù)與指令位置進(jìn)行比較，得出位置誤差，再根據(jù)位置誤差對(duì)伺服系統(tǒng)進(jìn)行控制，達(dá)到消除誤差使實(shí)際位置跟隨指令位置的目的。數(shù)據(jù)采樣法的插補(bǔ)周期可以等于采樣周期也可以是采樣周期的整數(shù)倍；對(duì)于直線插補(bǔ)，動(dòng)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)的直線段與給定直線重合，對(duì)于圓弧插補(bǔ)，動(dòng)點(diǎn)在一個(gè)插補(bǔ)周期運(yùn)動(dòng)的直線段以弦線逼近圓弧。數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)主要有：時(shí)間分割法、擴(kuò)展DDA法、雙DDA法等等。4.1數(shù)字積分插補(bǔ)數(shù)字積分插補(bǔ)是脈沖增量插補(bǔ)的一種。下面將首先闡述一下脈沖增量插補(bǔ)的工作原理。4.1.1脈沖增量插補(bǔ)脈沖增量插補(bǔ)是行程標(biāo)量插補(bǔ)，每次插補(bǔ)結(jié)束產(chǎn)生一個(gè)行程增