并聯運動精确定位系統

使用六足位移台和SpaceFAB運動的六個軸

  • 六足位移台适用于在所有六個自由度(即三條線性軸和三條旋轉軸)實現負載的移動和精準定位、及校準和定位。六足位移台具有并聯結構,即六個驅動器共同作用于單一移動平台。
  • 單個驅動器的長度可變,允許系統在全部六個自由度内移動。這種特别的六足位移台設計優化了整體系統剛度,并允許最大的中央通光孔徑。
  • 基于其設計,六足位移台可在任何空間方向負載幾公斤至幾百公斤,甚至數噸的重量,即獨立的安裝方向和高精度。

工作原理

電機和驅動

PI六足位移台基于>>壓電>>機電驅動器,比出自飛行或駕駛仿真器中的液壓六足位移台要精确得多。精密絲杠驅動器或磁性或基于壓電的線性電機被運用其中。大部分系統都可自鎖。直接驅動六足位移台可确保更高速度;無刷電機(BLDC)特别适用于工業用途。 應用決定驅動器技術:帶壓電>>PiezoWalk®步進驅動器的六足位移台适用于高真空應用,也能在超強磁場中進行操作。

對于特别高精度、低線性的位移和角度, >>可使用柔性鉸鍊接頭 。它們應用起來無摩擦、自由度高且無需潤滑油。

接頭

用于精密定位的六足位移台通常配備帶兩條正交軸的萬向接頭,這是自由度和結構剛性的最佳組合。球窩接頭可通過相對比較簡單的設計提供更多的自由度。然而,在承受外部載荷和轉矩時,整體剛性和精度可能受到損害。此時建議采取補償預加載,但這需要輸出力大的驅動器,如>>NEXLINE®壓電電機驅動器。

工作區

六足位移台從任何給定位置可移動和旋轉的全部空間被稱為工作區;它根據使用坐标系的原點給出。工作區可通過外部因素限制,例如障礙或尺寸,以及負載的位置。

PI提供模拟工作區且可以檢查與環境中的對象最終碰撞的>>軟件工具

先進的運動控制

單個六足位移台的驅動不一定指向運動方向,這就是強大的控制器能夠實時處理所需坐标變換的原因。

PI使用先進的數字控制器和用戶友好的軟件。所有運動指令都指定在直角坐标系中,且所有至單獨驅動器的轉換都發生在控制器内部。

六足位移台的一個重要屬性是可自由定義支點。可以在空間内任意點旋轉開辟了新的應用可能性,且六足位移平台能夠被集成在整個過程中。

SpaceFAB

SpaceFAB是具有固定支撐腿長度的替代并聯搭建。六個自由度通過移動兩個或更多軸内的被動支撐腿實現。在 SpaceFAB中,線性階段的XY軸移動單個支撐腿。

六足位移台SpaceFAB
Design作用于移動平台的具有可變長度的6個支撐腿或移動街頭平行作用于移動平台的3個XY平面
Geometry緊湊的表面較低的高度
平面上的線性運動範圍Limited通過選擇XY平面變得靈活
線性垂直運動範圍受限
旋轉運動範圍允許圍繞X和Y軸的大範圍傾斜受限
剛度高垂直剛度X軸和Y軸上的高剛度

特點

在串行堆疊系統中,最低軸不僅移動大部分的有效負載,同時也移動所有其他下方驅動器。

并聯運動串行堆疊設計
尺寸緊湊搭建較高的搭建,需要穩定的基礎
移動質量平台加負載每個平台負載頂部的加上負載部分,需要進行相應的設計。
動力學/剛度由于較低移動質量,對所有移動軸來說都較高動态軸應盡可能遠離頂部
精度所有移動軸相同從"底部"到"頂部"的誤差,由于搭建較高,高度平行誤差較大
電纜管理沒有移動的電纜,不影響精度需求
指令PI運動控制器可用于保存直角坐标系的指令;它們将這些指令轉換為單個支撐腿的運動直角坐标系,分别為每一個軸
樞軸點空間中的任何一點都可以通過PI軟件選擇通過選擇幾何平面确定
工作區通常受限通過選擇幾何平面确定

六足位移台應用于自動化:易于集成的控制和接口

帶加加速度限制的精密路徑控制

六足位移台控制器使得基于複雜軌迹和規定速度及加速度的運動成為可能。諸如此類的例子:>>機械工程中的六足位移台 可以移動一個加加速度控制的工件或工具,且在加工過程中具有很高的精度,不會造成機械系統的振動。
 

用戶自定義坐标系統

為了使運動軌迹完全滿足應用需求,可以定義不同的坐标系,例如用來指示工件或工具的位置。這為工業自動化以及光線對準中的應用提供了有利條件。
 

接口

EtherCAT接口:标準化>>現場總線接口保證了與母PLC或CNC控制的簡便連接,使六足位移台能與同一自動化生産線中的其他部件同步工作。

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下載

樣本

并聯運動精确定位系統

版本/日期
TEC73 2017-10
文件語言 English
pdf - 407 KB
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