什么是直線驅(qū)動(dòng)，應(yīng)用背景又是怎樣的，1分鐘帶你看懂

文章來(lái)源：東莞希思克傳動(dòng)科技有限公司    發(fā)布日期：2020-4-16    瀏覽：1426次

直線驅(qū)動(dòng)是指直接驅(qū)動(dòng)，是新型的點(diǎn)擊直接和運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部分結(jié)合，即電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)，沒有中間的機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，相對(duì)常規(guī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)它使控制環(huán)可獲得極高增益，其反饋亦是檢測(cè)最終的位置避免了傳動(dòng)環(huán)節(jié)的耦合誤差和擾動(dòng)，具有靜態(tài)精度高動(dòng)態(tài)性能好的優(yōu)勢(shì)。直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是摩擦小、維護(hù)工作量小和生產(chǎn)效率高。

典型的直接驅(qū)動(dòng)急速的應(yīng)用包括，以直線電機(jī)為核心驅(qū)動(dòng)元件的直線運(yùn)動(dòng)部件和一力矩電機(jī)為核心包括驅(qū)動(dòng)部分和位置反饋（感知）部分，驅(qū)動(dòng)部分/執(zhí)行部分包括動(dòng)子、定子、線圈等，位置反饋感知部分包括磁柵、光柵、容柵等，結(jié)構(gòu)可以是線性測(cè)量的，也可以是角度測(cè)量的。

一個(gè)完整的直驅(qū)部件，包括執(zhí)行部分（線圈、磁鋼、壓電瓷片）、位置反饋部分和驅(qū)動(dòng)部分（驅(qū)動(dòng)器），首先需要了解伺服驅(qū)動(dòng)如何使用位置反饋數(shù)據(jù)。

在伺服驅(qū)動(dòng)器里（直線電機(jī)或普通的伺服電機(jī)），光柵尺數(shù)據(jù)分別去往電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)3個(gè)部分，在電流環(huán)里編碼器數(shù)據(jù)被用來(lái)確認(rèn)動(dòng)子和定子的相對(duì)位置確認(rèn)磁場(chǎng)施加的正確位置，通常電流環(huán)的PWM發(fā)生器是10位的，因此只要保證在一個(gè)磁截距內(nèi)有10位分辨即可，通常的直線電機(jī)磁截距20毫米以上，因此電流環(huán)只要滿足在20毫米的范圍內(nèi)能夠有10位能夠有效分辨就好，折合電流環(huán)需要的分辨率就好，折合電流環(huán)需要的分辨率約20000/1000=20微米，保守下10微米就夠了。在速度環(huán)中，編碼器數(shù)據(jù)用來(lái)確認(rèn)當(dāng)前動(dòng)定子的相對(duì)速度，通常電流環(huán)頻率是每秒10K次或更低，速度環(huán)是電流環(huán)的四分之一（2.5K）或一半（5K），在每次速度閉環(huán)中必需保證能夠有效的得到足夠多的數(shù)據(jù)（至少能夠得到1個(gè)數(shù)據(jù)）才能保證速度環(huán)的PI輸出是穩(wěn)定的，以2.5K的速度環(huán)為例，每次閉環(huán)時(shí)間是400微秒，在400微秒必須至少得到1個(gè)光柵數(shù)據(jù)才能保證PI輸出是穩(wěn)定的，如果用1微米的分辨率，那么最低速度是2.5mm/s,低于這個(gè)速度將導(dǎo)致運(yùn)行的不平順（電流環(huán)比例積分波動(dòng)巨大），這是極限情況，通常速度環(huán)周期需要更多的脈沖來(lái)滿足速度的平順度。

通常需要直線電機(jī)最終的定位精度是微米級(jí)，因此位置環(huán)一般微米極就夠了，通常位置環(huán)的需要的分辨率是需要的重復(fù)定位精度的2一5倍，如果重復(fù)是2微米，那么位置環(huán)的光柵尺分辨率要1微米或0.5微米。對(duì)于只需要最終定位的應(yīng)用場(chǎng)合，不考慮中間的運(yùn)行平穩(wěn)情況（機(jī)器人抓取、送料等），那么可以選擇光柵尺的分辨率低些，只保證位置環(huán)定位就好；對(duì)于需要中間狀態(tài)也很平稔的場(chǎng)合（機(jī)床加工、3D打印、線切割），就需要很高的分辨率，保證刀具的壽命，加工的表面效果。

常見的位置傳感器包括磁柵尺、光柵尺等，如何選在在區(qū)部件的應(yīng)用需要結(jié)合其自身的特點(diǎn)。

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