新型大尺寸TFT_LCD玻璃研磨机的研制

摘 要 本文对中大尺寸 液晶玻璃研磨机的软硬件控制系统实现的关键技术进行深入的比 较和剖析，最终选择了合适的方案构建了机台,并对研制的机台效果加以了验证。 本文首先从研磨机的工作原理入手，结合研磨工艺，合理的选用了基于视觉的工控机硬件控制系统。然后在以工控机 为基础的开发平台上，采用了面向对象开发的工控机的信息处理能力和控制卡的运动控制能力有机的结合到一起，充分发挥各自优势 ，增强了程序的可读性、可靠性和可维护性。同时根据实际工程的需要，采用了 机器视觉的自动对位系统，并给出了具体的标定方法和操作流程。程序方面则利 用二次曲线的拟合技术，设定了最优的研磨路线，实现了玻璃研磨机的上研磨头 与下研磨盘之间的联动，保证了研磨后产品的表面平坦度与粗糙度。为了验证定 位与拟合算法的性能和效果，文中对机台系统进行了实验验证，实验结果表明，在清洁异物和划痕修补方面,该系统都达到了预期目标。 通过本项目研究，成功研制开发出了国内首台适用于 补了我国中大尺寸论文最后，对整个论文的工作进行了总结，并指出进一步研究探索的方向。 关键词：玻璃研磨 视觉定位 二次曲线拟合 he is on of is of on of of of of to At to a of to of by of 录 目 录 第一章 绪论 . . 1 述 . 1 内外 技术对比 . . 2 文研究的内容及章节安排 . 3 第二章 璃研磨机工作原理及结构 . 5 . 5 璃研 磨原理及工艺介绍 . 8 艺参数对玻璃研磨的影响 . 8 磨工艺参数分析 . 9 璃研磨机的结构组成 . 11 机外型 . . 11 要 部件结构、功能及工作原理 . 12 章小节 . . 13 第三章 控制 系统硬件设计 . . 15 制系 统任务 . . 15 台控制系统概述 . 15 器 性能要求及指标 . 1 5 器 硬件设计主要任务 . 16 制系 统电气硬件设计 . . 16 体设计 . . 16 件选型及参数 . 17 器视 觉系统设计 . . 22 器视觉的概念 . 22 器视觉的工作原理及基本组成 . 23 器视觉的设计要点 . 24 器视觉方案 . 32 靠性设计 . 33 章小节 . . 38 第四章 控制 系统软件设计 . . 39 件系 统组成 . . 39 件结构功能 . 39 机交互界面设计 . 39 件流 程控制 . . 42 新型大尺寸 璃研磨机的研制 始化控制 . 42 动运行控制 . 43 磨轨迹的曲线拟合 . 45 学模型 . . 45 法解释及结果分析 . 46 觉系统坐标标定与计算方法 . 47 定的概念 . . 47 定分类 . . 47 定坐标系和标定方法 . 50 璃研磨机坐标系的标定转换 . 53 位测量分析 . 57 磨测量分析 . 62 章小节 . 64 第五章 结论与展望 . 65 文总结 . . 65 望 . . 65 致谢 . 67 参考文献 . 69 在读期间的研究成果 . 71 第一章 绪论 1 第一章 绪论 本章首先介绍薄膜晶体管型液晶显示器(功能特点及行业发展现状。而在薄膜晶体管型液晶显示器发展过程中，专用工艺设备起到了关键作用。结合目前行业发展状况，可以看出大尺寸的晶显示器( 简称。液晶显示器的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆 状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。 薄膜晶体管型液晶显示器，是有源矩阵类型液晶显示器(的一种，是目前唯一在亮度、对比度、功耗、寿命、体积和重量等综合性能上全面赶上和超过具有性能优良、大规模生产特性好，自动化程度高，原材料成本低廉，发展空间广阔的特点，以成为目前市场上的主流产品。随着科学技术的进步和信息技术的迅猛发展，具有质量轻，图像细腻、清晰，色彩丰富、自然、逼真等优点的薄膜晶体管型液晶显示器(即逐渐取代传统的阴极射线管(示器，已成为平板显示器的主流。 纵观液晶产业经历了 及最新发展方向 晶半导体投影技术）的发展历程。在该产业的发展过程中专用工艺设备起到了关键作用，可以说没有先进的工艺设备就没有今天液晶产业的大发展，而工序的生产设备都具有通用性的特点。随着液晶显示器件生产工艺的不断发展，玻璃的尺寸逐步加大。目前先进的第 8 代线，玻璃尺寸已达 2200mm x 2400生产线的玻璃尺寸也达到 730mm x 920国产配套的玻璃研磨设备，却大都以600600本项目就是在此环境下应运而生的,它研究的四代线以上中大尺寸在璃表面会有异物附着，因此前后制成中都需要清洁；同时在后续生产时，也需要对玻璃表面一些细小的划痕进行研磨修补，因此玻璃研磨机在于中大尺寸的统的研磨机已经无法适用，因此需要一种针对中大尺寸玻璃基板的新型研磨机。我们基于视觉自动对位系统成功的开发出了专门针对大中尺寸的整机性能达到国外同类产品水平，可完全 新型大尺寸 璃研磨机的研制 2替代进口同类型产品。 内外技术现状对比 板制造工艺的技术很大比例都被固化到了 造设备中，从这个意义上说，设备的技术水平决定着面板的制造水平，可见设备在整个面板制造业中的地位。 据专注于全球 业的市场调研权威机构 统计，2004 年全球不同用途的大尺寸 场规模约为一亿三千七百万片，销售金额高达三百五十亿美金，其中三大主要应用市场：液晶显示器（ 、笔记本电脑（ 、液晶电视（ V）分别占到了 54%、 34%和 市场份额。 2004 年全球 值更是达到 450 亿美元； 2005 年全年液晶电视（ V）出货量共计 2000之巨，手机产品的总销售额约为 1100 亿美元； 2006 年第一季度全球 视的出货量为 740 万台，比去年同期大幅增长 135%，产值达到 88 亿美元，比去年同期增长 114%， 2006 年全球 板显示 ) 产业规模预计将为 572 亿美元，在 占首位的 接近 500 亿美元，市场的成长及想象空间都十分巨大。 作为世界最大的面板需求市场，我国 产线投资增长很快,2010 年前我国总的前，我国的业链的重构和整合时期。在信息产业“十一五”发展规划中，平板显示产业成为要重点发展的核心基础产业，是具有强烈的产业链带动效应的基础产业，并成立了产业专项，以期形成中国大陆在平板显示产业领域的群体突破和整体跨越。因此，我国用不失时机地切入业需求中，这是千载难逢的好机遇。 尽管我国的这些产业的建设，基本都是全套引进国外的技术，国内的大部分的生产设备还是依赖进口，尤其是前制程设备涉足还很少，这不仅要花费投资厂家大量的外汇资源，还不可能引进最先进的生产设备，而且作为工艺、技术载体且对行业的先进性起决定作用的生产设备长期受制于人，制约着行业的技术水平，影响着行业的成长。就我国过多年来的努力，我国大陆已能生产部分中一些企业已成为从另一方面分析，我国大陆日本、韩国及我国台湾地区相比还有一定差距，尤其是在核心技术方面。我国大陆目前一章 绪论 3 与局部配套的开步阶段，关键工艺技术与生产设备仍没有大量涉足，满足全部生产工艺过程的整条生产线制造配套与提供能力以及往中大尺寸生产制造设备扩展,还需要经过一个艰苦的努力过程。 目前国内较有影响的原风华公司、清华大学液晶工程公司、北京京城清达、深圳纬莹、深圳航通、深圳蜀丰、东莞中堂万亿达等。它们目前生产的设备只能小批量供应国内市场，无法形成规模生产，竞争力低下。因此，加强重大技术装备的研发力度，进而向行业提供先进的技术设备，才能改变效促进行业技术进步。 文研究的内容及章节安排 本论文研究的内容有研磨机的工作原理、结构以及控制系统的硬件和软件设计。 第一章介绍了 第二章论述了第三、四章则分别从机台的硬件系统和软件控制系统方面进行了详细的探讨。本机采用了“工控机开放式系统”的控制 方式，将工控机的信息处理能力和控制卡的运动控制能力有机的结合到一起，提出了基于机器视觉的自动研磨对位系统，充分发挥各自优势，搭建了合理的研磨机控制系统的硬件和软件平台。 该平台采用面向对象开发的 强了程序的可读性、可靠性和可维护性,实现了玻璃研磨机的上研磨头与下研磨盘之间的联动，同时采用了机器视觉自动定位系统，大大提高了系统的研磨精度,同时保证了研磨后产品的表面平坦度与粗糙度。在先进的开发平台上 ，结合液晶玻璃研磨工艺，对图像采集卡进行二次开发，设计定位算法，同时利 用二次曲线的拟合技术，设定了最优的研磨路线，并验证了定位与拟合算法的性能和效果。 第五章对本文做出总结，并对今后的产品升级及技术创新提出了期望。 新型大尺寸 璃研磨机的研制 4 第二章 璃研磨机工作原理及结构 5 第二章 璃研磨机工作原理及结构 造工艺流程简介 为了便于介绍 璃研磨工艺，本文首先对 基本工艺流程作一简单介绍。 液晶显示器品种很多，生产工艺也有所不同。同之处就是加入了诸如半导体制造工艺的 关矩阵制造工艺过程5。基本的1. 前段工位 璃的投入（ 玻璃清洗与干燥（涂光刻胶（前烘烤（曝光（显影（蚀刻（ 去膜（ 图检（研磨清洗（布（烤（ 固化（清洗（ 涂取向剂（固化（ 清洗 （丝网印刷 （ 烘烤 （ 喷衬垫料 （ 对位压合 （ 固化 （。 2. 后段工位 研磨 （ Y 轴裂片 （ 灌注液晶 （ 封口（X 轴裂片（ 磨边 一次清洗（再定向（光台目检（ 电测图形检验（二次研磨清洗（ 特殊制程（背印（ 干墨（ 贴片（ 热压（ 成检外观检判（上引线（ 终检（包装（ 入库（。 其主要工艺过程功能如下： 1）形的蚀刻（璃的投入到图检完成） 璃的投入：根据产品的要求，选择合适的 璃装入传递篮具中，要求璃的规格型号符合产品要求，切记面一定要向上插入篮具中。 玻璃的清洗与干燥：将清洗剂以及去离子水（）等洗净璃，并用 新型大尺寸 璃研磨机的研制 6物理或者化学的方法将 面的杂质和油污洗净，然后把水除去并干燥，保证下道工艺的加工质量。 涂光刻胶：在璃的导电层面上均匀涂上一层光刻胶，涂过光刻胶的玻璃要在一定的温度下作预处理，图 光刻胶 前烘：在一定的温度下将涂有光刻胶的玻 璃烘烤一段时间，以使光刻胶中的溶剂挥发，增加与玻璃表面的粘附性。 曝光：用紫外光（过预先制作好的 电极图形掩模版照射光刻胶表面，使被照光刻胶层发生反应，在涂有光刻胶 的玻璃上覆盖光刻掩模版在紫外灯下对光刻胶进行选择性曝光，图 光 显影：用显影液处理玻璃表面，将经过光 照分解的光刻胶层除去，保留未曝光部分的光刻胶层，用化学方法使受照射部分的光刻胶溶于显影液中，显影后的玻璃要经过一定的温度的坚膜处理，影 坚膜：将玻璃再经过一次高温处理，使光刻胶更加坚固。 刻蚀：用适当的酸刻液将无光刻胶覆盖的 蚀掉，这样就得到了所需要的极图形， 第二章 璃研磨机工作原理及结构 7 蚀 注：璃为（ 导电玻璃，此易与酸发生反应，而用于蚀刻掉多余的而得到相应的拉线电极。 去膜：用高浓度的碱液（液）作脱膜液，将玻璃上余下的光刻胶剥离掉，从而使璃上形成与光刻掩模版完全一致的形（即按客户要求进行显示的部分拉线蚀刻完成） ，膜 研磨清洗：用高纯水冲洗余下的碱液，用 研磨法去除残留的光刻胶以及其它的杂质并干燥。 2）特殊制程（的涂布到固化后清洗） 一般的品不要求此步骤，的涂布工艺是在光刻工艺之后再做一次 此把刻蚀区与非刻 蚀区之间的沟槽填平并把电极覆盖住，这既可以起到绝缘层的作用，又能有效的消除非显示状态下的电极底影，还有助于改善视角特性等等，因此大部分的高档次产品要求有布。 3）取向涂布（涂取向剂到清洗完成） 此步工艺为在蚀刻完成的璃表面涂覆取向层，并用特定的方法对限向层进行处理，以使液晶分子能够在取向层表面沿特定的方向取向（排列） ，此步骤是液晶显示器生产的特有技术。 涂取向剂：将有机高分子取向材料涂布在 玻璃的表面，即采用选择涂覆的方法，在 璃上的适当位置涂一层均匀的取向层，同时对取向层做固化处理（一般在显示区） 。 固化：通过高温处理使取向层固化。 取向摩擦：用绒布类材料以特定的方向摩 擦取向层表面，以使液晶分子将来能够沿着取向层的摩擦方向排列。如号摩擦取向：45 度。 清洗：取向摩擦后的玻璃上会留下绒布线 等污染物，需要采取特殊的清洗步骤来消除污染物。 4）空盒制作（丝网印刷到固化） 新型大尺寸 璃研磨机的研制 8此步工艺是把两片导电玻璃对叠，利用封接材料贴合起来并固化，制成间隙为特定厚度的玻璃盒。制盒技术是制造液晶显示器的最为关键的技术之一（必须严格控制液晶盒的间距） 。 丝印边框及银点：将封接材料（封框胶） 用丝网印刷的方法分别对上板印上边框胶和下板玻璃印上导电胶。 喷衬垫料：在下玻璃上均匀分布支撑材料 。将一定尺寸的衬垫料（一般为几个微米）均匀分散在玻璃表面，制盒时就 靠这些材料保证玻璃之间的间距即盒厚。 对位压合：按对位标记上与下玻璃对位粘 合，将对应的两片玻璃面对面用封接材料粘合起来。 固化：在高温下使封接材料固化。固化时一般在上下玻璃上加上一定的压力，以使液晶盒间距厚度保持均匀。 璃研磨原理及工艺介绍 在制造用于液晶显示基板等的玻璃 基板时，玻璃表面会处于高温状态，浮游于环境中的玻璃粒子等异物(碎玻璃)极 易附着在它表面；如果再经过 34天的长时间放置，这些异物则会黏着于玻璃表面。而且，在制作液晶显示基板时，将液晶放进两玻璃 基板之间进行密封时使用的树脂封闭剂也会有附着于玻璃基板表面的情况 出现。此种黏着于玻璃表面的碎玻璃或树脂等异物，很难用流水、刷洗净 或超声波等方法加以除去。 除去玻璃基板表面异物的方法有使 用切削器的刀刃接触玻璃面后在玻璃面上移动， 但此方法在切削器的刀刃接触玻 璃面或在玻璃面上移动时，会有伤及玻璃表面的情况出现。同时 在后道工序贴附前，一些玻璃表面的细小划痕也需要修补。 针对如上的问题，我们发明了一种新型研磨机 型 璃研磨机可将附着于玻璃基板表面的异物不会 伤及玻璃地加以除去，并且不会引起异物的再附着，同时也可用于后道工 序中玻璃表面细小划痕的修补。其工作过程为需研磨的玻璃基板放置于下 研磨盘上，由贴附有研磨垫的上研磨头顺时针与逆时针转动，下研磨盘也 沿与研磨头相反方向运动。并且，研磨时可按设置自动供给研磨液。 磨后玻璃基板表面平坦度与粗糙度 ，是检验研磨效果的重要因素。 第二章 璃研磨机工作原理及结构 9 因为玻璃基板表面平坦度与粗糙度的 好坏将影响光通讯组件以及液晶显示装置的效能与品质，表面平坦度与粗 糙度不佳将会造成光的散射现象，使通过玻璃基板的光的强度降低，且会 使加工附着在玻璃基板表面的材质脱落，并发生变形及分布不均的现象。 在玻璃基板研磨时所造成的刮伤以及坑洞是造成平坦度与粗糙度不佳的重 要因素。为使研磨后的玻璃基板平坦度与粗糙度达到最优效果，下面就研 磨工艺参数做详细探讨。 机台研磨机构的研磨垫表面粗糙 度及上下研磨盘运动速度根据实际情况适当设定即可 ，但为求得最佳研磨参数，对于研磨垫表面粗糙度、研磨盘旋转速度及研磨盘运行轨迹做分析，得出最佳运行参数。 为研磨垫，可以使用有机高分子系的发泡体、 非发泡体以及无纺布状的研磨垫 ，例如第一研磨工序适合使用仿鹿皮的聚氨酯硬质垫，第二研磨工序及最终研磨工序适合使用仿鹿皮的聚氨酯软质垫。下面讨论研磨垫的粗糙度，将 以旋转速度为300果如下。 异物除去效果： :达成初期的目的，良好。 :虽未达成初期的目的，但是可看出效果。 :除去效果不充分。 玻璃表面的伤痕情况： :未发生伤痕，良好。 :虽未看到发生伤痕，但是量、大小均小。 :看到发生伤痕，对品质有影响。 表 磨垫粗糙度实验结果 新型大尺寸 璃研磨机的研制 可知研磨垫表面粗糙度如果为 1至10m，则可充分发挥异物的除去效果，同时可以避免玻璃表面的划痕。另一方面，可知当研磨垫的表面粗糙度小于1则无法充分除去附着于玻璃面的碎玻璃或树脂等异物，当大于有影响到玻璃面的品质的伤痕出现。 关于圆盘的旋转速度的试验 将安装表面粗糙度为 5m 的直径为 60圆盘的旋转速度设定在 30 至900有关异物除去效果与发生玻璃表面的伤痕进行与上述同样的评价。表 圆盘旋转速度旋转实验结果 综合地评价异物的除去效果与有无伤痕的发生状况，可知若为100至500可很好的除去异物，同时不会发生伤痕，较为理想。 、下研磨盘运动速度匹配 由于要使每片玻璃基板都能受到均匀研磨的工艺要求，因此当改变下研磨盘的运行速度时，上研磨盘的运行速度也要相应改变。若要均匀研磨，上研磨盘相对于玻璃基板按下图（线所划路径运动可得到最佳研磨效果。 旋转速度（物除去效果有无玻璃伤痕30 50 70 100 200 300 400 500 600 700 900 第二章 璃研磨机工作原理及结构 11 图 研磨盘相对基板路径及位置示意 璃研磨机的结构组成 机结构组成 气控制系统、视觉系统和软件系统等组成， 新型大尺寸 璃研磨机的研制 12图 璃研磨机 从机器各部分功能上，可简单把该机划分为三部分，玻璃研磨部分、图像自动对位部分和研磨液搅拌输送及回收部分。玻璃研磨部分是本机的核心，包括上研磨头、研磨头压力控制机构和前后进给机构，完成玻璃研磨功能。 机器图像对位部门包括含两镜头的成研磨前的玻璃自动对位以及工作中配合进给机构的选择运动。 研磨液搅拌回收部分则包括研磨液搅拌电机， 研磨液供给泵及废液回收机构。主要在研磨时根据设定，实现泵液的分时供给，及研磨后清洗的废液回收。 要部件结构、功能及工作原理 1）研磨机构 玻璃研磨部分的进给机构由直线导轨、伺服电机加滚珠丝杠组成，完成研磨时 Y 向的精密进给控制 ,总体结构如图 示。上研磨盘有交流电机带动，由变频器控制其运转速度。研磨头上下由气缸控制，压力由精密调压阀控制，精密调压。 第二章 璃研磨机工作原理及结构 13 图 磨机构部件 2） 向运动系统也是本机运动系统核心之一，包括两套独立的 X 向运动系统。它们分别是：左的的一轴的运动都是由导轨、丝杠、伺服电机、位置传感器等零部件组成。左右的采集和机器视觉定位。实现精确的研磨线轨迹控制，图 向运动部件 章小节 本章主要阐述了液晶显示器及其制造工艺流程和制造过程中的研磨原理，分析了研磨工艺对研磨良品率的影响，并介绍了 璃自动研磨机的结构组成及设计性能特点。 新型大尺寸 璃研磨机的研制 14 第三章 控制系统硬件设计 15 第三章 控制系统硬件设计 制系统任务 台控制系统功能概述 璃自动研磨机的主要功能就是完成对绕精确研磨，需要有精确的位置运动控制，包括平台进给的精确控制、研磨轨迹的精确控制、平台旋转角度的精密控制、像系统的精确运动控制、研磨压力的精确控制、研磨时间的精确控制，最终保证面板表面的洁净度、粗糙度及平整度的要求。而要保证玻璃基板研磨起始位置准确性，面板研磨前的定位尤为重要。在本机设计过程中，由于面板尺寸较大且放置后不易移动，因此不能采用手动辅助定位的方法；同时也为了提高定位的快速性、提高机器档次满足高端客户要求，所以采用了机器视觉辅助对位的方式。同时，玻璃研磨要有大量的数据支持，需将待研磨面板各基板分布的位置关系图数据、研磨工艺参数、对位关系数据等大量数据输入控制器，只有利用这些数据支持各运动机构做出合适运动与动作才能完成面板的研磨。 器性能要求及指标 工件尺寸： 1）研磨玻璃尺寸 50）工作台旋转角度 任意角度 3）玻璃 研磨运行参数： 1）研磨头最大行程 950）研磨头进给速度 (50500)mm）研磨头旋转速度 (0200)r）研磨压力 (01)）研磨平整度 5m 光学运行参数： 1）光学显微镜 ）光源 ）监视器 17英寸液晶显示器 新型大尺寸 璃研磨机的研制 164） 日立 ）两个摄像头间的距离 100306）进给速度 s 驱动机构： 1）研磨头旋转驱动 交流电机+变频器 2） 伺服电机 3）光学 伺服电机 4）台面旋转 转台电机 5）研磨头加压 气缸 6）工作压力调节 电气比例阀 7）伺服轴分辨率 冲 器硬件设计主要任务 结合研磨过程控制，本控制系统在硬件设计部分主要的任务是： 1）电气硬件设计 硬件设计主要包括工业用个人计算机 (C)的选择、运动控制卡的选择、I/、伺服系统的选择、气动元件的选择和其它辅材的选择。 2）视觉系统的设计 视觉系统设计主要包括工业相机的选择、工业镜头的选择、光源的选择、图像采集卡的选择和图像开发软件的选择。 制系统电气硬件设计 控制系统的设计主要根据用户需求，结合具体工艺自主开发，实现设备的自动控制，主要完成研磨数据转换、视觉自动定位、信号采集、数据处理、输出控制、运动控制等，电气硬件设计，是整个设备工作的重要环节。 设计的重点是在保证硬件控制合理性的基础上力求使用最小的配置，系统软件设计要保证功能的完善、可靠和用户操作简便等性能。 体设计 电气硬件系统主要包括工控机、运动控制卡、I/O 卡、伺服电机系统、电磁阀、传感器、图像采集和显示器等。硬件系统以工控机为平台，集成了运动控制 第三章 控制系统硬件设计 17 卡、研磨控制系统、图像采集卡、输入输出模块、显示器等。各轴运动控制以运动控制卡为基础，用动器驱动各轴电机运动实现精确的运动控制。 工控机是整个系统的控制中心，实现设备全过程控制，配以高性能运动控制卡和I/ 图 气硬件结构框图 件选型及参数 根据机器控制对象、要求和特点，并结合机器使用功效，我们作如下控制系统设计： 1）工控机(用研华的606 工业主机为控制中心， 算速度快，其性能特点如下： 机箱采用钢结构，有较高的防磁、防尘、防冲击的能力； 机箱内有专用底板，底板上有多个 机箱内有专门电源，电源有较强的抗干扰能力； 具有连续长时间工作能力； 采用便于安装的42）运动控制卡采用块) 一款基于 线、以 核心的运动控制卡,可控制多达四 新型大尺寸 璃研磨机的研制 18轴步进电机或数字式伺服电机。其产品性能特点如下： 四轴独立或同时运动每轴最大输出脉冲频率4 任意两轴至四轴直线插补功能，任意两轴圆弧插补功能； 常矢量速度连续插补功能，由上位机控制的位图插补功能； T/种脉冲输出类型:双脉冲或脉冲/方向； 两种编码器输入脉冲类型:A/轴编码器输入脉冲频率最大1 位置管理和软件限位开关功能，板卡号一电脑最多可插12块卡； 运动中可光滑改变速度和目标位置，支持手轮和 四轴可同时起动功能，可编程中断源； 功能强大的5/98/000； 最多可达16进16出I/O 可用C/C+ 3）伺服电机 与控制卡相匹配的伺服选用松下作为除平台旋转以外其它六轴的运动控制系统，该伺服电机只具有位置环伺服运动特性，是一款经济性但位置运动功能完善、运动稳定，增益调整、转矩特性等控制特性完善。是一款用于位置控制的很好的伺服系统。本系统具有高性能的实时自动增益调整功能，能够根据负载惯量的变化，与自适应器滤波器配合，从低刚性到高刚性自动的进行调整；具有高速度、高响应特性，速度响应频率最高可达1有高性能的机械适应性，无论是易振动的传送带驱动机构，还是高刚性的丝杠传动机构，都可以利用系统自动调整功能实现高速精确定位；通过内置的振动抑制滤波器和自适应滤波器，能够有效的降低系统振动，控制由于机械不稳定以及共振频率变化而产生的噪音。 在本机中应用了4套该系列的伺服系统，伺服需要电子齿轮比等参数以配合运动控制卡。下面以镜头控制器所需脉冲频率的计算 ：运动速度（mm/s） ，本机设计最高为500mm/s。 0 ：每脉冲对应的进给量（） ， 根据公式计算： 500/001.0/（3则控制器所发最高脉冲频率为： P 500 第三章 控制系统硬件设计 19 控制主要参数的设置有：控制方式选择（、驱动禁止输入无效（、指令脉冲输入方式选择（、指令脉冲禁止输入无效（、第1指令分倍频分子（、指令分倍频分母（电子齿轮比数值等。 其中，电子齿轮比数值的计算： 珠丝杠进给量（，即滚珠丝杠节距，本机为15n：减速比 1n； 服电机编码器分辨率 10000 S：电机每转对应的进给量（）S=15则电子齿轮比为： 电子齿轮比 （3或电子齿轮比数值为： 子齿轮比 （3这样，第1 指令分倍频分子（指令分倍频分母（，设置为电子齿轮比即可，我们设置000，500。 主要参数设置好后，控制系统即可实现运动。为保证伺服电机按照指令运动的平稳可靠，电机动作不仅不能延迟、有误，而且还需要进行增益调整。增益调整的方式主要有自动调整和手动调整两种方式。自动调整又可分为常规自动增益调整和实时自动增益调整。在本机运动控制中，采用实时自动增益调整，由于采用是滚珠丝杠直接传动机构，因此，将自动增益调整机器刚性（置为4，这样，经实时自动增益调整后，第一位置环增益（ 112，使得位置控制响应曲线更优，定