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标题: 精密旋转台设计、控制方案求助 [打印本页]

作者: 计算机视觉 时间: 2014-10-23 15:07
标题: 精密旋转台设计、控制方案求助
本人是新人，之前专做软件的，不太熟悉机械电子设计，现在要做一个精密的旋转台，是做拍摄用的，大概就是转台转到一个角度，相机就要拍张照片，基本的要求如下。

1. 计算机控制转台，最起码控制启动和停止，因为拍照的时候不能转台还在动，电脑必须知道电机的状态，知道精确转角更好。
2. 转台精度要在0.01度左右，转速要在5分钟每圈左右，转速相当慢，要求转台启动停止速度曲线平稳，不能有震动，因为承载物体比较脆弱，很容易受震动影响。
3. 最大承载小于10Kg，多数在5kg左右。
4. 成本最好在3000以内。

之前我用步进电机和简单驱动器、方控器、开关电源做过一个直接由电机转轴支撑的转台，结果精度完全达不到要求(0.5度误差左右），而且震动的很厉害，现在搜索了淘宝，觉得用蜗轮蜗杆结构可以让转动平稳，淘宝也有现成的设备。现在的问题就是控制端如何做。现在有几种方案。

1. 转台装增量编码器，信号通过485串口转USB传给电脑。电机通过串口电机驱动器连接电脑。旋转补偿全部依靠电脑来发出指令。
2. 转台装增量编码器，但是直接连闭环电机控制器，又单独的控制器控制电机进行补偿，通过USB继电器或是其他方式仅让电脑有限控制电机。

不知到具体那种比较好，本人更熟悉软件，但是有觉得似乎闭环电机控制器精度更高。现在想请教大家有什么意见。
感谢。

补充内容 (2014-10-23 18:03):
0.01度是定位精度，重复定位的问题希望可以用编码器解决。转台每次都转相同的3度，速度起落要求平缓。

补充内容 (2014-10-24 09:49):
根据大家，我列几个可选方案。目前还没有收到控制端的具体建议。
1. 步进／伺服电机 +减速机方案，似乎需要个更精密的电机，减速机可以用蜗轮蜗杆，其它基本不用考虑。２.ＤＤ直驱电机
３.数控刀架、数控转台

作者: 逍遥处士 时间: 2014-10-23 15:45
直联伺服电机轴上？

作者: civiling1204 时间: 2014-10-23 15:49
这个转台的直径多大？
电机直接驱动最终精度取决于电机了，你可以采用圆周驱动，或者起码经过一级大减速比

作者: 鬼魅道长 时间: 2014-10-23 16:03
这个精度预算不够

作者: 计算机视觉 时间: 2014-10-23 16:26

civiling1204 发表于 2014-10-23 15:49
这个转台的直径多大？
电机直接驱动最终精度取决于电机了，你可以采用圆周驱动，或者起码经过一级大减速比 ...

转台要直径40厘米，圆周驱动是什么呢？

我之前用过1：27 减速机加1.8度每步的42电机，4000细分，结果不准。
之后又用过1:77减速机加57电机，结果震动超级厉害。

作者: 计算机视觉 时间: 2014-10-23 16:27

逍遥处士发表于 2014-10-23 15:45
直联伺服电机轴上？

我这速度怎么低，怎么办呢

作者: 计算机视觉 时间: 2014-10-23 16:29

鬼魅道长发表于 2014-10-23 16:03
这个精度预算不够

什么方案好呢，需要多少钱

作者: liruiqing888 时间: 2014-10-23 16:57

civiling1204 发表于 2014-10-23 15:49
这个转台的直径多大？
电机直接驱动最终精度取决于电机了，你可以采用圆周驱动，或者起码经过一级大减速比 ...

这么做钱明显不够。。

作者: liruiqing888 时间: 2014-10-23 17:04
你这转台旋转精度是定位精度，还是重复定位精度，如果是重复定位精度的话，可以直接买个中空马达就可以了。价格估计 15000元。如果是定位精度的话，估计得找高精密级的。

作者: 数控转台 时间: 2014-10-23 17:15
可以去烟台附件买个转台，配个单轴控制器就行

作者: 害怕伏枥 时间: 2014-10-23 17:28
楼主的要求：“转台精度要在0.01度左右”。
这个精度要在转台不断的开动和停止情况下得到。并且每次转动是圆周等分还是随意设定没有说。
如果是设定的等分分度，目前市售的日、台品牌能保证的最高精度为正负30”，勉强可以达到。只是楼主的预算肯定不够。
但若转台要变更等分数或随意设定，恐怕就很困难了。

作者: liruiqing888 时间: 2014-10-23 17:29

liruiqing888 发表于 2014-10-23 16:57
这么做钱明显不够。。

他这玩意精度要求不低呢

作者: 计算机视觉 时间: 2014-10-23 17:58

数控转台发表于 2014-10-23 17:15
可以去烟台附件买个转台，配个单轴控制器就行

求个链接之类的，还有价格

作者: 计算机视觉 时间: 2014-10-23 18:01

害怕伏枥发表于 2014-10-23 17:28
楼主的要求：“转台精度要在0.01度左右”。
这个精度要在转台不断的开动和停止情况下得到。并且每次转动是 ...

感谢，这个0.01度是定位精度，每次转动的角度都是3度。每次都不变。但是速度曲线需要平缓，减少震动。

可否了解下日台转台的型号？

作者: jutzg 时间: 2014-10-23 18:03
成本乘以10还差不多，

最起码要有伺服系统，运动控制卡；

简单点的就是DDR马达+运动控制卡

作者: jutzg 时间: 2014-10-23 18:09
串口通讯的方案就不要费劲了，解决不了震动的问题；

作者: zsdwx 时间: 2014-10-23 18:44
http://kik.creol.ucf.edu/documents/rv120cchl-stage.pdf

作者: zsdwx 时间: 2014-10-23 18:51
定位精度0.0001°

作者: 樵薪 时间: 2014-10-23 19:09
圆度测量仪可满足你的要求。

作者: 数控转台 时间: 2014-10-23 19:36

计算机视觉发表于 2014-10-23 17:58
求个链接之类的，还有价格

http://www.yantai-universal.com/products_detail/&productId=87095eea-b09d-416d-928a-8bc4061c7b8f&comp_stats=comp-FrontProducts_list01-1299806942290.html

作者: 数控转台 时间: 2014-10-23 19:42

计算机视觉发表于 2014-10-23 17:58
求个链接之类的，还有价格

http://shukongzhuantai.net/?p=935

作者: 门童 时间: 2014-10-23 21:31
上位机(时分复用多任务系统)做实时控制就别想了，浪费时间，至于震动应该是低频震动，加减速是否平稳看控制算法了，楼主不如淘一个数控的转塔刀架试试！

作者: 欧阳绝痕 时间: 2014-10-23 22:33
用DD马达

作者: 飞扬（老易） 时间: 2014-10-23 23:07
最近做了一台检测设备，用的就伺服电机+减速机（新宝25比1），同时在旋转90度与180度测量，也不知道直联减速机轴上会有多大的振动！

作者: kwj1983 时间: 2014-10-24 09:07
采用伺服电机加皮带盘减速，震动小，能实现精确控制。制作成本也低。但是你的预算买个伺服电机都不够吧。

作者: 计算机视觉 时间: 2014-10-24 09:35
感谢感谢，现在求尽量低成本的方案，可以适当贵点

作者: 爱憎分明 时间: 2014-10-24 09:39
精度与造价成正比，0.01度用国产的伺服电机和减速机还不行，3000元还不够买伺服电机和减速机。

作者: 计算机视觉 时间: 2014-10-24 09:40

zsdwx 发表于 2014-10-23 18:44
http://kik.creol.ucf.edu/documents/rv120cchl-stage.pdf

这个淘宝有类似的方案，也是电机加蜗轮蜗杆，就是不知道和DD电机比有什么区别，还有控制端如何解决。

作者: 计算机视觉 时间: 2014-10-24 09:41

爱憎分明发表于 2014-10-24 09:39
精度与造价成正比，0.01度用国产的伺服电机和减速机还不行，3000元还不够买伺服电机和减速机。

求个具体的电机和控制端的搭配

作者: 计算机视觉 时间: 2014-10-24 10:15

门童发表于 2014-10-23 21:31
上位机(时分复用多任务系统)做实时控制就别想了，浪费时间，至于震动应该是低频震动，加减速是否平稳看控制 ...

您说这个用软件控制没必要是吗？那控制端应该具体怎么解决呢，直接用闭环电机驱动器和控制器？那怎么输出信号给电脑，让电脑起码控制每次旋转呢？

能否推荐具体控制端的硬件，我在淘宝找到一些５００块钱左右的闭环电机控制器，可以接２５００线的编码器。

作者: 小李飞刀乐呵呵 时间: 2014-10-24 11:01
精度0.01°折算就是36″。3000RMB太天真了。30000RMB你都基本找不到。俺有现成的产品，闭环控制的可编程任意角度分度的，卖30000抢着要。但俺这产品不外卖。
自己开发最少1年可以开发出非常轻的轻载型，预计成本大于1万，研发成本大于10万（两个人1年工资）。搞不懂为何一定的涡轮蜗杆？另外你自己是否研究过如何加减速才最稳定？这些都是要时间加实验去摸索的
所以建议买现成的标准品做小量改制即可。日本的带控制器大于9万，台湾的带控制器配齐也大于6万。国内能做到精度的不多。

作者: 计算机视觉 时间: 2014-10-24 11:20

小李飞刀乐呵呵发表于 2014-10-24 11:01
精度0.01°折算就是36″。3000RMB太天真了。30000RMB你都基本找不到。俺有现成的产品，闭环控制的可编程任意 ...

淘宝上1000多就有蜗轮蜗杆方案卖的，还有2手的500多的进口的转台，我这个承载最多才10KG，理论上应该没有多少硬件成本。

能否告知你的闭环方案呢？能否达到我的低速要求？还有那些日本台湾的型号能否告知以作参考？

作者: 爱憎分明 时间: 2014-10-24 12:04
你的重量不重，盘直径也不需要很大，转3度转速也不要很快，就用松下伺服电机MUMA022P1T 200W带刹车大概3000元，台湾的松下MHMD200W伺服电机专用行星减速机1:100，大概1500元。

作者: 爱憎分明 时间: 2014-10-24 12:07

计算机视觉发表于 2014-10-24 09:41
求个具体的电机和控制端的搭配

你的重量不重，盘直径也不需要很大，转3度转速也不要很快，就用松下伺服电机MUMA022P1T 200W带刹车大概3000元，台湾的松下MHMD200W伺服电机专用行星减速机1:100，大概1500元。

作者: 计算机视觉 时间: 2014-10-24 12:44

爱憎分明发表于 2014-10-24 12:07
你的重量不重，盘直径也不需要很大，转3度转速也不要很快，就用松下伺服电机MUMA022P1T 200W带刹车大概3 ...

但是这样还是需要蜗轮蜗杆吧，行星减速机连蜗杆，伺服电机常转，这样低速（1度每秒）性能会好吗？光用行星减速机，减速比不够啊。

作者: liruiqing888 时间: 2014-10-24 13:33

爱憎分明发表于 2014-10-24 12:07
你的重量不重，盘直径也不需要很大，转3度转速也不要很快，就用松下伺服电机MUMA022P1T 200W带刹车大概3 ...

他是整套下来，3000RMB，不是说就一个减速机的的事情？

作者: liruiqing888 时间: 2014-10-24 13:34

计算机视觉发表于 2014-10-24 12:44
但是这样还是需要蜗轮蜗杆吧，行星减速机连蜗杆，伺服电机常转，这样低速（1度每秒）性能会好吗？光用行星 ...

建议你，要求以上的精度，最好买现成的吧！当然了价格肯定不是 3000RMB 的事情..

作者: 计算机视觉 时间: 2014-10-24 15:04

小李飞刀乐呵呵发表于 2014-10-24 11:01
精度0.01°折算就是36″。3000RMB太天真了。30000RMB你都基本找不到。俺有现成的产品，闭环控制的可编程任意 ...

我刚才在淘宝又看到有交叉滚转轴承的方案，一套下来也在5000以内，据卖家说这种方案根本不需要编码器

作者: 小马过河 时间: 2014-10-24 15:27
淘宝是什么都有，但那都是玩具级别，楼主小心为上！
要想做工业产品上的事必须按规律来。这种精度和应用普通蜗轮蜗杆都是瞎扯，高精的不合算。
就简单做个转盘，算好惯量伺服电机直接带动，可靠性高。

作者: jutzg 时间: 2014-10-24 15:29
建议LZ不要总看淘宝，从技术上先分析怎样实现，有哪些方案，然后再去比较成本，自己开发和外购哪个可行性大。

作者: 祥云飞鱼 时间: 2014-10-24 17:47

  楼主是做玩具还是拿给别人用
自己用就淘宝  忽悠到你哭
伺服电机转速不能选常规3000转速的（因为你不管通过减速还是伺服电机电子齿轮比去减速都会震荡。你需求的转速太低了我都怀疑一些伺服会不会精度不够丢个脉冲就多少分没了）  选DD马达+运动控制决定性(成本应该在 2万左右）
你这个方案要嘛在减速机上花钱，要吗伺服电机。

作者: 小刘jg 时间: 2014-10-24 22:58
http://item.taobao.com/item.htm?spm=a230r.1.14.9.jwsUJw&id=40469123428&ns=1&abbucket=19#detail加上http://item.taobao.com/item.htm?spm=a230r.1.14.26.PBmhvc&id=5636819462&ns=1&abbucket=19#detail能行吧？控制器我在用的。

作者: 计算机视觉 时间: 2014-10-26 15:17

小刘jg 发表于 2014-10-24 22:58
http://item.taobao.com/item.htm?spm=a230r.1.14.9.jwsUJw&id=40469123428&ns=1&abbucket=19#detail加上ht ...

感谢，感谢，到目前就你的回复最具体。

那个DD电机是二手的，能靠谱吗，DD电机的驱动器直接能用这个普通的控制器吗？

作者: 计算机视觉 时间: 2014-10-26 15:20

祥云飞鱼发表于 2014-10-24 17:47
楼主是做玩具还是拿给别人用
自己用就淘宝忽悠到你哭
伺服电机转速不能选常规3000转速的（ ...

不是玩具啊，我现在有个问题，不知道伺服电机的低速性能如何？当然是尽量不加减速机最好。

DD电机的低速性能呢？还有DD电机一般有转角或者光栅反馈吗？

能不能具体给我推荐一款DD电机？

作者: 计算机视觉 时间: 2014-10-26 15:29

小马过河发表于 2014-10-24 15:27
淘宝是什么都有，但那都是玩具级别，楼主小心为上！
要想做工业产品上的事必须按规律来。这种精度和应用普 ...

请问怎么算惯量？我试过步进电机直驱，首先是传动机构自己设计的非常不可靠，就目前看，蜗轮蜗杆是比较折中的方案。

作者: 计算机视觉 时间: 2014-10-26 15:30

jutzg 发表于 2014-10-24 15:29
建议LZ不要总看淘宝，从技术上先分析怎样实现，有哪些方案，然后再去比较成本，自己开发和外购哪个可行性大 ...

对于我一个做软件的人来说，能写控制就已经是最大的自己开发了。

其他都要外购，已经研究很多，现在急需做过转台的人的经验。

作者: 569516294 时间: 2014-10-26 17:15
本帖最后由 569516294 于 2014-10-26 17:21 编辑

可以用我的机器人减速机，精度±0.5'，单价7k左右，若需要请联系本人

作者: 小刘jg 时间: 2014-10-26 19:08

计算机视觉发表于 2014-10-26 15:17
感谢，感谢，到目前就你的回复最具体。

那个DD电机是二手的，能靠谱吗，DD电机的驱动器直接能用这个普 ...

DD电机实际就是超高分辨率的伺服电机，用这控制器可以控制。

作者: 小刘jg 时间: 2014-10-26 19:10

小刘jg 发表于 2014-10-26 19:08
DD电机实际就是超高分辨率的伺服电机，用这控制器可以控制。

电机有原配驱动器，控制器相当于上位机

作者: 计算机视觉 时间: 2014-10-28 13:47
我觉得现在最佳方案还是蜗轮蜗杆+步进电机+驱动器+PLC+PC+增量编码器+零位开关

作者: 计算机视觉 时间: 2014-10-28 13:50
无非只有三种选择，蜗轮蜗杆，交叉滚子轴承，直驱DD电机。

希望在这讨论，而不是推销自己的产品，好产品也不怕跟大家说，藏着掖着只说明经不起大家推敲。

作者: xinshiji666 时间: 2014-10-28 17:10
楼主要实现的这个功能，简单一点的化直接用DD马达，日本CKD也好，台湾HIWIN也好，都可以实现定位精度30秒以内（也有15秒的），重复精度5秒，完全满足精度要求，负载+转速粗略看不是很大，估计DD马达的价格会在1.5万左右，可能超出预算了，但后期安装、写程序调试绝对简单。

作者: 计算机视觉 时间: 2014-11-14 23:50
最后还是采用蜗轮蜗杆加编码器方案了，DD马达找不到靠谱供货的，北京有做光学转台的公司，直接用他们的产品了，自己做控制端。据说间隙可以做到0.005度。

作者: xxdlovehyw1314 时间: 2014-11-15 13:45
液压

作者: 怡然自得 时间: 2014-11-16 21:37
这个应该有标准的滑台吧？

作者: 机械小白条JX 时间: 2015-4-11 11:19
学习

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