臺灣博碩士論文加值系統

本論文主要針對開迴路運動控制架構，先透過量測儀器取得各位置誤差量，再計算出近似運動路徑，使機構誤差保持在固定範圍內。利用開迴路控制方式進行運動定位控制並達到所需定位精度，藉以降低生產成本提高產品附加價值，利用Visual C++語言規劃撰寫控制介面程式，進而控制單軸直線運動平台。
另外為提供此單軸直線運動平台在未來實際應用上之發展方向，本論文使用Visual C++程式語言，配合SYN-TEK M114G四軸運動控制卡及SANMOTION stepping driver與stepping motor組成的單軸直線運動平台控制系統，開發具人性化的人機操作介面，並初步規劃了一般的運動參數與進階控制參數，進而達到PC-Based系統整合目標。本論文的研究項目如下：
1.建置單軸控制系統。
2.進行系統誤差量測，計算所需誤差值，建立資料庫。
3.反覆進行系統量測，修正資料庫。
4.建立開迴路狀態下，完成定位精度在2um範圍內。
5.設計自動化軟體功能，在系統建置完成後，經初步測試後，即可進入系統自動運算功能，自動建立該系統之誤差補償數據資料庫。

The purpose of this thesis is to improve the performance of a feed guideway control system under open loop structure. By using of the 「Visual C++」 software and the hardware components such as SYN-TEK M114G motion card and SANMOTION stepping driver and motor, the presented guideway feed system is integrated with a PC-based controller.

In order to achieve the requirements of the guide way system position accuracy, the following items are discussed in this thesis:
1.Set up an axial guide way system.
2.Measurement the system errors and develop data base.
3.Repeat measurement and modify the data base.
4.Establish an open loop structure and reach the position accuracy in 2μm.
5.Develop a software system with data collect function as a data base of error compensation.

第一章 緒論 1
1-1 研究背景與動機 1
1-2 文獻回顧 3
1-3 論文架構 6

第二章 系統介紹 7
2-1 控制系統概述 7
2-1-1 定位控制組成元件 8
2-1-2 控制模式概述 11
2-1-3 定位控制介紹 14
2-1-4 影響定位因素 16
2-2 運動控制器 17
2-3 步進馬達 19
2-3-1 步進馬達的特徵 19
2-3-2 步進馬達的分類 20
2-3-3 步進馬達驅動原理 24
2-4 步進馬達驅動器 26
2-5 線性光學尺 28
2-6 滾珠導螺桿、線性滑軌 32
2-7 鑄件機座元件 35
2-8 系統性能參數計算 39

第三章 進給系統影響因子特性分析 47
3-1 單方向固定位移多速度定位曲線量測 49
3-2 運動速度對定位結果之影響 56
3-3 單方向固定速度非固定位移定位曲線量測 58
3-4 運動行程對定位結果之影響 65
3-5 雙方向固定位移多速度定位曲線量測 67
3-6 雙方向固定速度非固定位移定位曲線量測 71
3-7 運動方向對定位結果之影響 75

第四章 誤差補償方式規劃 77
4-1 直接誤差補償方式 80
4-2 運動方向補償方式 82
4-3 補償方式比較 86

第五章 結論與未來展望 87
5-1 結論 87
5-2 未來展望 89
參考文獻 91

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