提高运动控制稳定性 Aerotech展示先进调机工具

Aerotech开发出全新的调机工具EasyTune

由于现代人对于移动设备与云端运算的强烈需求，对于芯片微缩化与生产效率成为电子产业的必争之地。电子设备产业为一相当独特的产业，其产业生态随着终端半导体制造、电子制造(EMS)、面板制造、印刷电路板或其他相关电子零件制造有直接关系。电子设备制造商需要开发出符合终端生产制造商需求的设备，符合其产能与良率要求外，还要能够符合价格需求以确保营运成本符合预期。因此，电子设备产业为整个产业的上游，对于未来趋势需要具有相当程度的掌握。于各种电子设备中，有一关键技术称为「运动控制」或称「轴控技术」是各种制程设备的核心技术，能够掌握运动控制技术的电子设备厂，对于提升设备附加价值就会拥有差异化，跳脱价格竞争的泥淖。

于轴控技术中，有一项常见的工作对于许多电子设备厂而言是相当头痛的工作，也就是伺服PID的调整，或者称为系统增益值的调整。调整方式依照轴控系统有所不同，例如于位置控制模式，或称为脉波控制模式，系统增益值的调整仅在伺服驱动器上、驱动器完成速度、位置、与电流闭回路；而在速度控制或转矩控制模式下，系统增益值的调整会在于上端控制器与伺服驱动器均须完成，方可达到最佳的系统性能。由于电子设备厂中，轴控系统性能的指标，通常会在于稳定性与位移整定时间做最直接的判断，因此，如何完成伺服增益值调整，达到最高的相对稳定性，并取得最短的位移整定时间，是轴控技术中相当关键的需求。

传统的伺服PID调整是属于尝试错误的方式，藉由更改Kp, Ki, Kd，再藉由步阶响应(Step Response)的方式，将系统的超越量与稳态误差使用手动的方式调整，此法需要控制工程师的经验，并且需要大量的时间方可完成，于复杂系统如偏心负载，多轴叠加等，此种调整方法需要耗费的时间更长。较近接的调整方法一般被认为是频率响应分析(Frequency Response Analysis)，常见的方式是对系统输入正弦刺激信号，从低频至高频进行扫频动作后，将增益与相位制作成波德图(Bode Plot)，控制工程师可以藉由判读增益边限与相位边限后，决定是否需要放置滤波器，并调整增益值。于此法中，Aerotech提出了自动计算滤波器的功能，因此控制工程师可以轻易的以图型化方式调整波德图，得到最高等级的性能指标。但是，对于非自动控制背景的工程师而言，波德图的调整很多时候是相当抽象的，由其是交越-180度相位角需要如何去对齐增益变限，通常需要有学理背景与经验累积。

鉴于上述的瓶颈，Aerotech经过多年的发展后，终于开发出全新的调机工具EasyTune。此工具对于电子设备产业将会是一种革命性的技术。第一，EasyTune将会自动进行频率响应分析与系统灵敏度分析，在所有的增益值仍为零的情况，直接计算出系统增益值，第二，EasyTune将会视需要自行放置软件滤波器，进而抑制系统共振，第三，EasyTune已经经过大量系统的验证，并且将实验数据与数学模型纳入整套计算中，已经证实应用于各种严苛轴控条件。搭配EasyTune后，电子设备商将再也不需要花费心思与时间进行尝试错误调整，而可轻易达到最高等级的稳定性与位移整定时间。

本套工具为Aerotech首次于台湾区展示的先进调机工具，也相信将会是本次8月26日到8月29日自动化展的亮点，不可错过。Aerotech台湾分公司的摊位于南港展览馆4楼，摊位号码为M1132，同期展出提升轨迹误差演算法 ETC，与整机控制的软件MotionPAC，欢迎莅临参观实绩展示。