用于激光眼科矫正手术的高精度多轴控制系统 阅读:

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MEI® Motion Application
VISX是一家创立于1986年,拥有在使用激光矫正眼睛外边面的晶状体的多年丰富经验。1990左右,VISX的激光矫正设备使用在40个国家和地区。在2003年之前,VISX将他的激光矫正机械引入了外科手术室。VISX利用MEI的精确控制技术,来引导激光在眼睛上的精确操作。
当这家行业领先的生产激光眼科矫正手术设备的制造商需要高精确控制和反应时间的时候,它找到了Danaher Motion。我们提供的方案中包括六个放大器操作的伺服电机,与位置反馈编码器一起工作操纵激光束。所有设备都由一个高灵敏度MEI控制器控制,动作间隔可以达到15毫秒。系统的FPGA技术在触发和过程事件方面保证了更大的灵活性。该方案还有一个集成视觉系统,可以观察到病人在手术期间的移动,并在病人移动时自动终止手术。
应用概述
在每个VISX折射系统下,都是光学传递系统下的受激辐射式光频放大器和控制系统的组合。当激光产生后,产生激光的各个透镜和各个发射激光的角度,都是可以控制的。这些可移动的光学透镜和可移动的激光是由6个高精度伺服电机控制的。激光的移动是由附加在激光控制机床上的6个高精度伺服电机中的两个控制的。可移动的光学元件的控制电机使用了高精度的位置反馈编码器。这样就需要MEI运动控制器控制激光的产生和运动。
运动控制
MEI运动控制器负责按照预先确定的运动轨迹向每个伺服电机的驱动装置发送适当的值。MEI控制器允许的位置值是由一个有经验的视觉系统来保证合适的激光作用到眼睛上。运动结果则通过每个编码器反馈至控制器。每个编码器信号则通过MEI在板的FPGA捕捉到。位置的控制信号则可以在每个DSP 固件更新周期进行跟新。每次运动的周期大约是15ms。由于FPGA可以在DSP的时钟周期里处理数据,这样FPGA就可以处理带触发位置捕捉和比较,和处理应用中的临界状态。
PID闭环控制
控制闭环的PID增益是针对6轴系统作了优化。可以通过MEI发布的完善的MotionConsole™来标定和测试合适的PID参数。Motion Console提供GUI 输入来进行广泛的运动参数的设定,还可帮助寻找最优化的参数。这种闭环方式为VISX的任何一台机床提供了安全和可靠性。附加的,视觉系统业可以监视病患,可以采取动作处理在手术过程中的突发情况。
快速整定时间
在不同的命令位置之后,不同的应用节奏时快速整定时间。这个简单的方法,可以让在控制者设定位置之后,在最短时间内达到最小的位置误差。使用前馈的PID闭环也可以减少整定时间。通过使用摩擦力,速度,和加速度前馈的PID控制环,整定时间可以在命令到达放大器之后大大减少。PID的控制的基础是反馈误差,前馈的使用可以有预见性的修改运动的参数。
关于 Motion Engineering Inc (MEI) MEI 成立于1987年,现为 Danaher Motion 集团的下属分公司,主要为广大半导体、电子装配、机器人及医疗市场的高价值资本设备制造商设计、生产、推广并销售高性能网络运动控制解决方案。MEI 的 SynqNet 运动平台与先进工具和工程相关服务相结合,能够使原始设备制造商以更快的速度制造更好设备。

MEI中国代理商:北京艾玛特科技有限公司
 

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