今天我們在老師的帶領下參觀了我們這次專業實習的第三站—固高科技（深圳）有限公司，通過公司相關人員的介紹，我詳細地瞭解了該公司的整體運營狀況。固高科技創立於1999年，以香港科技大學為依託，是目前亞太地區第一家擁有自主智慧財產權，專業從事高速、高精度運動控制器產品及其相關產品的設計、製造、營銷以及技術服務的高科技公司。公司的創立者和經營者均為自動化和微電子領域的國際知名專家、學者和工程技術人員，具有多年在國際一流科研機構和著名大公司教學、科研和管理經驗。
公司研製的gh、gt、go等幾個系列的運動控制器是亞洲地區效能最好的開放式運動控制器，適用於需要點位控制、連續軌跡控制、同步控制的各領域。固高自創立開始，便將向客戶提供高效能、靈活易用和低成本的運動控制器作為公司的使命。作為運動控制技術專家，固高科技還為使用者提供高層次的系統整合服務。基於固高運動控制器開發的自動化系統目前正廣泛應用於數控機床、機器人、電子加工和檢測裝置、生產自動化等各類工業控制領域，正引導我國運動控制技術的革新和推廣。
固高科技引入美國矽谷創業模式，彙集了一大批來自美國、歐洲、日本、香港和內地等在運動控制、自動化及機電一體化等領域有獨特建樹的科技精英，專業從事運動控制產品和光、機、電一體化技術的研究、開發、生產及技術服務工作。公司產品以各種運動控制器為核心，派生出各種專用控制系統、cnc數控系統、先進教學實驗裝置、機電一體化裝置以及工程技術服務等，應用範圍遍及數控機床、機器人、電子加工和檢測裝置、生產自動化等各類工業控制領域以及各高等院校、高職院等教學領域。
為了適應現代科技的發展，配合傳統教學方式的改革，固高科技於XX年專門成立了先進教學裝置與系統事業部，充分發揮其在自動控制和機電一體化等領域的技術優勢，結合世界和國內多家名校的成功經驗，全力投身於創新教學和創新研究實驗室的總體解決方案、先進教學裝置與系統的研究、開發和推廣工作，取得了驕人的成績。固高科技先進教學裝置與系統事業部先後推出了控制理論與控制工程、檢測技術與感測器、過程控制與系統工程、模式識別與智慧系統、數控技術與數控加工、機電一體化技術和製造自動化技術等專業的各類實驗室解決方案，為全國高等院校、職業技術學院的大中專學生、研究生、乃至博士生和教授的教學和科研提供了各類理想的實驗裝置和研究平臺，客戶已經遍及全國各重點院校和科研院所。
在公司內我們主要觀看了一些作為教學用具的裝置、各種工業控制模組以及正在組裝的生產流水線。主要有以下幾類：倒立擺系統、四旋翼飛行器、gcv系列教學用三維數控雕刻機、自動化立體倉儲系統、工業機器人、三自由度直升機模型、冗餘並聯機器人、單軸精密定位模組、機械工程和機電一體化基礎教學實驗室、工業工程及物流系統硬體配置、鐳射振鏡運動控制器(gt-400-scan)、som運動控制模組、gmd四軸運動控制開發平臺、通用型運動控制器、嵌入式運動控制器、高效能運動控制器、點位運動控制器。
下面我主要就自己專業相關的幾個裝置及生產線介紹一下：倒立擺系統是一個非線性自然不穩定系統，是進行控制理論教學及開展各種控制實驗的理想實驗平臺。許多抽象的控制概念如控制系統的穩定性、可控性、系統收斂速度和系統抗干擾能力等，都可以通過倒立擺系統直觀的表現出來。除教學用途外，倒立擺系統的高階次、不穩定、多變數、非線性和強耦合等特性使得許多現代控制理論的研究人員一直將它視為研究物件。他們不斷從研究倒立擺控制方法中發掘出新的控制方法，並將其應用於航天科技和機器人學等各種高新科技領域。
固高科技有限公司開發的直線運動倒立擺系列產品採用開放的控制解決方案和模組化的實驗平臺，以直線運動模組為基礎平臺，可以輕鬆的構建10多種控制教學實驗平臺，全方位滿足控制教學和研究的需要。可進行的實驗：根軌跡控制實驗、頻率響應控制實驗、pid控制實驗、狀態空間極點配置控制實驗。在自動控制領域中，倒立擺模擬或實物控制實驗，已成為檢驗一個新的控制理論是否有效的試金石，同時也是產生一個新的控制方法必須依據的基礎實驗平臺。為全方位滿足控制教學和研究的需要，固高科技採用開放的控制解決方案和工業化、模組化的機械結構研發出了一系列倒立擺實驗裝置。
四旋翼飛行器由帶螺旋槳的電機、編碼器、驅動模組和運動控制器、集電環等組成的一個強耦合多自由度系統。硬體平臺基於pc和開放式dsp運動控制器；該系統是一個典型的多輸入-多輸出系統（mimo）。我們可以根據自己的需要設計各種控制器來控制飛行器系統的俯仰、傾斜和飛行。四旋翼飛行器由安裝在萬向節軸杆上的四個帶螺旋槳的電機提供動力，前、左和右三個電機驅動其相應的螺旋槳來實現飛行器本體的俯仰，左右兩個電機驅動相應的螺旋槳來實現飛行器本體的翻轉，後電機驅動其相應的螺旋槳來實現飛行器本體的巡航；通過安裝在平臺上的三個編碼器檢測飛行器機體的三種姿態組成閉環系統，以此來實現飛行器的俯仰、傾斜和巡航三種姿態的精確定位。飛行器的底座上裝有集電滑環，因此機身可以繞底座任意角度的旋轉而不會使連線絞纏在一起，同時也減少摩擦。
gcv系列教學用三維數控雕刻機是集雕、刻、銑、削為一體的多功能教學機床，既可作為通用雕刻裝置，進行cad/cam技術，雕刻加工，雕刻工藝實驗等教學研究工作，同時也可作為開放式數控裝置平臺使用。可利用運動控制器提供的底層運動函式庫進行電機運動規劃、控制及運動控制系統設計方面的教學實踐，也可利用cnc系統平臺（含g程式碼庫）進行開放式數控系統開發及數控技術的研究和教學。gcv系列數控雕刻機是各高等工科院校、職業技術學院機電一體化技術，數控技術，運動控制技術，機械加工工藝等相關專業領域的理想教學實驗裝置。
機床硬體特點：採用工業級元件製造；主軸變頻調速；可根據需求選配各種國產或進口執行電機及驅動裝置，系統運動高速、穩定；工作臺採用鋁合金製造，運動輕便靈活、穩定性好；傳動採用高精度滾珠絲桿和滾動導軌，傳動精確，剛度好。機械結構特點：工作臺採用鋁合金製造，運動輕便靈活、穩定性好；傳動採用高精度滾珠絲桿和滾動導軌，傳動精確，剛度好。
實驗及研究內容：雕刻加工實驗、數控裝置（雕刻機）認知實驗、cad/cam教學實驗、運動控制技術相關實驗、數控程式碼程式設計實驗、變頻電機速度控制實驗、可進行的部分研究工作、材料雕刻效能實驗研究、雕刻工藝研究、高速雕刻技術研究、開放式數控技術研究、複雜曲面加工方法研究、高速運動系統動力學研究
自動化立體倉儲系統由機械、電氣、控制和管理系統等組成，涵蓋了運動控制技術、plc控制技術、檢測技術、資料庫技術和網路技術等現代物流技術的各個方面，是實現製造自動化和物流自動化系統的必備子系統。裝置構成：貨架、堆垛機：xy平面定位用兩臺交流伺服電機，取貨小車氣動伸縮、交換臺：步進電機控制、電控模組：電機驅動器＋gt-400-sg運動控制器。該自動化立體倉庫的宗旨是貼近工業現場要求的倉庫系統，以充分適用大、中專院校機械類和自動化類專業學生的畢業設計、課程設計、實習實驗以及教師研究、開發等特殊需求。
工業機器人作為最典型的機電控制系統例項之一，幾乎具有機電一體化系統的所有特點，既具有操作機（機械本體）、控制器、伺服驅動系統和檢測感測裝置，又具有速度快、精度高、柔性好等特點。該公司的grb系列工業機器人是專門為大中專院校和職業高等技校機電一體化、製造自動化和自動控制等相關專業提供的一個完全開放、創新性實驗平臺，它適合機械製造及其自動化、機械電子工程、機械設計與理論、數控技術、機器人學、自動控制等相關機電控制類基礎實驗課程教學。固高科技的grb系列工業機器人種類涵蓋了兩自由度平面機械手（rr）、三自由度機械手(rrr或rrp)和四自由度直角座標機械手（pppr）和scara機器人(rrpr)等多個產品型號。除進行教學和培訓外，grb系列工業機器人還可用於細小工件的搬運，電子元件的裝配和點膠等工業作業。
工業化設計與製造：旋轉關節採用交流伺服電機驅動，諧波減速器傳動；平移關節採用交流伺服電機驅動，滾珠絲槓傳動；各部件按照工業標準設計和製造。開放式控制實驗平臺：基於pc和dsp運動控制器的開放式硬體平臺；通用智慧運動控制開發平臺，採用c++面向物件的設計方法；tcp/ip協議遠端網路程式設計、模擬、控制功能。
基礎實驗內容與創新性和挑戰性：機器人機械、電氣、控制、軟體結構的認知；機器人操作實習；機器人運動學問題研究；機器人動力學問題研究；創新性和挑戰性；機器人力矩控制方式研究；基於智慧控制平臺開發各種應用軟體系統；利用平臺提供的視覺介面，挑戰視覺伺服系統的研究和開發；挑戰機器人遠端監控和多機器人協調工作等研究專案。
機器人系統已有使用者：浙江大學、哈爾濱工業大學、中國科技大學等高校、西南科技大學、江蘇大學、東華大學、北京機械工業學院。
三自由度直升機模型是一款非常有趣的教學產品，學生可以把控制直升機飛行姿態和速度演算法運用到該平臺上，來實際驗證演算法的控制效果。從pid到lqr和模糊控制演算法都可以在此平臺上試驗，對自動控制、機電一體化和航空航天等相關專業來說，無疑是一款非常好的教學實驗平臺。
該裝置通過分別控制兩個螺旋槳的轉速，產生升力來達到直升機的巡航和姿態控制，而升力的大小同螺旋槳距作用面的距離是相關的。這樣在巡航階段容易實現動力模型的引數變化，是用來對先進控制演算法進行檢驗的理想試驗物件。
系統特點：硬體平臺基於pc和開放式dsp運動控制器；為航空航天等相關專業提供了原理性研究的實體實驗平臺；為動態系統建模，經典控制理論、現代控制理論、優化控制理論和智慧控制理論提供了優秀演算法驗證平臺；該系統是一個典型的多輸入-多輸出系統（mimo）。
冗餘並聯機器人是由多個並行鏈構成的閉鏈運動系統，即末端執行器通過至少兩個獨立運動鏈與機座相連。冗餘並聯機器人結構上具有低慣量、大負載能力、高速高精度等優點，故它在精密儀器、現代機床、高速自動化生產線等領域有著廣闊的應用前景。固高的冗餘並聯機器人由同一個平面內的三個二杆開鏈機構連結而成，末端執行器安裝在開鏈機構相互連結的地方，整個機構由三個分別安裝在基座處的交流伺服電機驅動。電機的控制通過gt-400-pci-sv控制卡實現，電機的轉角可以通過絕對位置編碼器得到。該機構實際上可以看作是傳統的五杆機構附加了一條支鏈，該冗餘支鏈可以消除五杆機構的奇異性，改善力傳遞效能，並且得到唯一的前向運動學解。同時冗餘驅動使得機構的模型更加複雜，進而對系統控制策略的要求也更高，這也就使冗餘並聯機器人的研究工作變得更具挑戰性。
特有的平面關節結構設計，且連桿選用鋁質合金材料，使得整個機構的慣量小、精度高；以帶絕對碼盤的交流伺服電機和諧波減速器等標準工業產品作為驅動和傳動裝置，具有很高的質量和可靠性，且結構緊湊簡單，精度高；控制系統採用高效能運動控制器，便於使用者進行控制策略和運動規劃演算法的研究；機構設計靈活，可以方便的拆除三個支鏈中的任意一個從而用於五杆機構的實驗。gpm系列冗餘並聯機器人是開展機構學、工作空間、運動學、奇異性、力傳遞效能、動力學、控制策略、軌跡規劃、標定等研究的理想平臺，同時也可以作為多輸入多輸出非線性系統的研究物件。
單軸精密定位模組，精密機械的直線位移精度和重複定位精度是重要效能指標，而機械裝置運動加工過程中的動態特性成為影響加工效果的重要因素。實用的動態精密直線位移測量系統能夠幫助國內精密機械、機床進行高速化、高精度化的發展。為滿足國內高等院校和研究機構的教學實驗要求，固高專門研究和開發了單軸精密定位模組。系統以具有高速動態採集運動資料功能的運動控制器作為動態測量與分析的核心，採用工業級元件製造的高精度裝置，是研究機械系統動態運動特性的理想平臺。工業標準設計製造：開放式機械結構、基於pc和dsp運動控制器的開放式控制系統。
可開設的實驗：機電一體化系統的組成、軸線定位精度、重複定位精度的測量、交流伺服系統、驅動器位置、速度、力矩迴路的調整、編碼器和直線光柵實驗：位置、速度、加速度的測量、反饋控制系統的認識與分析、點位控制實驗、windows環境下的程式設計實驗、絲槓的間隙及誤差補償測量、負載變化對系統動態特性的影響、外部干擾對系統動態特性的影響。
機械工程和機電一體化基礎教學實驗室，為學習機械電子工程和機電一體化專業的學生，提供一個開放性、創新性的實驗平臺。通過對各類基本的機電裝置和機械電子產品的基本使用和操作實驗，讓學生全面掌握機械電子工程和機電一體化的基本概念、實際內容和應用領域。為學習機械製造及其自動化、機械電子工程、機械設計與理論等相關研究方向的學生，提供一個開放性、創新性的實驗平臺。通過對各類機電裝置和系統等產品的親自組裝、除錯和應用開發等創新實驗，讓學生全面掌握機電一體化技術的應用開發和整合技術。可進行的實驗內容：實驗平臺物件、運動控制器、pc及windows作業系統、開放實驗軟體平臺、基礎實驗、交流電機及其驅動器，步進電機及其驅動實驗、光電式感測器，感應式感測器和光電編碼器等感測器教學實驗、絲槓傳動、諧波齒輪傳動等機械傳動原理實驗、運動控制器原理，應用和程式設計開發實驗、數控nc程式碼生成和數控系統加工實驗、機器人學、機器人示教程式設計實驗、綜合及創新實驗、機器人語言程式設計實驗和多機器人協調控制實驗數控加工工藝研究實驗、兩自由度平面冗餘並聯機構力控制研究實驗。
工業工程及物流系統硬體配置，全自動立體倉庫，在堆垛機上設定了三層保護：軟體限位、硬體限位和碰撞緩衝擋塊，充分保證了裝置的執行安全。主驅動採用運動控制器+交流伺服電機方式，具有噪音低、速度快、定位精度高的高品質系統特性。開放性：精密嵌入式四軸運動控制器，為開放性運控平臺，提供豐富的軟硬體介面，客戶可自行開發。該全自動堆垛機為類工業產品，可實現雙向工作，在客戶場地允許情況下可擴充套件為雙排貨架。
該控制中心有兩種執行模式：手動模式/聯機模式。在手動模式下，可以通過控制中心的觸控式螢幕來控制堆垛機運動。聯機模式下，該中心作為profibus總線上的一個節點，受主站排程。帶平移功能出、入貨臺gwjXX，平移貨臺上有專用漫反射感測器，接入plc通用i/o模組，作為檢測訊號。混合式流水線 ghlXX，展現工業現場最常用的各種流水線形式：皮帶線，輥筒線，倍速鏈，轉彎機等，整套流水線將採用u型線佈置。混合式流水線網路控制中心 ghlkXX，網路工作模式：該控制中心通過西門子s7-200cpu擴充套件em277profibus-dp網路擴充套件模組來實現跟主站的網路通訊。
gt-400-scan型鐳射振鏡控制器是固高公司開發的新一代的鐳射振鏡控制器，該控制器硬體系統採用pci匯流排形式，基於更高主頻的dsp處理器和fpga的架構，能對振鏡掃描頭和鐳射進行實時同步精確控制的多功能控制卡。該控制器提供了更多得到儲存空間和更高的控制性能以及更加精簡的控制指令集。該控制器可以廣泛的應用於金屬非金屬的打標、精細加工、半導體切割以及快速成型等應用領域。
運動控制功能:可以提供多達4軸的脈衝輸出，可以實現柱面以及大幅面的平面打標，各軸運動相互獨立；脈衝輸出頻率達1mhz；home訊號、限位訊號和報警訊號輸入介面，限位或報警觸發自動停止運動。
鐳射控制功能:可以設定鐳射開關延時，單位為1us ，且延時時間可以為負值,即可以提前開光；pwm輸出的時基可選，分別為1mhz和8mhz；可直接設定pwm輸出的頻率和佔空比，用於控制鐳射輸出的能量大小，最高頻率可達8mhz；直接控制鐳射開關的功能；具有鐳射控制總使能控制功能。
som運動控制模組是以固高科技有限公司的通用運動控制器核心技術為基礎的一類特殊產品，可以實現gt系列通用運動控制器的所有軸控功能，提供一種簡潔小巧的結構來實現通用控制器的功能。另外，提供了多個使用者可自行定義的輸入輸出介面，使用者可根據自身需要，定時合適的端子介面，大大提高的使用者的自主性和運動控制器的應用自由度。som運動控制模組採用插針方式連線，保證了連線的緊密型，避免了因接觸不良問題而引起的資料傳輸錯誤或者控制指令發錯的情況，大大提高了系統的穩定性和可靠性。
運動控制技術特點:可在固高科技有限公司的任意一款通用運動控制器基礎上，形成som運動控制模組，為使用者提供控制輸入輸出介面的詳細定義和示例，供使用者定製其適合的端子介面。
gmd四軸運動控制開發平臺，gmd系列產品是固高科技有限公司專門設計和開發的四軸運動控制開發平臺，分為交流伺服，直流伺服和步進電機三種型號，可以演示固高科技有限公司的運動控制器的大量運動控制特性，可以滿足各類運動控制系統的開發和測試要求。
系統特點:體積小，結構緊湊，各軸電機的相對運動可以直觀地從電機軸上反映出來；各軸電機專用輸入訊號通過前面板的按鈕開關模擬，檢測控制系統對各種專用輸入訊號的響應；各軸電機專用輸出訊號和16路通用輸出訊號通過前面板的指示燈顯示，非常直觀；16路通用輸入數字訊號通過撥動開關模擬，使用方便、快捷；8路獨立的模擬輸入訊號介面，2路輔助編碼器輸入介面；控制系統採用高效能運動控制卡和windows系列作業系統，可進行各種運動控制系統的開發；配備運動控制系統開發軟體，完全滿足運動控制系統開發要求。
gt-400-sx通用型運動控制器是固高科技有限公司自主開發的一類通用型運動控制器，它擁有的gt-400-sv、gt-400-sg、gt-400-sp、gt-400-sg-s、gt-400-sd等幾款產品，應用廣泛，從簡單的點位控制裝置到複雜的輪廓控制裝置如雕刻機、測量機、數控機床、加工中心、機器人等均可適用。
技術特點:採用高效能dsp和fpga 技術，每塊卡可控制4個伺服/步進軸，可程式設計伺服取樣週期，四軸最小插補週期為200微秒，單軸點位運動最小控制週期為25微秒。運動方式：單軸點位運動、直線插補、圓弧插補、速度控制、手脈輸入、電子齒輪，可程式設計梯形曲線規劃和s曲線規劃，線上重新整理運動控制引數，所有計算引數和軌跡規劃引數均為32位，可定義座標系，便於程式設計，四軸聯動，2～4軸直線插補，任意2軸圓弧插補，具有連續插補功能，底層迴圈程式緩衝區（4k）儲存使用者運動資訊，提高通訊效率。可程式設計事件中斷：外部輸入中斷、事件中斷（包括位置資訊、特殊運動事件等）以及時間中斷，可設定跟隨誤差極限、加速度極限、控制輸出極限等，保證控制安全可靠，pid（比例-積分-微分）數字濾波器，帶速度和加速度前饋，帶積分限值、偏差補償和低通濾波器（gt-400-sv卡），硬體捕獲原點開關和編碼器index訊號，實現高精度機器原點位置鎖存，網路介面（乙太網、profibus-dp、rs232、rs422/485）。
嵌入式運動控制器是一種能獨立工作的運動控制器，它將基於x86的嵌入式pc104工控主機板通過pc104插接件直接插裝在固高運動控制模組上，組成一個整體。由於運動控制模組和工控主機板之間採用插針式的連線，相互獨立，又緊密結合，具有可靠性高、升級容易，維修方便等特點。嵌入式運動控制器將工業pc和運動控制器巧妙結合在一起，消除了插槽連線不牢等原因造成的系統不穩定性，又具有優秀的運動控制功能，嵌入式系統可作為理想的數控開發平臺，構造出完美的數控系統。
gh系列運動控制器，是針對高速高精度的運動控制要求而設計的。gh-800運動控制器能夠控制8個伺服軸或4個步進軸，並可實現伺服軸與步進軸的任意組合。控制訊號的輸出有多種形式，可為模擬量、脈衝或pwm。使用者可通過控制器的擴充套件口實現最多達16軸的控制。可應用於醫療裝置，半導體制造業，高精度測試裝置等對運動的速度、精度有較高要求的場合。
ge-800-pv點位運動控制器，它主要應用在高速高精度點位運動場合，具有良好的位置速度規劃曲線，可實現高速執行和快速準確定位，在pcb鑽銑床、表貼機、邦定機等點位控制裝置上有良好的應用。可程式設計設定home訊號的觸發沿，硬體捕獲home訊號和編碼器index訊號，實現高精度機器原點位置鎖存,具有良好的重複定位精度。網路介面（乙太網、profibus-dp、rs232、rs422/485）。
今天我們主要參觀的是關於我們專業的一些裝置及控制器，通過了解我們知道了國際領先裝置與我們生產線的結合能夠較好地提高生產效率，同時實現生產的自動化。我們所學的感測器、plc、現場匯流排技術以及機械相關的知識在這裡都得到了很好的應用。固高科技是以香港科技大學為依託的一家高科技專業自動化的企業，由此可以看出我們學理工科的與企業進行相關的產學結合是多麼的重要。
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