前言：
AlpinaTec是一家來(lái)自?shī)W地利薩爾茨堡（Salzburg）的特殊設(shè)備制造商，為航空航天工業(yè)中的高頻天線及望遠(yuǎn)鏡反射鏡的自動(dòng)調(diào)整與定位系統(tǒng)提供創(chuàng)新而專業(yè)的解決方案。公司在控制與驅(qū)動(dòng)技術(shù)上非常信賴貝加萊自動(dòng)化技術(shù)-包括工業(yè)PC、總線技術(shù)和電機(jī)。
在我們所處的時(shí)代，世界正在不斷地發(fā)生著變化，全球的信息被高速地進(jìn)行處理與傳播。商業(yè)與私人通信在瞬間實(shí)現(xiàn)，技術(shù)人員相隔數(shù)千里也能夠在同一個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中完成合作，通過(guò)遠(yuǎn)程維護(hù)解決問(wèn)題。通過(guò)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，我們?cè)诳蛷d中就能輕松地獲知發(fā)生在地球另一面的重大事件，享用無(wú)比精確的天氣預(yù)報(bào)。自從愛(ài)因斯坦時(shí)代開(kāi)始，我們所掌握的關(guān)于宇宙萬(wàn)物是如何運(yùn)行的知識(shí)就與日俱增。
航空航天工業(yè)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)所有這些事物的發(fā)展：人造衛(wèi)星繞地球同步運(yùn)行，它借助地面衛(wèi)星站實(shí)現(xiàn)高速通信。數(shù)據(jù)以高頻無(wú)線電信號(hào)的方式往來(lái)于地球與太空之間。位于地面站的拋物面天線擁有相當(dāng)高的精度，以保證可靠的數(shù)據(jù)傳送。天線的定位必須十分精確，因?yàn)榧词固炀€的方位角發(fā)生微小的偏移也會(huì)導(dǎo)致通信中斷，這樣耗費(fèi)巨大成本進(jìn)入軌道的衛(wèi)星將變得毫無(wú)價(jià)值，為我們探究宇宙奧秘的射電望遠(yuǎn)鏡也將毫無(wú)用武之處。
為了確保這些傳送路徑持續(xù)發(fā)揮作用，望遠(yuǎn)鏡上的反射鏡需將焦點(diǎn)準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)信號(hào)源，地面衛(wèi)星站的天線定位需持續(xù)調(diào)整，而且衛(wèi)星在發(fā)射前，它上面的天線需要在專為航空航天工業(yè)設(shè)計(jì)的測(cè)量暗室中進(jìn)行極其精確的調(diào)校。
在Medusa項(xiàng)目中，調(diào)整單元的CAD模型。
AlpinaTec Technical Products GmbH為該項(xiàng)努力做出了重要的貢獻(xiàn)，這家小型公司位于薩爾茨堡市郊的Köstendorf鎮(zhèn)。AlpinaTec公司由HTD Burger于2004年創(chuàng)建，主要專注于開(kāi)發(fā)與制造天線及望遠(yuǎn)鏡反射鏡的調(diào)整與定位機(jī)電一體化系統(tǒng)。“針對(duì)基礎(chǔ)研發(fā)，我們已經(jīng)與數(shù)家?jiàn)W地利的大學(xué)與研究中心展開(kāi)合作，”項(xiàng)目經(jīng)理Gunnar Grabmair說(shuō)道，他于2008年從Wels技術(shù)學(xué)院畢業(yè)后加入AlpinaTec。“我們自己開(kāi)發(fā)運(yùn)動(dòng)控制以及基本的自動(dòng)化與傳感器系統(tǒng)。”
“Medusa”和“Frontics”是AlpinaTec針對(duì)一些德國(guó)航空航天公司的兩個(gè)最新的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。其項(xiàng)目任務(wù)是：一個(gè)用于測(cè)量發(fā)射前衛(wèi)星天線特性的25x25米的仿真暗室。拋物面鏡、雙曲面鏡和平行鏡被用于對(duì)來(lái)往于地球和衛(wèi)星軌道間的信號(hào)的擴(kuò)散與收斂進(jìn)行模擬。除了定位系統(tǒng)與控制器外，高頻測(cè)試系統(tǒng)還需要使用所謂的“地面機(jī)械支援設(shè)備”（MGSE）支撐測(cè)試對(duì)象。雖然這些衛(wèi)星以后都在地球軌道上運(yùn)行，但是它上面的所有組件都必須在地球重力的影響下進(jìn)行高精度的自動(dòng)調(diào)整。
靈敏的機(jī)械元件都是通過(guò)貝加萊組件實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)與控制的，六個(gè)步進(jìn)電機(jī)確保對(duì)定位單元進(jìn)行精確的配置，該定位單元安裝在AlpinaTec專為Medusa項(xiàng)目設(shè)計(jì)的一個(gè)框架上。步進(jìn)電機(jī)由三個(gè)ACOPOSmicro步進(jìn)控制模塊控制，每個(gè)模塊可以為兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)提供脈沖信號(hào)。而同步電機(jī)可以用于驅(qū)動(dòng)更大型的機(jī)械設(shè)備，如同在Frontics項(xiàng)目中看到的，同步電機(jī)由ACOPOS三相伺服驅(qū)動(dòng)器控制。整體控制是由處理能力強(qiáng)大的工控機(jī)APC620來(lái)完成，在它上面運(yùn)行了AR010 Soft PLC。
仿真暗室包含測(cè)量衛(wèi)星天線特性的拋物面鏡、雙曲面鏡和平行鏡。（照片來(lái)源：歐洲宇航防務(wù)集團(tuán)EADS Astrium公司）
在MEDUSA項(xiàng)目的集成自動(dòng)化組件中，供電單元、X20模塊、ACOPOSmicro步進(jìn)控制器以及6個(gè)步進(jìn)電機(jī)都來(lái)自貝加萊。
研究的重點(diǎn)主要集中于實(shí)時(shí)通信能力，因此，該方案中的兩個(gè)X20 CPU均可以通過(guò)POWERLINK和CAN總線連接分布式I/O。而編碼器模塊用于評(píng)估線性傳感器。最后，機(jī)電一體化裝置從電源單元中獲取所需電能。
“我們花費(fèi)了約一年時(shí)間尋找合適的自動(dòng)化技術(shù)合作伙伴，”Gunnar Grabmair說(shuō)道。“我們優(yōu)先考慮能夠提供從控制器到電機(jī)的高質(zhì)量的全套方案供應(yīng)商。”隨著項(xiàng)目的進(jìn)展與系統(tǒng)的運(yùn)行，選擇貝加萊作為合作伙伴被證明是正確的。“我們非常看重貝加萊技術(shù)專家所提供的出色的支持，并非僅僅因?yàn)樗麄兊谋镜鼗?wù)，”AlpinaTec公司總經(jīng)理Peter Burger說(shuō)道。“雖然對(duì)于供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，這是一些相對(duì)較小型的項(xiàng)目，但絕對(duì)不意味著都是些想當(dāng)然的事情。”AlpinaTec公司總經(jīng)理Peter Burger（右）以及負(fù)責(zé)借助貝加萊組件設(shè)計(jì)機(jī)械裝置的項(xiàng)目經(jīng)理Gunnar Grabmair。
對(duì)于AlpinaTec來(lái)說(shuō)，最為重要的是，使用貝加萊組件的整個(gè)方案擁有極高的品質(zhì)。“測(cè)試設(shè)備中沒(méi)有多余的空間，”Peter Burger說(shuō)。“然而ACOPOS設(shè)備與X20模塊極其緊湊，因此我們能夠?qū)⑺须娮悠骷及仓迷谝粋€(gè)小型的穿墻式配電柜中。”另一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)是，貝加萊能夠在有限的時(shí)間內(nèi)開(kāi)發(fā)出方案。“項(xiàng)目時(shí)間緊迫，這些硬件組件能夠完美協(xié)調(diào)，體現(xiàn)了貝加萊的優(yōu)勢(shì)，”Grabmair確認(rèn)說(shuō)。“在統(tǒng)一的軟件環(huán)境中就能為所有控制與驅(qū)動(dòng)解決方案進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，單一的開(kāi)發(fā)工具實(shí)際上確保了項(xiàng)目的成功。”
地面機(jī)械支援設(shè)備”（MGSE）支撐測(cè)試對(duì)象與調(diào)整單元（右側(cè)灰色部分）。
