对于工控工程师来说，运动控制并不陌生。但当应用从普通自动化设备进入同步辐射、光学和科研仪器领域后，运动尺度和系统要求都会明显变化。此时，需要解决的不只是“电机能不能带着部件运动”，还包括：能不能重复到位？能不能完成多个自由度协同？能不能适配有限空间和特殊实验环境？ALBA同步辐射光源MIRAS光束线的FTIR聚光器定位升级，就是一个典型案例。SmarAct为该系统开发了四自由度电动聚光器支架，将XYZ三轴精密定位和电动虹膜光阑集成在一起。

一、FTIR显微分析为何需要更精准的聚光器对准？

FTIR显微镜通过红外光与样品相互作用，获取样品分子振动信息，从而实现材料组成分析、化学成像及微区检测。

在同步辐射光束线中，聚光器负责将红外光准确引导至样品区域，其位置调整直接关系到整个光路系统的对准状态。因此，聚光器不仅需要具备较高的定位精度，还需要能够实现稳定、可重复的运动控制，以满足科研实验对高精度光学调节的需求。

与此同时，随着实验系统不断升级，研究人员也希望聚光器定位能够更加便捷，并具备更好的自动化控制能力，以提高实验操作效率和系统使用体验。

二、ALBA同步辐射光源的聚光器定位升级

ALBA Synchrotron位于西班牙巴塞罗那，是欧洲重要的同步辐射研究设施之一。

其中，MIRAS Beamline主要用于傅里叶变换红外光谱（FTIR）及红外显微分析，为材料科学、生命科学等多个科研领域提供实验平台。

为了进一步优化FTIR显微镜聚光器的定位性能，ALBA Synchrotron与SmarAct合作，对聚光器定位系统进行了重新设计。

新的系统采用了四自由度（4D）电动聚光器支架（Motorized Condenser Holder），在提升聚光器对准能力的同时，也进一步改善了整个系统的操作体验。

（图源：ALBA官网）

1. SmarAct高精度聚光器定位解决方案

此次开发的聚光器定位系统集成了多轴精密运动控制，可实现聚光器在多个方向上的精准调整，并兼顾紧凑结构和自动化控制需求。

系统主要特点包括：

• XYZ三轴精密定位，满足聚光器位置调节需求；

• 工作行程约35×18.5×24mm，适用于FTIR显微系统的定位要求；

• 运动分辨率小于1nm，支持纳米级定位控制；

• 重复定位精度优于100nm（各轴），实现高重复性定位；

• 集成电动虹膜光阑（Motorized Iris Diaphragm），可根据实验需求调节开口尺寸，其开口调节分辨率小于30nm；

• 支持电动控制，进一步提升系统操作便利性。

整套系统在满足高精度定位需求的同时，也充分考虑了实验平台的集成性，为科研人员提供更加便捷的使用体验。

2. 聚焦科研应用，提升系统易用性

SmarAct聚光器定位系统的重新设计实现了聚光器对准性能的改善，并进一步提高了系统的易用性。

（图源：ALBA官网）

对于同步辐射FTIR显微分析而言，高精度定位系统能够帮助实验平台实现更加精准的聚光器调整，为科研人员提供稳定、可靠的运动控制支持，也使整个光学系统的操作更加方便、高效。

三、面向高精度科研应用的定制化定位方案

那么，高精度位移台采购到底要注意什么？对于科研和工业设备，建议至少从以下几个维度判断：行程、定位与重复定位性能、负载、运动自由度、机械尺寸、传感器反馈、控制接口以及工作环境。

如果设备还涉及光学元件、探针或多个运动对象，就要进一步判断是否需要多轴系统。价格也不能脱离这些条件单独比较。标准位移台与带闭环反馈、多轴组合、真空或低温版本之间，配置差异较大。所以，在选择可以做高精定位方案的品牌时，系统设计和定制能力往往和单个产品参数同样重要。SmarAct提供精密运动组件、多轴定位系统以及定制化方案，可用于同步辐射、光学、半导体和其他高精度设备。