在納米位移臺系統(tǒng)中，多軸平臺間實現(xiàn)協(xié)同掃描（synchronized scanning or coordinated motion），是實現(xiàn)二維或三維精密定位與成像（如掃描電鏡、原子力顯微鏡、光學系統(tǒng)等）中的關鍵技術。要實現(xiàn)有效、穩(wěn)定、同步的協(xié)同掃描，通常需要從控制系統(tǒng)、運動指令、反饋機制和系統(tǒng)架構幾個層面進行配合。以下是核心方法與實施建議：
一、使用多軸協(xié)調運動控制器（Motion Controller）
現(xiàn)代納米位移臺通常配備多軸同步控制器，具備以下能力：
多軸實時插補（real-time interpolation）；
支持路徑規(guī)劃（掃描軌跡）；
支持閉環(huán)控制（如基于位置或速度）；
內部自動時間同步，各軸指令執(zhí)行完全一致。
做法：
選用支持 XY 或 XYZ 協(xié)調控制的控制器（如 PI、Aerotech、Physik Instrumente、Mad City Labs 等）；
在控制軟件中配置多軸聯(lián)動模式（如 Line Scan、Raster Scan、Spiral Scan）；
指定統(tǒng)一的時間步長和分辨率，防止一個軸先跑完、另一個軸延遲。
二、統(tǒng)一規(guī)劃掃描軌跡（路徑生成）
通過軟件或控制腳本，提前規(guī)劃出完整的協(xié)同運動路徑。
1. 線性柵格掃描（Raster Scan）：
適合二維成像或激光掃描：
X軸往復線性運動；
每行掃描結束后，Y軸步進一個行高；
XY軸通過時間協(xié)調實現(xiàn)同步走線與換行。
2. 勻速同步掃描：
適合連續(xù)同步采樣：
例如 X、Y 按 45°方向協(xié)同前進（X 和 Y 同步變化）；
Z 軸用于高度補償或表面跟蹤。
三、使用同步觸發(fā)機制（硬件觸發(fā)）
為保證采集與運動同步，平臺通常提供外部觸發(fā)功能：
一軸運動到位時輸出 TTL 脈沖，觸發(fā)其他軸開始下一步；
或所有軸由統(tǒng)一時鐘或外部信號觸發(fā)執(zhí)行下一步運動；
可與數(shù)據(jù)采集卡（DAQ）或圖像采集系統(tǒng)實現(xiàn)“位置觸發(fā)成像”。
四、速度與加減速參數(shù)匹配
即便軌跡規(guī)劃一致，如果各軸的速度、加減速設定不一致，也會造成實際軌跡偏離。
建議：
在設置每個軸的 velocity、acceleration、jerk 參數(shù)時保持一致；
在有閉環(huán)反饋的系統(tǒng)中，適當調節(jié) PID 參數(shù)以平衡各軸響應速度；
在使用壓電驅動器的系統(tǒng)中，注意電壓控制波形是否同步（特別是在高頻掃描下）。