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| 電動(dòng)位移臺(tái)簡(jiǎn)稱電移臺(tái)，因其精度高、速度快、承載大、行程長(zhǎng)等特點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于科研、激光應(yīng)用、全自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)儀器設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域，以及實(shí)現(xiàn)真空、污染、無菌、輻射等環(huán)境下的自動(dòng)位移控制。 電動(dòng)位移系統(tǒng)通常由三部分組成：位移臺(tái)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制器。驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制器主要決定驅(qū)動(dòng)扭矩、加減速度、信號(hào)處理、使用功能( 如掃描、圓弧插補(bǔ)) 等性能參數(shù)，隨著電機(jī)控制技術(shù)的提升，除了電移臺(tái)機(jī)械部件以外，電機(jī)和控制器也從很大程度上影響電移臺(tái)的振動(dòng)、噪音及電移臺(tái)的定位精度。而位移臺(tái)作為整個(gè)位移系統(tǒng)的核心，系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)如：位移精度、行程、直線度、負(fù)載、穩(wěn)定性、適應(yīng)環(huán)境、外形尺寸等均由其決定。 由于電移臺(tái)系統(tǒng)相對(duì)比較復(fù)雜，往往涉及到機(jī)械設(shè)計(jì)、電子技術(shù)、控制水平、加工能力、裝配工藝等各個(gè)方面，所以電移臺(tái)產(chǎn)品雖然被廣泛應(yīng)用，但是目前電移臺(tái)的各指標(biāo)在國(guó)內(nèi)也被深度混淆和誤解，其中最重要也是最容易混淆的技術(shù)指標(biāo)就是電移臺(tái)的精度。 先通過一個(gè)例子，測(cè)試一下您對(duì)精度的理解，如果您的答案是正確的，通常可以選到一款合適的電移臺(tái)產(chǎn)品，若您的答案是錯(cuò)誤的或回答不出來，那么請(qǐng)您在選擇電移臺(tái)時(shí)，仔細(xì)閱讀本綜合說明的內(nèi)容。 例：我們希望PSA 系列電移臺(tái)向前運(yùn)動(dòng)10.000 毫米，已知電移臺(tái)的絲杠導(dǎo)程是4mm，電機(jī)的步距角1.8°，脈沖的細(xì)分?jǐn)?shù)為8，那么： 1. 需要給電機(jī)多少個(gè)脈沖？ 答案：4000個(gè)脈沖。 2. 給了電機(jī)4000個(gè)脈沖(開環(huán)狀況下)，電移臺(tái)是不是走了10.000毫米？ 答案：不一定。開環(huán)情況下，運(yùn)動(dòng)方向的誤差包括很多方面，我們分析可能的誤差包括： ● 控制部分是否將4000個(gè)脈沖全部發(fā)出？——控制器誤差 ● 若控制器將4000個(gè)脈沖全部發(fā)出了，電機(jī)是否能全部響應(yīng)？——電機(jī)響應(yīng)誤差 ● 若電機(jī)響應(yīng)了每一個(gè)脈沖，但每一個(gè)脈沖，電機(jī)都走得精準(zhǔn)嗎？——電機(jī)精度誤差 ● 若電機(jī)每一步走得都很準(zhǔn)，聯(lián)軸器形變時(shí)可能“吃掉”一些旋轉(zhuǎn)量——聯(lián)軸器誤差 ● 若聯(lián)軸器無形變，固定絲杠的軸承可能有空回——軸承的空回 ● 若軸承沒有空回，螺桿開始旋轉(zhuǎn)，螺桿和螺套中的滾珠可能有間隙——螺桿的空回 ● 若螺桿沒有空回，螺桿的導(dǎo)程為4mm，螺桿需要轉(zhuǎn)2.5圈，螺桿可能有位置偏差——螺桿的精度所以，電移臺(tái)的誤差可能來源于各個(gè)環(huán)節(jié)，想提高電移臺(tái)的軸向精度，可以考慮采用閉環(huán)的方式。 3. 當(dāng)我們采用分辨率為1微米的光柵尺做閉環(huán)控制(如采用KSA系列產(chǎn)品)，給電移臺(tái)4000個(gè)脈沖后，光柵尺的讀數(shù)為10.000毫米，那么電移臺(tái)確實(shí)運(yùn)行了10.000毫米嗎？ 答案：不一定。雖然有光柵尺做閉環(huán)控制，但實(shí)際上仍然可能存在誤差，此時(shí)的誤差主要來自幾個(gè)方面：一是光柵尺本身的精度誤差；二是光柵尺和運(yùn)動(dòng)方向不嚴(yán)格平行時(shí)，引起的讀數(shù)誤差(余弦誤差)。另外，還有反饋部分的控制精度等引起的誤差。 4. 假如在第三種情況下(分辨率1微米的光柵尺做閉環(huán))，該KSA電移臺(tái)每次向前走10mm時(shí)，軸向方向的誤差確實(shí)小于1微米(比如：我們用激光干涉儀測(cè)定)，我們能說該電移臺(tái)的“精度”為1微米嗎？ 答案：不能。精度的概念很復(fù)雜，不能簡(jiǎn)單量化： ● 上述情況下，只表征了運(yùn)動(dòng)方向(軸向)的精度，非軸向的誤差還有5個(gè)分量，未進(jìn)行表征。 ● 上述情況應(yīng)該表述為：該款KSA電移臺(tái)，在某種特定測(cè)試條件下，它正方向(向前)的“單向重復(fù)定位精度”為1微米，而不是“精度”。通過上面的例子我們可以看出，電移臺(tái)的精度，涉及到方方面面，不能簡(jiǎn)單地用“精度”這個(gè)指標(biāo)來衡量。 |
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