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解決方案

影響超精密運動平臺定位精度的因素分析

來源:銘鐳激光2016-08-05 我要評論(0 )   

一、檢測系統(tǒng)對運動平臺定位精度的影響
 
數(shù)控設(shè)備的檢測系統(tǒng)通常由光柵尺、編碼器、感應(yīng)同步器等常用的位置檢測元件組成。檢測元件主要是檢測平臺運動機構(gòu)的運動位置并且將檢測值反饋給控制器或相關(guān)伺服電機。
 
檢測元件對運動平臺定位精度的影響主要表現(xiàn)在以下三個方面:
1、當檢測元件的安裝位置在使用中出現(xiàn)聯(lián)接松動時,這時候檢測元件檢測的位置信號會出現(xiàn)異常,從而影響位置控制精度。
2、當檢測元件受到灰塵、油污污染時,會導(dǎo)致檢測到的位置信號丟失,從而影響位置控制精度。
3、當檢測元件本身的工作穩(wěn)定性不好時,其檢測的數(shù)據(jù)也將不穩(wěn)定,從而影響定位精確度。
 
二、伺服系統(tǒng)對運動平臺定位精度的影響
 
伺服控制系統(tǒng)的控制精度對運動平臺影響巨大,在伺服控制系統(tǒng)控制精度達到運動平臺控制精度的前提下,伺服控制系統(tǒng)對運動平臺定位精度的影響主要表現(xiàn)在伺服系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定方面[2]。其中主要包括位置環(huán)增益,速度換增益和加減速等參數(shù)的設(shè)置。
 
伺服系統(tǒng)的位置環(huán)增益主要影響驅(qū)動電機的跟隨誤差,位置環(huán)增益不能設(shè)置的過高,也不能設(shè)置的過低。如果位置環(huán)增益設(shè)置過高的話,會使機臺出現(xiàn)震動現(xiàn)象,如果位置環(huán)增益設(shè)置太低,會使系統(tǒng)的跟隨能力大大降低,從而影響定位精度,而且,位置環(huán)與速度環(huán)是相互影響的。
 
伺服系統(tǒng)的速度環(huán)增益主要控制電機的運轉(zhuǎn)速度,合理的速度環(huán)增益可以起到消除穩(wěn)態(tài)誤差的作用。但是,速度環(huán)增益如果設(shè)置過高,會使機器出現(xiàn)震蕩現(xiàn)象;如果速度環(huán)增益設(shè)置過低又會使電機出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。從而影響平臺的定位精度。
 
伺服電機的加減速曲線設(shè)置直接關(guān)系到運動控制平臺的定位精度,合理的加減速曲線設(shè)定可以在保證運動平臺運行穩(wěn)定的前提下提高運動平臺的定位精度。如果加減速度設(shè)置的過大,機臺的定位精度提高,但是運動平臺啟停時會出現(xiàn)抖動的現(xiàn)象。如果加減速度設(shè)置過低,運動平臺運啟停時比較平穩(wěn),但是定位精度會下降。
 
三、傳動系統(tǒng)對運動平臺定位精度的影響。
 
傳動系統(tǒng)的傳動精度直接影響運動平臺定位系統(tǒng)的精度。當傳動機構(gòu)采用滾珠絲桿機構(gòu)時,滾珠絲桿的制造精度,靈敏性和穩(wěn)定性將影響傳動機構(gòu)的傳動精度。其對運動平臺定位精度的影響主要表現(xiàn)在:
1、當滾珠絲桿的制造精度達不到要求時,傳動系統(tǒng)的傳動精度將達不到系統(tǒng)要求,從而影響運動平臺的定位精度。
2、當滾珠絲桿支撐軸的壓覆壓合不良、滾珠絲桿支撐軸破損、驅(qū)動電機與滾珠絲桿聯(lián)軸器松動、滾珠絲桿潤滑不良、滾珠絲桿螺母副滾珠有破損時都將直接影響滾珠絲桿的傳動精度,進而影響運動平臺的定位精度。
 
當傳動機構(gòu)采用直線電機時,導(dǎo)軌的直線度將直接影響傳動機構(gòu)的傳動精度。運動平臺由于長時間的運行,會導(dǎo)致數(shù)控設(shè)備的各系統(tǒng)部件產(chǎn)生應(yīng)力變形,這將改變運動平臺的導(dǎo)軌幾何精度。當導(dǎo)軌的水平度和平行度發(fā)生變形時,會加大運動平臺上導(dǎo)軌與滑體之間的接觸力和摩擦力,這必然會導(dǎo)致運動平臺上滑體和導(dǎo)軌之間的各個配合面出現(xiàn)不均勻的間隙,從而導(dǎo)致運動平臺導(dǎo)軌直線度降低,進而降低運動平臺的定位精度。 

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精密運動平臺檢測元件伺服系統(tǒng)傳動系統(tǒng)
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