閱讀 | 訂閱
閱讀 | 訂閱
光學(xué)平臺

精密位移臺運(yùn)動系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)介紹

星之球激光 來源:中國光學(xué)期刊網(wǎng)2011-10-08 我要評論(0 )   

任何位移臺都有6個自由度:3個分別沿著x、y、z軸方向的平移自由度,另外3個則是圍繞x、y、z軸的旋轉(zhuǎn)自由度(如圖1)。 此處描述的所有運(yùn)動都是關(guān)于右手坐標(biāo)系的,所有的...

    任何位移臺都有6個自由度:3個分別沿著x、y、z軸方向的平移自由度,另外3個則是圍繞x、y、z軸的旋轉(zhuǎn)自由度(如圖1)。

 

此處描述的所有運(yùn)動都是關(guān)于右手坐標(biāo)系的,所有的運(yùn)動都可以看成是由沿坐標(biāo)軸方向的平動和繞坐標(biāo)軸方向的轉(zhuǎn)動的復(fù)合運(yùn)動。
當(dāng)選擇一款專業(yè)的位移臺時,需要考慮很多不同評定位移臺性能的指標(biāo)。了解各種各樣參數(shù)的定義以及他們?nèi)绾斡绊戇\(yùn)行結(jié)果將簡化產(chǎn)品的選擇過程。
1. 分辨率Resolution
分辨率是指移動系統(tǒng)可以分辨的最小位置增量,它不同于系統(tǒng)的最小控制增量。同樣涉及到顯示器和數(shù)據(jù)采集器的分辨率,通常取決于編碼器的輸出,但由于滯后、背隙等導(dǎo)致傳動系統(tǒng)的降低,因而大多系統(tǒng)的最小移動增量都不等于分辨率,除非編碼器直接測量傳動。
(1)對于電動平移臺而言,分辨率為步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)動最小的一步,位移臺的運(yùn)動輸出量。
電動平移臺的分辨率可以用以下公式計算:

 

2. 靈敏度Sensitivity
能產(chǎn)生一個輸出運(yùn)動的最小輸入,通常用來表征手動位移臺,也可以定義為輸入驅(qū)動和輸出運(yùn)動的比值,這個術(shù)語經(jīng)常和分辨率混淆。
3. 精度Accuracy
對于一個給定的輸入,實際位置和理想位置之間的最大差距。運(yùn)動系統(tǒng)的精度跟實際位置的測量方式有很大的關(guān)系,所以對于開環(huán)設(shè)備中精度并不是一個很有意義的參數(shù)。
4. 絕對精度Absolute Accuracy
絕對精度是指系統(tǒng)針對命令輸入或理想輸入的輸出,更直觀的說應(yīng)該叫不確定度。當(dāng)要求一個運(yùn)動系統(tǒng)精確運(yùn)動10mm,而實際上只運(yùn)動了9.99mm,則不確定度是0.01mm。位移臺的軸線和測量尺的軸的角度誤差會導(dǎo)致一個與角度呈余玄關(guān)系的單調(diào)遞增誤差,這就是常說的余玄誤差。
5. 精確度Precision
精度是指對相同輸入,覆蓋95%運(yùn)動偏移的變化輸出位置的變動范圍。精確度也叫重復(fù)定位精度。精度和精確度是不同的概念。
6. 重復(fù)定位精度Repeatability
重復(fù)定位精度是指移動系統(tǒng)多次可到達(dá)一個既定點的能力。通常所說的重復(fù)定位精度指的是單向重復(fù)定位精度,單向重復(fù)定位精度是指運(yùn)動系統(tǒng)僅在一個方向上做重復(fù)增量運(yùn)動。這個參數(shù)避開了系統(tǒng)的空回和滯后。
因此一個更重要的定義是雙向重復(fù)定位精度,即無論運(yùn)動方向多次嘗試達(dá)到一個嚴(yán)格意義點的能力。
7. 空回Backlash
空回是指不至引起反向可測量輸出的最大輸入量。軸向預(yù)緊不夠或傳動鏈元件的嚙合不好會導(dǎo)致空回,例如嚙合齒輪上的齒不好??栈厥窍鄬Ψ€(wěn)定的,并且可以用好的控制器補(bǔ)償。
8. 誤差Error
誤差是指實測的品質(zhì)參數(shù)和理想的/需要的結(jié)果之間的差值。誤差主要有兩個方面:軸向誤差,如精度,與沿著運(yùn)動方向的參數(shù)有關(guān);非軸向誤差,如傾斜,與約束的自由度方向相關(guān)。
9. 偏心和擺動Eccentricity and Wobble
偏心有時也稱同心度,旋臺的偏心是指當(dāng)旋臺旋轉(zhuǎn)時它的旋轉(zhuǎn)中心與平均位置的偏差。如果一個旋臺是絕對同心的,那么在旋轉(zhuǎn)時就沒有偏心。對于旋臺,擺動是旋轉(zhuǎn)軸的角度偏差。
10. 跳動Runout
跳動是指非軸向線性誤差。這是位移臺的理想直線運(yùn)動和實測直線運(yùn)動之間的偏差。跳動有兩個正交分量:表征水平方向偏差的直線度和表征垂直方向偏差的平面度。
11. 傾斜和晃動Tilt and Wobble
傾斜和晃動是指非軸向角度誤差。它是指理想的運(yùn)動直線和實測的運(yùn)動臺之間的偏移量。傾斜和晃動有三個相互垂直的分量,一般指的是轉(zhuǎn)動、俯仰和偏擺。這三個分量決定了由幾何形狀引起的所有運(yùn)動系統(tǒng)誤差。
12. 負(fù)載能力Load Capacity
對于位移臺來說,負(fù)載能力是指所允許的作用于位移臺臺面中心且與運(yùn)動方向和工作臺面垂直的合力的大小。對于旋轉(zhuǎn)臺來說,合力的方向是沿著旋轉(zhuǎn)軸的。若負(fù)載不在工作臺的中心,則負(fù)載須適當(dāng)減少。
13. 法向負(fù)載能力Normal Load Capacity
法向負(fù)載能力是指可直接作用于移動臺面上中心的最大負(fù)載,負(fù)載量主要受限于工作臺軸承所能承受的負(fù)載能力。
14. 橫向負(fù)載能力Transverse Load Capacity
橫向負(fù)載能力也叫側(cè)面負(fù)載能力,是作用于垂直運(yùn)動方向軸線且沿著工作臺面的最大的負(fù)載力,通常受限于軸承的負(fù)載力,并且由于幾乎沒有軸承承載,因而比法向負(fù)載力能力要小。
15. 軸向負(fù)載能力Axial Load Capacity
傳動方向上的最大負(fù)載,對于豎直安裝的線性位移臺,標(biāo)稱的垂直載重能力經(jīng)常由軸向負(fù)載能力所限制。更多時候軸向負(fù)載能力取決于電機(jī)和螺桿的負(fù)載能力。
16. 動態(tài)負(fù)載Dynamic Load
動態(tài)負(fù)載是指靜態(tài)負(fù)載和運(yùn)動阻力的總和。需要考慮的負(fù)載的一些動態(tài)特性包括摩擦力和慣性。由于動態(tài)載荷限制了系統(tǒng)所能達(dá)到的最大加速度,因此在評價整個運(yùn)動系統(tǒng)性能時,必須要考慮此因素。
17. 速度Velocity (Speed)
速度是指單位時間內(nèi)位移的改變量。最大速度是指位移臺正常負(fù)載情況下的最大速度。負(fù)載越輕速度越快。最小穩(wěn)定速度主要依賴于運(yùn)動系統(tǒng)驅(qū)動設(shè)備的速度穩(wěn)定性。
18. 速度穩(wěn)定性Speed Stability
速度穩(wěn)定性是指保持恒定速度的能力,也用速度調(diào)節(jié)能力表征。這個參數(shù)取決于平臺的機(jī)械設(shè)計、反饋機(jī)制、所用的控制算法和速度的大小。
19. 加速度Acceleration
加速度是指單位時間內(nèi)速度的變化量。
20. 慣量Inertia
慣量是負(fù)載抵抗速度改變的一個量度。慣量性越大,負(fù)載加速或減速時需要的轉(zhuǎn)矩也越大。慣量是一個負(fù)載大小和形狀的函數(shù)。如果能對轉(zhuǎn)矩做出限制,那么允許加速和減速的次數(shù)就會增加。

 

轉(zhuǎn)載請注明出處。

暫無關(guān)鍵詞
免責(zé)聲明

① 凡本網(wǎng)未注明其他出處的作品,版權(quán)均屬于激光制造網(wǎng),未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用。獲本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使 用,并注明"來源:激光制造網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)責(zé)任。
② 凡本網(wǎng)注明其他來源的作品及圖片,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本媒贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé),版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán)請聯(lián)系我們刪除。
③ 任何單位或個人認(rèn)為本網(wǎng)內(nèi)容可能涉嫌侵犯其合法權(quán)益,請及時向本網(wǎng)提出書面權(quán)利通知,并提供身份證明、權(quán)屬證明、具體鏈接(URL)及詳細(xì)侵權(quán)情況證明。本網(wǎng)在收到上述法律文件后,將會依法盡快移除相關(guān)涉嫌侵權(quán)的內(nèi)容。

網(wǎng)友點評
0相關(guān)評論
精彩導(dǎo)讀