高精密位移測量系統(tǒng)iXYZ發(fā)表時間：2022-12-01 14:45作者：購儀器儀表網(wǎng)
高精密位移測量系統(tǒng)iXYZ簡介 選購精密位移定位產(chǎn)品的時候要根據(jù)具體的應(yīng)用考慮不同性能指標(biāo)，應(yīng)用環(huán)境，調(diào)整頻繁度等諸多問題正確理解各項技術(shù)指標(biāo)的物理意義，對最終組件的應(yīng)用系統(tǒng)至關(guān)重要，因此本文就常用的一些技術(shù)指標(biāo)和產(chǎn)品選型做一下簡要介紹。 任何位移定位都基于笛卡爾直角坐標(biāo)系內(nèi)的任意剛體六個自由度的改變。 六個自由度∶三個分別沿著x、y、z軸方向的平移自由度，三個圍繞x、y、z軸的旋轉(zhuǎn)自由度。 對于單軸位移機構(gòu)，理想的狀態(tài)就是她只沿著我們要求的運動方向單一運動，其他自由度上沒有移動量，但是實際上是做不到的，所以我們除了要控制好運動方向這個自由度之外，還學(xué)要約束或者調(diào)整其他五個方面的自由度運動。對于多軸組合運動，如何減小聯(lián)動現(xiàn)象，避免干涉位移是系統(tǒng)組合考慮的**問題。 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\動結(jié)果將簡化產(chǎn)品的選擇過程。 下面是高精密位移測量系統(tǒng)iXYZ的常見技術(shù)指標(biāo)。 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。往往是理論值，分辨率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。例如針對電控位移臺而言，分辨率為步進電機每轉(zhuǎn)動最小的一步，電控平移臺的理論運動輸出量。 2.誤差（Error，Deviation） 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。誤差主要有兩方面∶軸向誤差，如重復(fù)定位精度，與沿著運動方向的參數(shù)有關(guān)；非軸向誤差，與傾斜，與約束的自由度方向相關(guān)。 3. 靈敏度（Sensitivity） 能產(chǎn)生一個輸出運動的最小輸入，通常用來表征手動位移臺，也可以定義為輸入驅(qū)動和輸出運動的比值，這個術(shù)語經(jīng)常和分辨率混淆。 4.最小位移增量（incremental） 手動或者電動可以真實輸出的最小移動數(shù)值，手動與操作人員的技能有很大關(guān)系，電控位移臺是整體綜合性能體現(xiàn)。 5. 精度（Accuracy） 精度往往被誤解為最小移動增量，但是實際精度的定義很籠統(tǒng)，有很多種定義對于一個給定的輸入，實際位置和理想位置之間的**差距。運動系統(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)。 6. 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)要求一個運動系統(tǒng)精確運動10mm，而實際上只運動了9.99mm，則不確定度是0.01mm。 7. 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，這個參數(shù)避開了系統(tǒng)的空回和滯后，避免數(shù)據(jù)統(tǒng)計混亂，單向重復(fù)定位精度是指運動系統(tǒng)僅在一個方向上做重復(fù)增量運動，確定參考點后不小于5次移動到參考點，記錄其誤差**值。因此一個更重要的定義是雙向重復(fù)定位精度，既無論運動方向多次嘗試達到一個嚴(yán)格意義點的能力。 8. 空回（Backlash） 空回是指不至引起反向可測量輸出的**輸出量。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。空回是相對穩(wěn)定的并且可以用好的控制器補償。 9. 偏心和擺動 Eccentricity and Wobble 偏心有時也稱同心度，旋臺的偏心的是指當(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。對于選臺，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動和實測直線運動之間的偏差。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。它是指理想的運動直線和實測的運動臺之間的偏移量。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動方向和工作臺面垂直的合力大小。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)載需適當(dāng)減少。 高精密位移測量系統(tǒng)iXYZ產(chǎn)品舉例說明∶ 電控位移臺簡稱電移臺，因其精度高、速度快、承載大、行程長、自動化高而被廣泛應(yīng)用于科研、激光應(yīng)用、全自動計量檢驗，工業(yè)自動化等領(lǐng)域，并且可以實現(xiàn)在真空、污染、無菌、輻射等環(huán)境下的自動位移控制。 電控位移系統(tǒng)由三部分組成∶位移臺、驅(qū)動電機和控制器。位移臺是系統(tǒng)的心臟，它決定了位移精度、行程、承載、穩(wěn)定性、適用環(huán)境及外形尺寸等主要技術(shù)指標(biāo)。驅(qū)動電機及控制器主要決定驅(qū)動扭矩、分辨率、加減速度、信號處理、使用功能（如掃面、圓弧插補）等性能參數(shù)。 一、電控平移臺 1、對電控平移臺運動平穩(wěn)性和承載大小影響**的是導(dǎo)軌的選擇。目前常用的導(dǎo)軌形式主要有燕尾導(dǎo)軌、交叉滾珠導(dǎo)軌、線性軸承導(dǎo)軌、線性滑軌。 各種導(dǎo)軌的主要特征和性能見下表∶  2、傳動螺桿品質(zhì)對定位精度、軸向間隙、速度和分辨率的影響**，目前常用的絲桿形式主要有滾珠絲桿、研磨絲桿、梯形絲桿。滾珠絲桿與螺母之間通過鋼珠形成滾動摩擦，運動平穩(wěn)，容易實現(xiàn)高速運行，并且可以通過改變鋼珠直徑或采用雙螺母有效解決軸向間隙，但小導(dǎo)程制作困難，不利于提高分辨率研磨絲桿與螺母為滑動摩擦，效率低，速度慢，但小導(dǎo)程可帶來高分辨率。梯形螺桿常常應(yīng)用于減速升降臺，特色是有自鎖功能. 各種絲桿的主要特征和性能見下表∶  3、機體材質(zhì)和加工質(zhì)量對平移臺的整體精度和抗環(huán)境影響能力解決定作用。不銹鋼和鋁合金兩種材料的比較∶ （1）溫度影響 材料受溫度影響會引起尺寸的變化，用公式表示為∶△L=qL△T，其中 a 為溫度膨脹系數(shù)。不銹鋼的熱膨脹系數(shù)是鋁的一半，因此在溫度微量變化的場合，不銹鋼機體能保證高穩(wěn)定性。但是我們使用電位移臺時的環(huán)境溫度一般都不是恒定的，變化較大，特別是電移臺旁邊放置有熱源如半導(dǎo)體激光器等，這時的穩(wěn)定性考量則是另一種情況∶材料變形量△L與材料的溫度膨脹系數(shù) α 除以溫度傳導(dǎo)系數(shù)c 的商（a/c）的正比。鋁材的溫度傳導(dǎo)系數(shù)c是不銹鋼的將近十倍，因此鋁材機體的變形量比不銹鋼小的多。 （2）抗振性 材料受到外力時會發(fā)生變形，用公式表示為∶F=kx，其中F是外力，x是變形，k是彈性模量。不銹鋼的彈性模量k是鋁材的三倍，因此穩(wěn)定性比鋁優(yōu)越。可是在考量抗震性同時，還要考慮材料的密度p，當(dāng)k/p值越大，抗震性能就學(xué)好。不銹鋼的密度是鋁材的三倍，因此抗震性略低于鋁材。 所以位移臺的臺面底板多采用航空硬鋁，導(dǎo)軌絲桿大多為軸承鋼，連接部件大多采用不銹鋼材質(zhì)。 4、電控平移臺的裝調(diào)檢測是產(chǎn)品品質(zhì)保障的核心；導(dǎo)軌的固定方法、絲杠的間隙消除、電機與聯(lián)軸器和絲桿的連接同軸性，軸承座與臺面的平行固定方法等等都是電控平移臺的裝調(diào)核心工藝技術(shù)。良好的測量工具設(shè)備，完善的檢測制度是產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵問題。 我司生產(chǎn)的電控平移臺均精選優(yōu)質(zhì)零部件，設(shè)計新穎獨特，具有多種結(jié)構(gòu)形式，各種精度，不同行程，多種承載和各種外形尺寸供廣大客戶選用。產(chǎn)品適配步進電機或伺服電機（標(biāo)準(zhǔn)品配有步進電機）；可配裝光柵尺進行閉環(huán)控制，提高精度可加裝防塵罩，適合多種環(huán)境可根據(jù)客戶需要定制各種產(chǎn)品。本著用戶**的原則，我們不斷的研發(fā)出更多更好的產(chǎn)品，為用戶提供更多的選擇。  聲明：此篇為蘇州閩泰瑞澤電子科技有限公司原創(chuàng)文章，轉(zhuǎn)載請標(biāo)明出處鏈接：http://www.salesjp.com/h-nd-574.html
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