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電動位移臺綜合介紹

2022-01-11 20:33:01 訪問數(shù)：0

電動位移臺簡稱電移臺，因其精度高、速度快、承載大、行程長等特點，而被廣泛應用于科研、激光應用、全自動計量檢測儀器設(shè)備、工業(yè)自動化等領(lǐng)域，以及實現(xiàn)真空、污染、無菌、輻射等環(huán)境下的自動位移控制。
電動位移系統(tǒng)通常由三部分組成：位移臺、驅(qū)動電機、控制器。驅(qū)動電機及控制器主要決定驅(qū)動扭矩、加減速度、信號處理、使用功能( 如掃描、圓弧插補) 等性能參數(shù)，隨著電機控制技術(shù)的提升，除了電移臺機械部件以外，電機和控制器也從很大程度上影響電移臺的振動、噪音及電移臺的定位精度。而位移臺作為整個位移系統(tǒng)的核心，系統(tǒng)的主要技術(shù)指標如：位移精度、行程、直線度、負載、穩(wěn)定性、適應環(huán)境、外形尺寸等均由其決定。
由于電移臺系統(tǒng)相對比較復雜，往往涉及到機械設(shè)計、電子技術(shù)、控制水平、加工能力、裝配工藝等各個方面，所以電移臺產(chǎn)品雖然被廣泛應用，但是目前電移臺的各指標在國內(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)指標就是電移臺的精度。
先通過一個例子，測試一下您對精度的理解，如果您的答案是正確的，通常可以選到一款合適的電移臺產(chǎn)品，若您的答案是錯誤的或回答不出來，那么請您在選擇電移臺時，仔細閱讀本綜合說明的內(nèi)容。
例：我們希望PSA 系列電移臺向前運動10.000 毫米，已知電移臺的絲杠導程是4mm，電機的步距角1.8°，脈沖的細分數(shù)為8，那么：
1. 需要給電機多少個脈沖？
答案：4000個脈沖。
2. 給了電機4000個脈沖(開環(huán)狀況下)，電移臺是不是走了10.000毫米？
答案：不一定。開環(huán)情況下，運動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個脈沖全部發(fā)出？——控制器誤差
● 若控制器將4000個脈沖全部發(fā)出了，電機是否能全部響應？——電機響應誤差
● 若電機響應了每一個脈沖，但每一個脈沖，電機都走得精準嗎？——電機精度誤差
● 若電機每一步走得都很準，聯(lián)軸器形變時可能“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，電移臺的誤差可能來源于各個環(huán)節(jié)，想提高電移臺的軸向精度，可以考慮采用閉環(huán)的方式。
3. 當我們采用分辨率為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4000個脈沖后，光柵尺的讀數(shù)為10.000毫米，那么電移臺確實運行了10.000毫米嗎？
答案：不一定。雖然有光柵尺做閉環(huán)控制，但實際上仍然可能存在誤差，此時的誤差主要來自幾個方面：一是光柵尺本身的精度誤差；二是光柵尺和運動方向不嚴格平行時，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電移臺每次向前走10mm時，軸向方向的誤差確實小于1微米(比如：我們用激光干涉儀測定)，我們能說該電移臺的“精度”為1微米嗎？
答案：不能。精度的概念很復雜，不能簡單量化：
● 上述情況下，只表征了運動方向(軸向)的精度，非軸向的誤差還有5個分量，未進行表征。
● 上述情況應該表述為：該款KSA電移臺，在某種特定測試條件下，它正方向(向前)的“單向重復定位精度”為1微米，而不是“精度”。通過上面的例子我們可以看出，電移臺的精度，涉及到方方面面，不能簡單地用“精度”這個指標來衡量。

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