直線電機模組的定位精度

時間：2017-04-24作者：昆山同茂電子有限公司瀏覽：57

    直線電機模組的系統(tǒng)定位精度主要可分為兩類：導(dǎo)軌本身的精度和沿導(dǎo)軌的直線定位精度。前者描述了導(dǎo)軌（滾珠和桿、交叉滾子、空氣軸承等）提供理想單軸平移的精度，而后者涉及沿軸進行的增量運動的精度（通常與導(dǎo)螺桿、直線編碼器或其它反饋裝置有關(guān)），今天讓同茂直線電機為您介紹下導(dǎo)軌本身精度的相關(guān)知識。
同茂直線電機模組
    任何運動的物體都具有 6 個自由度,它們包括沿三個相互垂直軸中的任意軸的平移、直線運動以及沿這些軸的轉(zhuǎn)動（qx、qy 和 qz）。直線定位導(dǎo)軌的功能是僅僅是精確限制物體向一個單平移軸的運動（通常為 X 軸）。沿 X 軸任何與理想直線運動的偏差都是導(dǎo)軌裝置不精確的結(jié)果。
    一、共有 5 種可能的導(dǎo)軌不準(zhǔn)確度類型，相應(yīng)于5個其余自由度：Y軸中的平移；Z軸中的平移；沿X軸的轉(zhuǎn)動（橫擺）；沿Y軸的轉(zhuǎn)動（縱傾）；以及沿Z軸的轉(zhuǎn)動（橫傾）。由于這些誤差之間相互聯(lián)系（例如，角位移會在除轉(zhuǎn)動中心以外的任意點產(chǎn)生平移誤差，因此，值得仔細(xì)去檢查每種誤差類型的效果及其測量方法。
    二、導(dǎo)軌平移誤差
    由于可產(chǎn)生直線運動的所有有用方法在多個點上進行平均（因多個滾珠或滾柱，或者空氣軸承的面積）， 來自直線運動的“純粹”平移誤差（ì也就是，?沒有任何基本角誤差）通常較小。滾動體導(dǎo)軌中的一個夸大的正弦波誤差可**不帶旋轉(zhuǎn)的純粹平移誤差，就像是導(dǎo)軌中的每個滾子同時滾過污染顆粒物的情況；這兩種情況在實際中永遠(yuǎn)不會遇上。如果一個滾動體平臺經(jīng)受大的沖擊，則導(dǎo)軌可能會在每個滾珠或滾珠位置凹陷；這會導(dǎo)致沿行程周期性產(chǎn)生純粹平移誤差。 然而，定位工作臺會顯示出某些垂直和水平偏心（通常分別稱為平面度和直線度誤差），可通過將一個足夠靈敏的指示器放置在工作臺上并沿行程測量垂直或水平位移來測量這些誤差。一種典型的高分辨率測量技術(shù)將一塊涂有導(dǎo)電涂層的光學(xué)平玻璃放置在被測試平臺上，并通過一個電容計來監(jiān)視偏心誤差。這將揭示出可分為 3 大類的誤差：
     1. 一個隨距離大致成直線的潛在較大成分。
     這是因光學(xué)平玻璃和導(dǎo)軌之間缺乏平行性引起的?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)光學(xué)平玻璃以使其與平臺導(dǎo)軌平行來消除。但要注意，為了將垂直偏心（平面度誤差）降到較低，客戶的部件必須與導(dǎo)軌進行類似的平行準(zhǔn)直，但不一定要與平臺底座或其**部精確平行。
     2. 無法通過調(diào)節(jié)光學(xué)平玻璃而消除的低頻成分。
     這很少是一種“純粹”平移誤差，而是導(dǎo)軌中基本角誤差（ì縱傾、橫擺和橫傾）?的結(jié)果。 由于平臺的移動部分（在某種程度上）沿一個彎曲的軌跡移動，因此存在與直線方向的一個相應(yīng)直線偏差。 角誤差和直線誤差相關(guān)性很好，可以通過積分或微分相互推導(dǎo)得到。
     3. 來自各種誤差來源而不一定是來自導(dǎo)軌誤差的較高頻成分。
     如果使用滾珠螺桿，則工作臺會每轉(zhuǎn)上升和下降一次，特別是在每個行程末端附近。使用撓性連接螺母和/或緊固螺母降低這種作用。 較高頻平面度誤差的附加來源包括導(dǎo)軌或滾動體中的微細(xì)結(jié)構(gòu)、驅(qū)動器和/或電機引起的振動以及平臺**部的結(jié)構(gòu)共振。 由于許多光學(xué)定位應(yīng)用限制了應(yīng)用深度，因此了解上述每種影響的大小并修改平臺設(shè)計以將影響降到較低程度是十分重要的。 空氣軸承和直線電機的使用可將平面度和直線總誤差降低到小于 0.5 微米/250 mm 和小于 20 毫微米/10 mm。
     三、導(dǎo)軌角誤差
     橫擺、縱傾和橫傾（分別為 qx、qy 和 qz）的角誤差總是在某種程度上存在于定位工作臺中，并以幾種方式使性能下降。它們的直接效果是改變用戶有效載荷的角方向；由于可以相容易地將這些誤差保持在較低水平（1-50 弧秒，取決于平臺技術(shù)），有效載荷角度改變的作用在許多應(yīng)用中并不重要。 但是，某些光學(xué)定位任務(wù)可能會直接受到角誤差的影響。人們較大程度上關(guān)心的是來自基本角誤差的平移誤差。 圖 3 中顯示的、相應(yīng)于 1 公里曲率半徑的 ±±16.5 弧秒的簡單縱傾誤差，將會在行程的每個末端的半米行程平臺中相對于中心位置產(chǎn)生 20 微米的 Z 軸平移。由于行程兩端負(fù)載的外伸性質(zhì)，這種簡單縱傾誤差通常可在非循環(huán)工作臺設(shè)計中發(fā)現(xiàn)。涉及橫擺、縱傾和橫傾的較復(fù)雜曲率以及多中心曲率也可能遇到。
 
     角誤差的較壞影響是所得到的可影響直è線定位精度的阿貝誤差（偏差）。與上例中所描述的簡單平移誤差不同，阿貝誤差會隨著精度決定è元件與測量點之間距離的增加而增加。這種效果將在阿貝誤差è部分中詳細(xì)說明。 導(dǎo)軌角誤差很容易受安裝定位平臺的方法的影響（參見安裝問題）。一般來說，空氣軸承可提供較高的角精度，因為它們一個內(nèi)在的平均作用，并且它們的參考面可以做的非常平坦。我們使用一個雙光路光學(xué)組件來消除對直線平移的靈敏性，同時為縱傾或橫傾提供 6.5 微弧秒（32 毫微弧度）的分辨率。 橫擺的測量需要使用一個矩形光學(xué)平玻璃和一個自動準(zhǔn)直儀或一對差動工作的電容計。
     綜上，直線電機模組在組裝過程中，對導(dǎo)軌的選型非常重要，直接影響著直線模組的精度。昆山同茂電子是專業(yè)生產(chǎn)直線電機的廠家，我們有多年的研發(fā)和制造經(jīng)驗，我們*和生產(chǎn)的高精密直線模組得到了國內(nèi)外眾多大型客戶的認(rèn)可與認(rèn)定。公司將不懈努力，推動中國工業(yè)驅(qū)動產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，致力于成為客戶值得信賴的直線電機廠家供應(yīng)商，持續(xù)的為客戶創(chuàng)造**。想了解更多關(guān)于直線模組的專業(yè)知識，歡迎登錄同茂官網(wǎng)，或者直接撥打全國熱線：400-007-7724。


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  詞條說明

• 同茂直線電機的發(fā)展前景

  直線電機是通過直接驅(qū)動負(fù)載的方式，較直觀的特點在于直接產(chǎn)生直線運動，可以實現(xiàn)從高速到低速等不同范圍的高精度位置定位控制。主要優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊、功率損耗小、快移速度高、加速度高、高速度，應(yīng)用非常廣泛，因此在國內(nèi)，直線電機發(fā)展前景非常壯大。 直線電機理論早已在19世紀(jì)末就已經(jīng)出現(xiàn)，但是直至20世紀(jì)50年代中期，直線電機的理論和應(yīng)用才得到了快速發(fā)展。至90年代中期，世界上已經(jīng)有多家公司制造出直線電機傳動

• 同茂直線電機與滾珠絲杠的區(qū)別

  近年來，隨著直線驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展，直線電機與傳統(tǒng)的“旋轉(zhuǎn)伺服電機+滾珠絲杠”的驅(qū)動方式的對比引起業(yè)界的關(guān)注。20世紀(jì)90年代直線電機開始應(yīng)用于機械制造業(yè)，現(xiàn)在國內(nèi)一些技術(shù)**的加工中心廠家開始在其高速機床上應(yīng)用。那么，同茂直線電機與滾珠絲杠的區(qū)別有哪些呢？ **、精度區(qū)別： 精度方面直線電機因傳動機構(gòu)簡單減少了插補滯后的問題，定位精度、重現(xiàn)精度、**精度，通過位置檢測反饋控制都會較“旋轉(zhuǎn)伺服電機+滾

• 直線電機模組的定位精度

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