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直线电机精度的影响要素

发布日期:2016-07-27 作者: 点击:


直线渠道即我们平常所说的直线电机模组,直线电机模组在拼装过程中,对导轨的选型十分重要,直接影响着直线模组的精度。直线电机模组的系统定位精度主要可分为:导轨自身的精度和沿导轨的直线定位精度。导轨自身的精度描述了导轨(滚珠和杆、穿插滚子、空气轴承等)供给抱负单轴平移的精度,而后者触及沿轴进行的增量运动的精度(一般与导螺杆、直线编码器或其它反应设备有关),下面让同茂直线电机为您介绍下导轨自身精度的相关常识。任何运动的物体都具有 6 个自由度,它们包含沿三个彼此笔直轴中的恣意轴的平移、直线运动以及沿这些轴的翻滚(qx、qy 和 qz)。直线定位导轨的功用是仅仅是准确约束物体向一个单平移轴的运动(一般为 X 轴)。沿 X 轴任何与抱负直线运动的差错都是导轨设备不准确的成果。

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共有 5 种可能的导轨不准确度类型,相应于5个其余自由度:Y轴中的平移;Z轴中的平移;沿X轴的翻滚(横摆);沿Y轴的翻滚(纵倾);以及沿Z轴的翻滚(横倾)。由于这些差错之间彼此联络(例如,角位移会在除翻滚中心以外的恣意点发生平移差错,因而,值得细心去检查每种差错类型的作用及其丈量办法。
导轨平移差错
由于可发生直线运动的所有有用办法在多个点上进行均匀(因多个滚珠或滚柱,或许空气轴承的面积), 来自直线运动的“朴实”平移差错(ì也就是,?没有任何根本角差错)一般较小。翻滚体导轨中的一个夸大的正弦波差错可取得不带旋转的朴实平移差错,就像是导轨中的每个滚子一起滚过污染颗粒物的状况;这两种状况在实际中永远不会遇上。如果一个翻滚体渠道饱尝大的冲击,则导轨可能会在每个滚珠或滚珠方位洼陷;这会导致沿行程周期性发生朴实平移差错。 可是,定位作业台会显现出某些笔直和水平偏疼(一般别离称为平面度和直线度差错),可经过将一个满足活络的指示器放置在作业台上并沿行程丈量笔直或水平位移来丈量这些差错。一种典型的高分辨率丈量技能将一块涂有导电涂层的光学平玻璃放置在被测验渠道上,并经过一个电容计来监督偏疼差错。这将提醒出可分为 3 大类的差错:
1. 一个随间隔大致成直线的潜在较大成分。
这是因光学平玻璃和导轨之间缺少平行性引起的。能够经过调理光学平玻璃以使其与渠道导轨平行来消除。但要留意,为了将笔直偏疼(平面度差错)降到最低,客户的部件有必要与导轨进行相似的平行准直,但不必定要与渠道底座或其顶部准确平行。
2. 无法经过调理光学平玻璃而消除的低频成分。
这很少是一种“朴实”平移差错,而是导轨中根本角差错(ì纵倾、横摆和横倾)?的成果。 由于渠道的移动部分(在某种程度上)沿一个弯曲的轨道移动,因而存在与直线方向的一个相应直线差错。 角差错和直线差错相关性很好,能够经过积分或微分彼此推导得到。
3. 来自各种差错来历而不必定是来自导轨差错的较高频成分。
如果运用滚珠螺杆,则作业台会每转上升和下降一次,特别是在每个行程结尾附近。运用挠性衔接螺母和/或紧固螺母下降这种作用。 较高频平面度差错的附加来历包含导轨或翻滚体中的微细结构、驱动器和/或电机引起的振荡以及渠道顶部的结构共振。 由于许多光学定位运用约束了运用深度,因而了解上述每种影响的巨细并修正渠道规划以将影响降到最低程度是十分重要的。 空气轴承和直线电机的运用可将平面度和直线总差错下降到小于 0.5 微米/250 mm 和小于 20 毫微米/10 mm.
导轨角差错
横摆、纵倾和横倾(别离为 qx、qy 和 qz)的角差错总是在某种程度上存在于定位作业台中,并以几种办法使功能下降。它们的直接作用是改动用户有效载荷的角方向;由于能够相简单地将这些差错保持在较低水平(1-50 弧秒,取决于渠道技能),有效载荷视点改动的作用在许多运用中并不重要。 可是,某些光学定位使命可能会直接遭到角差错的影响。人们更大程度上关怀的是来自根本角差错的平移差错。 图 3 中显现的、相应于 1 公里曲率半径的 ±±16.5 弧秒的简略纵倾差错,将会在行程的每个结尾的半米行程渠道中相对于中心方位发生 20 微米的 Z 轴平移。由于行程两头负载的外伸性质,这种简略纵倾差错一般可在非循环作业台规划中发现。触及横摆、纵倾和横倾的更杂乱曲率以及多中心曲率也可能遇到。
角差错的最坏影响是所得到的可影响直è线定位精度的阿贝差错(差错)。与上例中所描述的简略平移差错不同,阿贝差错会跟着精度决议è元件与丈量点之间间隔的添加而添加。这种作用将在阿贝差错è部分中具体阐明。 导轨角差错很简单受装置定位渠道的办法的影响(拜见装置问题)。一般来说,空气轴承可供给最高的角精度,由于它们一个内涵的均匀作用,并且它们的参考面能够做的十分平整。我们运用一个双光路光学组件来消除对直线平移的活络性,一起为纵倾或横倾供给 6.5 微弧秒(32 毫微弧度)的分辨率。 横摆的丈量需要运用一个矩形光学平玻璃和一个主动准直仪或一对差动作业的电容计。

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