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運動控制基本概念

2023年05月21日 13:38:11      來源:四川菲克科技有限公司 >> 進入該公司展臺      閱讀量:31

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了解我們指標(biāo)的含義很重要:
以往,僅憑生產(chǎn)商提供的產(chǎn)品規(guī)格數(shù)據(jù)對產(chǎn)品進行評估和選購是非常危險的做法。
如今,由于市場對高精度和高穩(wěn)定性的追求,迫切需要客戶對運動控制產(chǎn)品性能參數(shù)的源由有一個清晰的了解。


我們的承諾:
采用4σ準(zhǔn)則,而不是數(shù)據(jù)更好看的RMS。
由于位移控制的誤差分布不符合正態(tài)分布,我們給出的雙向重復(fù)定位精度,采用比3σ更為嚴(yán)苛的4σ準(zhǔn)則。這保證在最糟糕情況下提供99%精確的可重復(fù)性數(shù)據(jù)。也就是說,100次移動到同一位置,其99次以上都可以停留在的誤差范圍內(nèi)。
當(dāng)采用RMS準(zhǔn)則時,相當(dāng)于1倍σ規(guī)格,所以當(dāng)以RMS標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品標(biāo)注1um精度時,其性能只能與4σ標(biāo)準(zhǔn)的4um精度相當(dāng)。




定義:
-----------------------------------------旋轉(zhuǎn)臺相關(guān)參數(shù)----------------------------------------
徑向跳動:
當(dāng)平臺旋轉(zhuǎn)一周的過程中,旋轉(zhuǎn)中心與其平均位置的徑向偏差。
軸向跳動:
當(dāng)平臺旋轉(zhuǎn)一周的過程中,臺面在旋轉(zhuǎn)軸方向的變化大小。
--------------------------------------------基本參數(shù)--------------------------------------------
行程:
在保證精度的情況下,運動系統(tǒng)的運行距離。
負(fù)載:
對于線性平臺而言,這是指可施加給平臺的負(fù)載,且質(zhì)量負(fù)載中心位于平臺的中心,垂直于運動軸和平臺表面。對于旋轉(zhuǎn)平臺而言,這是指旋轉(zhuǎn)軸上的負(fù)債。(Feinixs針對偏心安裝的負(fù)載有特色設(shè)計,請咨詢工程師)
速度:
速度是指在額定負(fù)載的狀態(tài)下,系統(tǒng)能夠持續(xù)穩(wěn)定運行的速度。對于短行程位移臺,其行程的限制也是制約運動系統(tǒng)速度的關(guān)鍵影響。
分辨率:
運動系統(tǒng)可測量的最小量。(注意分辨率并不等于最小運動增量,能分辨不能代表能夠以分辨率做最小步長運動)
最小運動增量:
最小運動增量是指運動系統(tǒng)在連續(xù)、穩(wěn)定情況下能夠移動的最小量。一般來說,系統(tǒng)分辨率遠(yuǎn)小于最小運動增量。考慮傳動結(jié)構(gòu)和編碼器對系統(tǒng)誤差的影響,直線電機位移臺與步進電機位移臺相比,其最小運動增量更加接近于分辨率。
準(zhǔn)確度:
準(zhǔn)確度和重復(fù)定位精度是容易混淆的概念。一般采用圖1所示的打靶描述可以容易的區(qū)分這兩個概念。(Feinixs所有產(chǎn)品的準(zhǔn)確度由通過第三方計量標(biāo)定過的激光干涉儀測定,其具體測量方法見附錄。)Feinixs免費為每一臺出廠產(chǎn)品提供檢測報告
圖1. 準(zhǔn)確度與重復(fù)精度的區(qū)別
單向重復(fù)定位精度:
圖1給出了準(zhǔn)確度與重復(fù)精度的區(qū)別。單向重復(fù)定位精度是指,多次從同一方向移動到位置的重復(fù)性指標(biāo)。其具體計算方法見附錄。值得注意的是,F(xiàn)einixs采用的4σ標(biāo)準(zhǔn),而非RMS。Feinixs免費為每一臺出廠產(chǎn)品提供檢測報告
雙向重復(fù)定位精度:
圖1給出了準(zhǔn)確度與重復(fù)精度的區(qū)別。雙向重復(fù)定位精度是指,多次從兩個方向移動到制定位置的重復(fù)性指標(biāo)。雙向重復(fù)定位精度與單向重復(fù)定位精度越接近,說明其雙向運動差異(由回程誤差、摩檫力等因素引起)越小。其具體計算方法見附錄。值得注意的是,F(xiàn)einixs采用的是4西格瑪標(biāo)準(zhǔn),而非RMS。Feinixs免費為每一臺出廠產(chǎn)品提供檢測報告
--------------------------------------------非軸向參數(shù)--------------------------------------------
只有直線度、平行度、Pitch、Yaw等參數(shù)都達到高水準(zhǔn)要求,運動系統(tǒng)的準(zhǔn)確度、重復(fù)定位精度才能達到高精度水平。也就是說,客戶一般只需要考慮準(zhǔn)確度與重復(fù)定位精度是否滿足應(yīng)用需求就可以選擇到滿意的位移平臺。當(dāng)客戶對平臺運動有更高要求時,以下參數(shù)是需要考慮的。
由圖2可以直觀了解運動系統(tǒng)基本參數(shù)的物理意義。
運動平臺以右手XYZ直角坐標(biāo)系為標(biāo)準(zhǔn),其原點位于平臺表面的中心。X方向是軸向運動的正方向,Z方向是垂直于臺面向外的方向,Y方向指向水平方向。運動過程中,平臺以X為軸旋轉(zhuǎn)的運動稱為滾動(Roll),以Y為軸旋轉(zhuǎn)的運動稱為俯仰(Pitch),以Z為軸旋轉(zhuǎn)的運動稱為偏擺(Yaw),以上三個參數(shù)如圖2(a)所示。
理想情況下,在運動過程中,平臺中心僅沿X方向運動,無Y、Z兩方向分量,但是由于導(dǎo)軌、傳動裝置、加工精度等影響會導(dǎo)致平臺中心偏離Y軸,產(chǎn)生Y、Z兩個方向的移動。在Y方向的移動量稱之為直線度(Straightness)。在Z方向的移動量稱之為平整度(Flatness),以上兩個參數(shù)如圖2(b)所示。


圖2. 非軸向參數(shù)的示意圖(圖片引用 from Newport)
--------------------------------------------附錄----------------------------------------------

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