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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:40

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了解我們指標的含義很重要:
以往,僅憑生產商提供的產品規格數據對產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定性的追求,迫切需要客戶對運動控制產品性能參數的源由有一個清晰的了解。


我們的承諾:
采用4σ準則,而不是數據更好看的RMS。
由于位移控制的誤差分布不符合正態分布,我們給出的雙向重復定位精度,采用比3σ更為嚴苛的4σ準則。這保證在最糟糕情況下提供99%精確的可重復性數據。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。
當采用RMS準則時,相當于1倍σ規格,所以當以RMS標準的產品標注1um精度時,其性能只能與4σ標準的4um精度相當。




定義:
-----------------------------------------旋轉臺相關參數----------------------------------------
徑向跳動:
當平臺旋轉一周的過程中,旋轉中心與其平均位置的徑向偏差。
軸向跳動:
當平臺旋轉一周的過程中,臺面在旋轉軸方向的變化大小。
--------------------------------------------基本參數--------------------------------------------
行程:
在保證精度的情況下,運動系統的運行距離。
負載:
對于線性平臺而言,這是指可施加給平臺的負載,且質量負載中心位于平臺的中心,垂直于運動軸和平臺表面。對于旋轉平臺而言,這是指旋轉軸上的負債。(Feinixs針對偏心安裝的負載有特色設計,請咨詢工程師)
速度:
速度是指在額定負載的狀態下,系統能夠持續穩定運行的速度。對于短行程位移臺,其行程的限制也是制約運動系統速度的關鍵影響。
分辨率:
運動系統可測量的最小量。(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在連續、穩定情況下能夠移動的最小量。一般來說,系統分辨率遠小于最小運動增量??紤]傳動結構和編碼器對系統誤差的影響,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。
準確度:
準確度和重復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分這兩個概念。(Feinixs所有產品的準確度由通過第三方計量標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品提供檢測報告
圖1. 準確度與重復精度的區別
單向重復定位精度:
圖1給出了準確度與重復精度的區別。單向重復定位精度是指,多次從同一方向移動到位置的重復性指標。其具體計算方法見附錄。值得注意的是,Feinixs采用的4σ標準,而非RMS。Feinixs免費為每一臺出廠產品提供檢測報告
雙向重復定位精度:
圖1給出了準確度與重復精度的區別。雙向重復定位精度是指,多次從兩個方向移動到制定位置的重復性指標。雙向重復定位精度與單向重復定位精度越接近,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,Feinixs采用的是4西格瑪標準,而非RMS。Feinixs免費為每一臺出廠產品提供檢測報告
--------------------------------------------非軸向參數--------------------------------------------
只有直線度、平行度、Pitch、Yaw等參數都達到高水準要求,運動系統的準確度、重復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確度與重復定位精度是否滿足應用需求就可以選擇到滿意的位移平臺。當客戶對平臺運動有更高要求時,以下參數是需要考慮的。
由圖2可以直觀了解運動系統基本參數的物理意義。
運動平臺以右手XYZ直角坐標系為標準,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為軸旋轉的運動稱為滾動(Roll),以Y為軸旋轉的運動稱為俯仰(Pitch),以Z為軸旋轉的運動稱為偏擺(Yaw),以上三個參數如圖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,但是由于導軌、傳動裝置、加工精度等影響會導致平臺中心偏離Y軸,產生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),以上兩個參數如圖2(b)所示。


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

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