导读
通过一个例子,测试一下您对电动滑台精度的理解?
① 如果您的答案是正确的
通常可以选到一款合适的电动滑台产品;
② 若您的答案是错误的或回答不出来
那么请您在选择电动滑台时,仔细阅读本文或领取一本专业的“V10版”光机与自动化图册后,再做选择!
电动滑台也称为电动位移台,或简称为电移台、滑台、模组等,因其精度高、速度快、承载大、行程长等特点,而被广泛应用于科研、激光应用、全自动计量检测仪器设备、工业自动化等领域,以及实现真空、污染、无菌、辐射等环境下的自动位移控制。
Zolix电动滑台产品图
常见的电动滑台系统通常由三部分组成:电动滑台、电机驱动器、控制器。
电机驱动器及控制器主要决定驱动扭矩、加减速度、信号处理、使用功能(如扫描、圆弧插补)等性能参数,随着电机控制技术的提升,除了电动滑台机械部件以外,电机驱动器和控制器也从很大程度上影响电动滑台的振动、噪音及电动滑台的定位精度。而电动滑台作为整个系统的核心,系统的主要技术指标如:位移精度、行程、直线度、负载、稳定性、使用环境、外形尺寸等均由其决定。
由于电动滑台系统相对比较复杂,往往涉及到机械设计、电子技术、控制水平、加工能力、装配工艺等各个方面,所以电动滑台产品虽然被广泛应用,但是目前电动滑台的各项指标在国内也被深度混淆和误解,其中重要也是容易混淆的技术指标就是电动滑台的精度。
例:我们希望CXP系列电动滑台向前运动10.000mm,已知电动滑台的丝杠导程是1mm,电机的步距角1.8°,脉冲的细分数为8,那么:
Q1:需要给电机多少个脉冲?
A:16000个脉冲。
Q2:给了电机16000个脉冲(开环状况下),电动滑台是不是走了10.000mm?
A:不一定。开环情况下,运动方向的误差包括很多方面,我们分析可能的误差包括:
控制部分是否将16000 个脉冲全部发出?——控制器误差
若控制器将16000 个脉冲全部发出了,电机是否能全部响应?——电机响应误差
若电机响应了每一个脉冲,但每一个脉冲,电机都走得jing准吗?——电机精度误差
若电机每一步走得都很准,联轴器形变时可能“吃掉”一些旋转量——联轴器误差
螺杆开始旋转,螺杆和螺套中的滚珠可能有间隙——螺杆的空回
若螺杆没有空回,螺杆的导程为1mm,螺杆需要转10 圈,螺杆可能有位置偏差——螺杆的精度
所以,电动滑台的误差可能来源于各个环节,想提高电动滑台的轴向精度,可以考虑采用闭环的方式。
Q3:当我们采用分辨率为1μm的光栅尺做闭环控制,给电动滑台16000个脉冲后,光栅尺的读数为10.000mm,那么电动滑台确实运行了10.000mm吗?
A:不一定,虽然有光栅尺做闭环控制,但实际上仍然可能存在误差,此时的误差主要来自几个方面:一是光栅尺本身的精度误差;二是光栅尺和运动方向不严格平行时,引起的读数误差(余弦误差)。另外,还有反馈部分的控制精度等引起的误差。
Q4:假如在第三种情况下(分辨率1μm的光栅尺做闭环),该CXP电动滑台每次向前走10mm时,轴向方向的误差确实小于1μm(比如:我们用激光干涉仪测定),我们能说该电动滑台的“精度”为1μm吗?
A:不能。精度的概念很复杂,不能简单量化:
上述情况下,只表征了运动方向(轴向)的精度,非轴向的误差还有5 个分量,未进行表征。
上述情况应该表述为:该款CXP 电动滑台,在某种特定测试条件下,它正方向(向前)的“单向定位精度”为1μm,而不是“精度”。
通过上面的例子我们可以看出,电动滑台的精度,涉及到方方面面,不能简单地用“精度”这个指标来衡量。反过来说,您若看到某厂家的电动滑台所称轴向精度很高,但又未标称非轴向误差(平直度、直线度、俯仰、偏摆、转动等)的指标时,请特别注意,有可能存在误导。
CXP系列小尺寸高精密电动直线滑台图
电动滑台包括电动直线滑台、电动升降滑台、电动旋转滑台、电动摆动滑台、对位平台等多种形式,每一种形式都各有特点,卓立汉光可以提供国内精度高、品质好、种类全的电动滑台产品。
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