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白皮书

提高定位系统3D精度的前三种方法

RJ HARDT
3D计量系统总监

定位系统用于几乎每一个自动化高精度制造过程。许多这些过程发生在3D中。一些示例包括将部分表面的表面定位为100%检查和激光切割沿复杂的3D路径的特征。对于这些类型的方法,由于定位系统在3D空间内呈现的附加误差,因此在微米和纳米方面难以实现制造公差。然而,在空间定位精度或3D精度方面说话时,存在一些基本的考虑因素,可以采取增加机器设计师成功达到公差目标的机会。

1:添加更多僵硬 - 机械工程师最好的朋友

刚度是一个定位系统,因为睡眠是新父母。有些方法可以弥补缺乏它,但没有它,工作变得更加困难。向机械设计添加刚度将增加运动重复性,这反过来又使得能够更容易实现高3D精度。随着术语意味着,不可重复运动是不能通过软件校准和校正表(参见#3)无法预测和补偿的运动。

此外,有许多方向,其中需要改善刚度以实现高3D精度目标。对于您添加到定位平台的每个运动轴,6度自由(D.O.F)有错误动作。如果你的过程需要6个运动轴怎么办?好吧,现在你现在有6个d.o.f次6轴,或36个错误来源担心!添加更多刚度可以减少下面所示的空间定位误差的5个源。

图1.在单个线性运动轴上显示6个潜在误差源中的5个。第六个误差是“轴的可重复性”或用于测量轴本身位置的反馈设备的精度。

2:在工作点添加反馈 - 准确的信息我们需要它

另一种成功提高定位系统的3D精度的方法是合并减少ABBE错误量的反馈机制。减少ABBE误差同样简单地减少定位机械的反馈设备与您正在使用的空间中的工作点之间的距离。例如,假设您有一个携带部分的XY定位系统,并说您在XY定位系统上方100mm的空间中的点处的该部分发生在该部分发生的情况。在XY力学上方添加第二反馈源,其上方为100mm将为运动轴提供有价值的信息,并允许它们补偿可能存在的ABBE错误。

图2. ABBE偏移处的ABBE错误的图形表示。
图3.使用干涉仪反馈在工作平面上的XY定位系统,以最大限度地减少工作点处的ABBE错误影响。

3:使用校准和校正表 - 有用的最后手段

当所有其他人都失败时,我们可以通过使用校准技术和校正表来试图纠正3D定位错误。这些方法由许多设计人员算上,以纠正固有的限制力学和驱动机制。在实践中,将使用高分辨率测量装置来测量运动轴的实际位置,因为它通过行驶命令。计算实际测量和命令测量之间的差异并将其添加到校正文件中。现在,下次轴被命令移动相同的距离,它将基于外部测量设备拍摄的实际测量来纠正自身。校准是一个离线过程,只适用于可重复的错误。

图3.显示在指定的工作高度下由激光干涉仪校准的线性运动轴。

结论

既然你知道这三种方法可以提高3D精度,你用运动控制和定位供应商拥有的下一个对话将更有意义。亚博微信vip群确保您了解选择不僵硬的机械设计的后果,指定没有第二源反馈来源的设备,并使用在您关心的工作点未校准的定位系统。如果您需要任何进一步的帮助以在您的过程中实现更好的3D定位准确性,我们可以帮助。

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