影響超精密運動平台定位精度的因素分析

一、檢測係統對運動平台定位精度的影響

數控設備的檢測係統通常由光柵尺、編碼器、感應同步器等常用的位置檢測元件組成。檢測元件主要是檢測平台運動機構的運動位置並且將檢測值反饋給控製器或相關伺服電機。

檢測元件對運動平台定位精度的影響主要表現在以下三個方麵：

1、當檢測元件的安裝位置在使用中出現聯接鬆動時，這時候檢測元件檢測的位置信號會出現異常，從而影響位置控製精度。

2、當檢測元件受到灰塵、油汙汙染時，會導致檢測到的位置信號丟失，從而影響位置控製精度。

3、當檢測元件本身的工作穩定性不好時，其檢測的數據也將不穩定，從而影響定位精確度。

二、伺服係統對運動平台定位精度的影響

伺服控製係統的控製精度對運動平台影響巨大，在伺服控製係統控製精度達到運動平台控製精度的前提下，伺服控製係統對運動平台定位精度的影響主要表現在伺服係統的參數設定方麵[2]。其中主要包括位置環增益，速度換增益和加減速等參數的設置。

伺服係統的位置環增益主要影響驅動電機的跟隨誤差，位置環增益不能設置的過高，也不能設置的過低。如果位置環增益設置過高的話，會使機台出現震動現象，如果位置環增益設置太低，會使係統的跟隨能力大大降低，從而影響定位精度，而且，位置環與速度環是相互影響的。

伺服係統的速度環增益主要控製電機的運轉速度，合理的速度環增益可以起到消除穩態誤差的作用。但是，速度環增益如果設置過高，會使機器出現震蕩現象；如果速度環增益設置過低又會使電機出現爬行現象。從而影響平台的定位精度。

伺服電機的加減速曲線設置直接關係到運動控製平台的定位精度，合理的加減速曲線設定可以在保證運動平台運行穩定的前提下提高運動平台的定位精度。如果加減速度設置的過大，機台的定位精度提高，但是運動平台啟停時會出現抖動的現象。如果加減速度設置過低，運動平台運啟停時比較平穩，但是定位精度會下降。

三、傳動係統對運動平台定位精度的影響。

傳動係統的傳動精度直接影響運動平台定位係統的精度。當傳動機構采用滾珠絲杆機構時，滾珠絲杆的製造精度，靈敏性和穩定性將影響傳動機構的傳動精度。其對運動平台定位精度的影響主要表現在：

1、當滾珠絲杆的製造精度達不到要求時，傳動係統的傳動精度將達不到係統要求，從而影響運動平台的定位精度。

2、當滾珠絲杆支撐軸的壓覆壓合不良、滾珠絲杆支撐軸破損、驅動電機與滾珠絲杆聯軸器鬆動、滾珠絲杆潤滑不良、滾珠絲杆螺母副滾珠有破損時都將直接影響滾珠絲杆的傳動精度，進而影響運動平台的定位精度。

當傳動機構采用直線電機時，導軌的直線度將直接影響傳動機構的傳動精度。運動平台由於長時間的運行，會導致數控設備的各係統部件產生應力變形，這將改變運動平台的導軌幾何精度。當導軌的水平度和平行度發生變形時，會加大運動平台上導軌與滑體之間的接觸力和摩擦力，這必然會導致運動平台上滑體和導軌之間的各個配合麵出現不均勻的間隙，從而導致運動平台導軌直線度降低，進而降低運動平台的定位精度。

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