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以精确度到达

经过迈尔斯布达马尔|2019年8月30日

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一个新的测量概念旨在设定一项标准,承诺在运动控制系统中获得真实的精度。

比尔亨尼西•首席执行官/创始人•Alio Industries

技术进步通常需要对与他们相关的讨论的语言和性质进行根本和分支变化。

考虑电力的案例。当它在每个家庭中都可以使用时,如果人们继续在首选蜡烛方面延续而不是各种形式的灯泡的相对发光和长寿,那么它就会是不现实的。同样,当汽车开始出现并最终更换马车作为最有效的运输方式时,讨论自然地从最好的干草切换到饲料到不同形式的内燃的优点。

在不将这种类比延伸到断裂点,运动控制领域存在类似的偏移。新技术在精确方面推动了所认为可能的界限,这在一定程度上,这些技术必须改变,谈话的性质需要转移,以便将这项新技术与标准行业替代品区分开来。

在过去的几十年中,对六角体有更多的兴趣,以满足对多轴运动应用中的微米和亚微米水平精度的增加。Hexapod运动控制技术存在于超精密的运动控制端,并且它已成为静止工业应用的最佳运动控制解决方案。

更精确的运动控制的爆炸面积由行业对技术的需求推动,以改善生产过程。跨行业的重点是更智能,更小,更快的精密运动控制和定位设备,并且在激光微加工,微包装自动化,光学检查,半导体计量和光子组件测试和对准应用等领域的需求尤其高。

昆虫

Alio专利的混合六角形在其完整的工作区中的任何位置都具有小于100nm的3D点精度。通过该信息,具有苛刻的计量应用程序的用户可以极其自信地对其不确定性测量误差商非常有信心。

一个关键的关键领域是运动控制过程供应商如何描述可实现的精度水平。标准行业思想谈论微米和亚微米精度,但点精度的思想是一种新的和更有效的测量和量化运动系统方法。

精确意味着什么?
通常,在运动控制行业中使用“精确”这个方式的方式可能是模糊的。类似的混乱环绕术语,如“分辨率”和“准确性”,通常部署,暗示一个产品提供卓越的精度或准确性。

在运动控制领域,焦点应该是并且必须更加严格的标准,我们的意思是重复性和准确性。此外,案例通常是标准六角形的精度要求基于最佳或理想的条件,通常是单向一个轴数。这些数字通常不会在所有六轴误差引用中或间隙中的因素,这是由于每个腿的压缩和张力导致所有运动的总误差。这可以使权利要求精确嫌疑人。然而,参考微米,亚微米或纳米精度等术语给出精度或精度图,提供了更多地洞察所要求的精确程度。

点精度:基础知识
点精度的概念包括每个轴的所有六个误差自由度,保证完整工作包络中的精确点。

这是它的工作原理:

附着到线性或角度运动轴的功能点的可重复性通常被指定为一维线性测量。然而,功能点(线性,直线度和平坦度重复性)的三维可重复性对于许多应用至关重要。使用现有方法和设备可以实现特征在指定目标位置的三维空间中的功能点的可重复性,例如:6d激光测量系统,激光跟踪器,柔和的角度干涉仪等。然而,测量不确定性可能是太高,设备可能太昂贵且太大,并且通过一些方法和设备,在三个方向上测量可重复性可能太耗了。

点精度

点精度的概念将任何所需工作位置的所有误差源包含在有意义的三维值中。

“点重复性”的概念是对三维空间重复性的度量,提出了一种利用位移传感器快速表征三个方向(X,Y,Z)重复性的简化方法。该方法能够在纳米水平上以适当的不确定比表征目标位置的重复性。测试装置和设备是通用的,性价比高,可以快速设置测试高精度角轴和线轴。

该方法是针对单轴系统提出的。然而,多轴系统的潜在应用也值得注意,因为它捕获了统计上显著的重复性误差,当多轴系统以每个轴为基础时,这些误差往往被忽略。

运动系统的每个轴在六个自由度中具有错误,并且当表征三维空间中点的重复性时,所有误差源都具有统计学意义。测试方法被设计为是专注于收集附着在阶段的功能点的少数目标位置的重复性数据的X,Y和Z分布的简化方法。

可重复性

附在运动架上的功能点的X、Y和Z可重复性分量的表示。

所以点重复性可以被定义为运动系统将固定到阶段的功能点相对于固定的三维参考帧定位到目标位置的功能的量度。

在许多周期中,测试点位置将创建一个点的三维分布,分布的形状将因阶段或制造商而异。点重复性公差带是指在点重复性测试的目标位置周围,表征X、Y、Z分量重复性性能的三维公差带。X, Y, Z分量都是呈现出来的,所以实际的公差带几何形状和分布是已知的。

总结
有许多公司在微型和纳米制造领域工作,提供了促进创新的解决方案,并推进在更严格的精密工程应用中实现成功的机会。他们努力提供技术解决方案,促进更高的精度,这在行业中始终要求持续。

Alio采用了一种新的方法来解决缺乏明确存在于运动控制解决方案领域的清晰度。与点精度的NIST创作将提供未来的测量和量化运动系统在纳米精度面积的标准方法。

ALIO产业公司。
www.alioindustries.com


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