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精密气浮直线台误差分析
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精密气浮直线台误差分析
来源:
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作者:
topphotonics
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发布时间:
2022-02-11
|
550
次浏览
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随着科技行业的发展,对于机械运动控制精度的要求日益提高,越来越多的直线运动平台和龙门系统开始采用气浮轴承技术。当讨论直线平台的时候,以行驶的汽车为例,几个典型的误差经常被用来衡量平台的精度高低:
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直线度 / Straightness
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平面度 / Flatness
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俯仰 / Pitch
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偏摆 / Yaw
▪
翻滚 / Roll
▲ Figure 1,线性平台的典型误差
以LAB公司为瑞士国家计量院(Federal Institute of Metrology METAS,www.metas.ch)提供的用于三维计算机断层成像检测(3-Dimensional Computed Tomograph)的4轴系统为例(图2),详细介绍一下气浮直线平台的典型参数。
该平台由一个双气浮X轴,一个气浮Z轴和一个气浮转台组成。双X轴的行程为1000mm,Z轴行程为300mm,Z轴上的气浮转台直径150mm。该平台被用来以亚微米的分辨率测量毫米和厘米尺寸的工件,并以此来进行X-ray CT检测以及测量的可追溯性的相关研究。
图4a展示了用于测量Z轴的直线度(TZX)和角度误差(RZY)的方法,图4b的具体测量结果显示,300mm行程的气浮Z轴的几个典型精度误差为:
▪
行程300mm
▪
水平方向直线度 ± 0.2µm(全行程)
▪
垂直方向直线度 ± 1µm(全行程)
▪
俯仰Pitch ± 7µrad(全行程)
▪
偏摆Yaw ± 2µrad(全行程)
图5展示了双X轴的相关参数的具体测量方法,测量结果如图6所示:
▪
行程1000mm
▪
直线度± 0.4µm(全行程)
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平面度± 0.4µm(全行程)
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俯仰Pitch± 2µrad(全行程)
▪
翻滚Roll± 3µrad(全行程)
▪
偏摆Yaw± 3µrad(全行程)
以上我们通过METAS的X-ray CT检测系统的实际测量结果,呈现了气浮轴承直线平台在精度方面的优势。当然整个系统的集成技术也尤为关键,例如确保X轴与Z轴的垂直度。另外双X轴所在的大理石平台以及隔振系统为整个系统提供了支撑,可有效的消除震动并确保长期的热稳定性和机械稳定性。
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