CNC影像测量仪产生误差的原因分析

CNC影像测量仪产生误差的原因分析

 

    长久以前，亿辉光电除了研发影像测量仪，大行程影像测量仪等新产品之余，还会分析一些客户提出的问题，如影像测量仪产生误差的原因，这篇文章里，我们会简单的对CNC影像测量仪测量系统的一些误差现象加以探讨分析，并提出了两个预防和补偿误差的方案，以提高CNC影像测量仪运行精度。

 

1.定位误差

 

    若要对运动平台进行分析，必须先了解平台运动时可能发生的各种定位误差。以下这些误差来源即XYZ三轴中每一轴的定位精度和运行姿态所造成，下图所示即为X轴方向上移动时该轴的位置受到下列六个因素。

    线性位置：平台应该达到的目标位置却没有达到所造成的定位滑移误差。

    水平误差：X轴的水平方向上的偏移扭动误差。

    垂直误差：X轴的垂直方向上的偏移扭动误差。

    俯仰：X轴绕着水平轴旋转的姿态误差。

    转动：X轴的旋转姿势误差。

    摇动：X轴绕着垂直轴旋转的姿势误差。

影像测量仪定位误差.

 

    机械结构的反向间隙误差:对于运动平台，导轨的精密度对定位的影响能力是不容忽视的。工作台是沿着导轨的导轨面而运动，若是导轨没有一定的精密度则平台要达到精密定位是相当困难的。一般用于精密定位平台的支持面以V- V的型号，但是在支撑面存在着三种不同的几何精度:导轨在垂直面的直度，导轨在水平面的直度和两导轨的平行度，因此若平台在做精密定位时使用接触式的导轨就必须要注意这三种几何精度所造成的误差。

 

     滚珠丝杆螺母副的轴向间隙是螺母副在静止时丝杆与螺母之间的最大轴向窜动量，这个窜动量包括结构本身的游隙以及轴向加载后弹性变形造成的窜动。滚珠丝杆螺母副的轴向间隙直接影响其传动刚度和传动精度，尤其是反向间隙会造成在平台反向运动时，电机空走而工作台不运动，从而造成闭环系统的位置环振荡不稳定。一般对于双向螺距补偿，该值已经包含了反向间隙，因此，此时不需设置反向间隙的补偿值。

 

    机械结构的螺距误差:螺距的误差也是滚珠丝杆螺母副在投入使用时调整的重要对象。在进行螺距误差补偿时，应使用高精度的检测仪器(如激光干涉仪)，这样可以先测量误差后再补偿误差量，进行完误差量补偿后再重新进行测量：并可按照相应的分析标准对测量数据进行分析，直到达到平台对定位精度和重复定位精度的要求范围。

 

 

2.其他误差

 

    运动平台是否能精密定位除了控制系统之外，对于机械系统因为设置不当或者人为、外在环境等因素而造成测量上有所偏差也是影响定位的重要指标。下面例举的几点对可能造成误差的现象做了分析。

 

   环境因素：环境因素中最常出现的误差原因有机器振动和热变形。热变形误差通常发生在室温的改变、人体的接触等情形。因此若要减少这种误差现象应该尽量保持室内在恒温恒湿之下，同时不要直接以手接触平台而意外施加压力。

 

    油污及水污染光栅尺面会破坏光栅尺线条纹分布，引起测量误差。

 

     人为与机械因素：如上一条所说，因为意外对机械产生的外力可能会造成不同程度的变形误差。

 

    另外改动主栅尺与副栅尺的相对间距，可能破坏光栅传感器的精度；补偿模型的拟合误差也是造成补偿误差的主要因素。消除该项误差需要对编制的程序做多次的校订和改进。比如说变量类型的设置；运算过程中的数值丢失等等。