Складові похибки позиціонування. Розрахункова робота з Спеціальні механізми оптико механічних та мехатронних систем. Робота № 524294

Перехід до торгівельного партнера Binance

Складові похибки позиціонування

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

Не вказано

Факультет:

РТ

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2024

Тип роботи:

Розрахункова робота

Предмет:

Спеціальні механізми оптико механічних та мехатронних систем

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

Похибка позиціонування обертального стола Складові похибки позиціонування Використання в пристроях позиціонування високоточних оптичних масштабів разом із оптоелектронними перетворювачами дало змогу реалізувати точний зворотній зв’язок і цим самим суттєво покращити точнісні характеристики пристроїв позиціонування: збільшити роздільну здатність і усунути більшість систематичних складових похибок, зокрема таких, як гістерезис, відхилення зворотнього ходу і похибки тягового ґвинта [1]. Але, оскільки в складних механізмах, якими є пристрої позиціонування, навіть при прецизійному виготовленні механічних компонентів не вдається повністю обмежити всі небажані ступені свободи рухомих елементів, бо існують джерела похибок, котрі не вдається скомпенсувати або ж для компенсації впливу котрих необхідно застосовувати додаткові технічні і алгоритмічні заходи. Зокрема, типовою похибкою обертального стола є похибка кутового позиціонування (рис. 1), яка при компенсування її постійної складової зводиться до точності відтворення заданої позиції [2]. Рис. 1: Зв’язок між похибкою кутового позиціонування  і зумовленим нею лінійним переміщенням  залежним від відстані до осі обертання r Типовими прикладами складових похибки позиціонування, зумовлених небажаними ступенями свободи конструкційних елементів, є биття (англ. wobble - кутове відхилення  осі обертання за один оберт) і зумовлена ним синусна похибка  в точці на висоті h від поверхні стола, осьові відхиленням осі обертання, а також радіальні девіації і ексцентриситет (інакше її називають похибкою центрування - відхилення центру обертання від середньої позиції стола, що виникає під час обертання) (рис. 2). Серед складових похибки обертального стола вирізняють також косинусну похибку (зумовлена неточністю позиціонування масштабу) і відхилення, зумовлені ефектом теплового розширення елементів конструкції. Рис. 2: Похибки обертального стола (джерело: Newport Corporation) При аналізуванні складових похибок виникає проблема їх впорядкування за напрямом відхилення і зведення кутових відхилень до лінійних зміщень у метричних координатах. Стандарт EN ISO 10360-3 є містком, який пов’язує компоненти похибки вздовж певних напрямків з похибками конструкційних параметрів і відповідними відхиленнями у механіці руху обертального стола. Цей стандарт ділить усю сукупність відхилень обертального стола на три складові: танґенційну FT, осьову FA і радіальну FR (рис. 3), котрі залежать від відстані r від осі стола і від висоти h над поверхнею стола. Стандарт визначає також методику експериментального визначення згаданих складових похибок. Рис. 3: Компоненти похибки позиціонування згідно з EN ISO 10360-3 Приклад оцінювання похибки Аби серед великої кількості моторизованих обертальних столів можна було вибрати котрийсь для дослідного стенда було зроблено аналіз характеристик обертальних столів прецизійного класу, котрі використовуються у вимірювальних засобах, мікро-лазерних пристроях, ро́ботах і для напівпровідникових технологій. У табл. 1 зібрано вироби - представники таких фірм, як LINOS Photonics GmbH, Newport Corporation, Rockwell Automation і MICOS GmbH. За співвідношенням ціна/якість було вибрано стіл PRS-110 фірми Micos GmbH [3]. Його обладнано оптичною кутовою шкалою, котра разом із електронною схемою відслідковування позиції забезпечує зворотній зв’язок схеми керування мікрокрокового двигуна, що разом із точним механічним виконанням уможливлює прецизійне позиціонування. Табл. 1: Параметри моторизованих обертальних столів Фірма - виробник Micos GmbH Newport Corporation LINOS Rockwell Automation Inc. познач. виробу PRS-110 RV120HAT RT 120 ST DDR-150  - сер. знач. похибки кутового позиціонування 0,02° 0,005° 0,05° 0,006°  - двобічна відтворюваність 0,01° 0,001° 0,01° 0,0003°  - биття, мкрад ±15 20 ±8  - ексцентриситет, мкм ±2,5 4 ±2 f - відхилення від площинності, мкм ±2,5 5 допустиме навантаження, кг 10 10 11 11 Спробуємо оцінити танґенційну FT, осьову FA і радіальну FR компоненти похибки позиціонування, врахувавши, що відстань до осі обертання становить r = 50 мм. Танґенційна складова Танґенційна складова похибки позиціонування обертальним столом FT визначається неточностями кутового позиціонування. Цю складову можна оцінити за такими параметрами, як середнє значення похибки кутового позиціонування і межами відтворюваності позиції. При цьому, на відміну від однобічної відтворюваністі - здатності приймати задану позицію при підході з одного напрямку, двобічна відтворюваність має впливовіше значення, бо складається з похибок однобічної відтворюваності, гістерезису і мертвого ходу. Значення математичного сподівання танґенційної складової мм. Прийнявши закон розподілу похибки відтворюваності рівномірним середньоквадратичне відхилення цієї складової знайдемо як мм. Осьова складова Осьова складова зумовлена відхиленнями точок поверхні стола в часі руху від заданої площинності. В даному випадку, за припущення про рівномірність закону розподілу цієї похибки, її середньоквадратичне відхилення становить мм Радіальна складова Радіальна складова похибки позиціонування зумовлена такими відхиленнями у механіці руху обертального стола, як биття і ексцентриситет. Як відомо, похибка внаслідок биття прямо пропорційна віддаленню від поверхні стола [1], тому беремо найгірший випадок - коли найбільше віддалення від поверхні відповідає висоті деталі разом із висотою лещат, що становить h = 100 мм+ 50 мм=150 мм: мм, її середньоквадратичне відхилення мм. Середньоквадратичне відхилення похибки від ексцентриситету мм. Середньоквадратичне відхилення суми цих складових знайдемо як суму середньоквадратичних відхилень компонентів, тобто мм. Сумарна похибка позиціонування Середньоквадратичне відхилення загальної похибки позиціонування знайдемо як векторну суму знайдених її танґенційної, осьової і радіальної складових, що становить мм. Математичне сподівання сумарної похибки позиціонування зумовлене самою похибкою кутового позиціонування і становить мм. [001] Tutorials: Motion [electronic resource] / Newport Corporation.- http://www.newport.com/servicesupport/Tutorials/ default.aspx [002] Pressel, Hans G. Genau messen mit Koordinatenmessgeraeten. Grundlagen und Praxistips für Anwender [Text] / Hans G. Pressel.- Expertverlag, 2003.- 154 S. [003] Precision Rotation Stage PRS-110 [electronic resource] / Mechanische Instrumente Optische Systeme GmbH.- http://www.micos.ws/PRS_110.html

Розрахункова робота Спеціальні механізми оптико механічних та мехатронних систем

iwan91

23.05.2013 14:05-

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись