影响超精密运动平台定位精度的因素分析

一、检测系统对运动平台定位精度的影响

数控设备的检测系统通常由光栅尺、编码器、感应同步器等常用的位置检测元件组成。检测元件主要是检测平台运动机构的运动位置并且将检测值反馈给控制器或相关伺服电机。

检测元件对运动平台定位精度的影响主要表现在以下三个方面：

1、当检测元件的安装位置在使用中出现联接松动时，这时候检测元件检测的位置信号会出现异常，从而影响位置控制精度。

2、当检测元件受到灰尘、油污污染时，会导致检测到的位置信号丢失，从而影响位置控制精度。

3、当检测元件本身的工作稳定性不好时，其检测的数据也将不稳定，从而影响定位精确度。

二、伺服系统对运动平台定位精度的影响

伺服控制系统的控制精度对运动平台影响巨大，在伺服控制系统控制精度达到运动平台控制精度的前提下，伺服控制系统对运动平台定位精度的影响主要表现在伺服系统的参数设定方面[2]。其中主要包括位置环增益，速度换增益和加减速等参数的设置。

伺服系统的位置环增益主要影响驱动电机的跟随误差，位置环增益不能设置的过高，也不能设置的过低。如果位置环增益设置过高的话，会使机台出现震动现象，如果位置环增益设置太低，会使系统的跟随能力大大降低，从而影响定位精度，而且，位置环与速度环是相互影响的。

伺服系统的速度环增益主要控制电机的运转速度，合理的速度环增益可以起到消除稳态误差的作用。但是，速度环增益如果设置过高，会使机器出现震荡现象；如果速度环增益设置过低又会使电机出现爬行现象。从而影响平台的定位精度。

伺服电机的加减速曲线设置直接关系到运动控制平台的定位精度，合理的加减速曲线设定可以在保证运动平台运行稳定的前提下提高运动平台的定位精度。如果加减速度设置的过大，机台的定位精度提高，但是运动平台启停时会出现抖动的现象。如果加减速度设置过低，运动平台运启停时比较平稳，但是定位精度会下降。

三、传动系统对运动平台定位精度的影响。

传动系统的传动精度直接影响运动平台定位系统的精度。当传动机构采用滚珠丝杆机构时，滚珠丝杆的制造精度，灵敏性和稳定性将影响传动机构的传动精度。其对运动平台定位精度的影响主要表现在：

1、当滚珠丝杆的制造精度达不到要求时，传动系统的传动精度将达不到系统要求，从而影响运动平台的定位精度。

2、当滚珠丝杆支撑轴的压覆压合不良、滚珠丝杆支撑轴破损、驱动电机与滚珠丝杆联轴器松动、滚珠丝杆润滑不良、滚珠丝杆螺母副滚珠有破损时都将直接影响滚珠丝杆的传动精度，进而影响运动平台的定位精度。

当传动机构采用直线电机时，导轨的直线度将直接影响传动机构的传动精度。运动平台由于长时间的运行，会导致数控设备的各系统部件产生应力变形，这将改变运动平台的导轨几何精度。当导轨的水平度和平行度发生变形时，会加大运动平台上导轨与滑体之间的接触力和摩擦力，这必然会导致运动平台上滑体和导轨之间的各个配合面出现不均匀的间隙，从而导致运动平台导轨直线度降低，进而降低运动平台的定位精度。

转载请注明出处。