कोई भी प्रणाली सभी के लिए सही नहीं है।

घटक जो आपके उच्च-सटीकता स्थिति प्रणाली को बनाते हैं-आधार और बीयरिंग, स्थिति-मापने वाली प्रणाली, मोटर-और-ड्राइव सिस्टम, और नियंत्रक-के साथ-साथ एक साथ काम करना चाहिए। भाग 1 में हमने सिस्टम बेस और बीयरिंग को कवर किया। यहां, हम स्थिति माप को कवर करते हैं। भाग 3 चरण, ड्राइव और एनकोडर डिजाइन को कवर करेगा; ड्राइव एम्पलीफायर; और नियंत्रक।

स्थिति मापने की प्रणाली

आम तौर पर, आप नियंत्रकों को "ओपन-लूप" या "बंद-लूप" के रूप में वर्गीकृत कर सकते हैं। ओपन-लूप नियंत्रकों के साथ (आमतौर पर स्टेप मोटर्स के साथ उपयोग किया जाता है) हर आवेग जो नियंत्रक उत्सर्जित करता है, एक निश्चित स्लाइड विस्थापन का कारण बनता है। हालांकि, यह निर्धारित करने का कोई साधन नहीं है कि विस्थापन कितना बड़ा रहा है। उदाहरण के लिए, 500 दालों को उत्सर्जित किया जा सकता है, लेकिन स्थिरता, बॉल-स्क्रू सहिष्णुता, हिस्टैरिसीस, घुमावदार त्रुटियों और इसके बाद, तालिका केवल 498 दालों के लिए स्थानांतरित हो सकती है। एक बड़ा नुकसान यह है कि कोई स्थिति त्रुटि सुधार नहीं होता है।

एक बंद-लूप सिस्टम, या सर्वो सिस्टम में, एक स्थिति एनकोडर नियंत्रक को प्रतिक्रिया प्रदान करता है। स्लाइड की सटीक वांछित स्थिति तक पहुंचने तक नियंत्रक मोटर नियंत्रण संकेत भेजना जारी रखता है।

ऊपरी चित्रण में कोई स्थिति प्रतिक्रिया के साथ एक स्लाइड, स्लाइड स्थिति को मापने के लिए तीन सामान्य तरीकों के बाद:
• स्थिति एनकोडर मोटर या बॉल-स्क्रू शाफ्ट पर घुड़सवार।
• रैखिक एनकोडर स्लाइड पर घुड़सवार।
• स्लाइड पर लगे दर्पण के साथ लेजर इंटरफेरोमीटर।

पहली विधि में, स्लाइड स्थिति को अप्रत्यक्ष रूप से मापा जाता है - स्थिति एनकोडर ड्राइव शाफ्ट पर माउंट करता है। स्लाइड और स्थिति एनकोडर के बीच यांत्रिक घटकों में सहिष्णुता, पहनने और अनुपालन वांछित और सच्चे स्लाइड पदों के बीच विचलन की ओर ले जाता है। बॉल स्क्रू के साथ संयुक्त, बेस्ट में स्लाइड सटीकता बॉल-स्क्रू सटीकता द्वारा सीमित है। विशिष्ट सटीकता ± 5 से ± 10 मिमी/300 मिमी यात्रा होती है।

अधिकांश रैखिक मापने वाले सिस्टम में एक सटीक ग्लास स्केल और एक फोटोइलेक्ट्रिक मापने वाला सिर होता है। या तो पैमाना या सिर सीधे चलती स्लाइड से जुड़ता है और सीधे स्लाइड की स्थिति को मापता है। न ही त्रुटियों को BallScrew अशुद्धियों द्वारा पेश किया जाता है। पैमाने के लिए विशिष्ट सटीकता ही ± 1 से ± 5 मिमी/मी है। यह मापने वाले स्थान पर ही स्लाइड की सटीकता भी है।

स्टेज लोड (जिसकी स्थिति सटीकता वह है जो हम वास्तव में रुचि रखते हैं) हमेशा माप पैमाने से कुछ दूरी पर होता है, जो आंदोलन की दिशा के लिए लंबवत एक दिशा में मापा जाता है, क्योंकि अधिकांश एन्कोडर स्लाइड के नीचे स्थित होते हैं, लेकिन लोड शीर्ष पर है । यह स्टैक्ड चरणों के साथ और भी अधिक स्पष्ट है। एक कदम के दौरान, यदि स्लाइड कुछ हद तक झुकती है, क्योंकि असर के तरीकों की सीधीता में विचलन, उलट त्रुटियों, और इसके बाद, लोड बनाम एनकोडर की स्थिति के सापेक्ष एक विचलन बनाया जाता है।

एक बड़े ऑफसेट के साथ एक छोटी कोणीय त्रुटि, जैसे कि आप स्टैक्ड एक्सवाई चरणों में पाते हैं, स्केल की अशुद्धि के गुणन को जन्म दे सकते हैं। दूसरे शब्दों में, एक मापने का पैमाना केवल उस साइट पर सही स्थिति की जानकारी प्रदान करता है जहां मापने वाला सिर संलग्न करता है।

सटीक रोल विशेषताओं के साथ एक गति चरण, उदाहरण के लिए, लगभग ± 5 चाप सेक की विशिष्ट कोणीय त्रुटियों को दर्शाता है। (1 आर्क सेक = 1/3,600 डिग्री या लगभग 5 μrad।) लोड और स्केल के बीच 100 मिमी की दूरी के लिए, इससे ± 2.5 मिमी की स्थिति त्रुटि होती है!

अत्यंत सटीक अनुप्रयोगों के लिए, विमान मिरर के साथ लेजर-इंटरफेरोमीटर पोजिशनिंग फीडबैक सिस्टम सबसे अच्छा विकल्प है। एक हीलियम की तरंग दैर्ध्य- नियॉन लेजर, 632.8 एनएम, एक मानक के रूप में कार्य करता है। एक नैनोमीटर 1 × 10-9 मीटर है। एक स्थिर लेजर स्रोत के लिए लगभग ± 0.1 मिमी/एम की सटीकता संभव है, λ/1,024 या 0.617 माइक्रोन तक संकल्प के साथ। लैम्ब्डा (λ) प्रकाश की तरंग दैर्ध्य है।

एक मुख्य लाभ यह है कि दर्पण लोड की साइट पर हो सकते हैं; यही है, जहां सटीकता वास्तव में महत्वपूर्ण है। अब्बे त्रुटियों को समाप्त कर दिया जाता है। मिरर फ्लैट, आमतौर पर सबमाइक्रोन रेंज में, रैखिकता को निर्धारित करता है जिसके साथ स्लाइड चलती है।

इसके अलावा, क्योंकि एक XY चरण के लिए गति को गति के विमान के बाहर एक निश्चित बिंदु के लिए संदर्भित किया जाता है, प्रतिक्रिया XY सिस्टम के किसी भी आउट-ऑफ-स्क्वायरनेस के लिए स्वचालित रूप से क्षतिपूर्ति करती है, क्योंकि यह स्लाइड को एक निश्चित दूरी पर रखता है।

हवा में प्रकाश की तरंग दैर्ध्य हवा में प्रकाश की गति पर निर्भर करती है, जो अन्य चीजों के साथ हवा के तापमान, दबाव और सापेक्ष आर्द्रता का एक कार्य है। जब आप एक मापने के पैमाने का उपयोग करते हैं, तो पैमाने सामग्री के विस्तार के कारण एक तापमान परिवर्तन माप त्रुटियों में परिणाम होता है। कांच और स्टील के तराजू के लिए विशिष्ट विस्तार गुणांक 8 और 10 मिमी/मीटर प्रति डिग K हैं। लेजर इंटरफेरोमीटर के साथ, जहां एक स्थिर वातावरण बनाए नहीं रखा जा सकता है, आप वैकल्पिक स्वचालित मुआवजा घटकों के साथ वायुमंडलीय परिवर्तनों के लिए सही कर सकते हैं।