어느 누구도 모두에게 옳지 않습니다.

기본 및 베어링, 위치 측정 시스템, 모터 및 드라이브 시스템 및 컨트롤러를 구성하는 구성 요소는 가능한 한 함께 작동해야합니다. 1 부에서는 시스템베이스와 베어링을 다루었습니다. 여기서는 위치 측정을 다룹니다. 파트 3은 무대, 드라이브 및 인코더 디자인을 다룹니다. 드라이브 앰프; 그리고 컨트롤러.

위치 측정 시스템

일반적으로 컨트롤러를 "오픈 루프"또는 "폐쇄 루프"로 분류 할 수 있습니다. 오픈 루프 컨트롤러 (일반적으로 스텝 모터와 함께 사용)를 사용하면 컨트롤러가 방출하는 모든 충동으로 인해 특정 슬라이드 변위가 발생합니다. 그러나 변위가 얼마나 큰지 결정할 수단은 없습니다. 예를 들어, 500 개의 펄스가 방출되었을 수 있지만, 스테이션, 볼 스크류 내성, 히스테리시스, 와인딩 오류 등으로 인해 테이블은 498 개의 펄스에 대해서만 이동했을 수 있습니다. 주요 단점은 포지셔닝 오류 수정이 발생하지 않는다는 것입니다.

폐쇄 루프 시스템 또는 서보 시스템에서 위치 인코더는 컨트롤러에 피드백을 제공합니다. 컨트롤러는 슬라이드의 정확한 원하는 위치에 도달 할 때까지 모터 제어 신호를 계속 보냅니다.

상단 그림에 위치 피드백이없는 슬라이드, 슬라이드 위치를 측정하기위한 세 가지 일반적인 방법이 이어집니다.
• 모터 또는 볼 스크류 샤프트에 인코더를 장착합니다.
• 슬라이드에 선형 인코더가 장착되었습니다.
• 슬라이드에 미러가 장착 된 레이저 간섭계.

첫 번째 방법에서는 슬라이드 위치가 간접적으로 측정됩니다. 위치 인코더는 구동 샤프트의 마운트입니다. 슬라이드와 위치 인코더 사이의 기계적 구성 요소의 공차, 마모 및 준수는 원하는 슬라이드 위치와 실제 슬라이드 위치 사이의 편차로 이어집니다. 볼 스크류와 결합하여 슬라이드 정확도는 볼 스크류 정확도로 제한됩니다. 전형적인 정확도는 ± 5 ~ ± 10 mm/300mm 여행입니다.

대부분의 선형 측정 시스템은 정확한 유리 스케일과 광전자 측정 헤드로 구성됩니다. 스케일 또는 헤드가 움직이는 슬라이드에 직접 부착되고 슬라이드 위치를 직접 측정합니다. Ballscrew 부정확성에 의해 오류가 도입되지 않습니다. 스케일 자체의 전형적인 정확도는 ± 1 ~ ± 5 mm/m입니다. 이것은 또한 측정 헤드 위치에서 슬라이드 자체의 정확도이기도합니다.

스테이지 하중 (위치 정확도는 우리가 정말로 관심이있는 것)은 항상 측정 스케일과 약간의 거리이며, 대부분의 인코더가 슬라이드 아래에 있지만 하중이 상단에 있기 때문에 움직임 방향에 수직으로 측정됩니다. . 이것은 쌓인 단계로 더욱 두드러집니다. 이동하는 동안, 슬라이드가 베어링 방식의 직선 편차, 반전 오류 등으로 인해 다소 기울어지면, 하중의 위치와의 인코더가 생성된다.

쌓인 XY 단계에서 찾은 것과 같이 큰 오프셋의 작은 각도 오류는 스케일 부정확성을 곱할 수 있습니다. 다시 말해, 측정 척도는 측정 헤드가 부착 된 사이트에서만 올바른 위치 정보를 제공합니다.

예를 들어, 정밀 롤 특성을 갖는 운동 단계는 약 ± 5 아크 SEC의 전형적인 각도 오차를 보여준다. (1 아크 초 = 1/3,600도 또는 약 5 μrad.) 하중과 스케일 사이의 100mm 거리의 ​​경우 ± 2.5 mm의 위치 오차가 발생합니다!

매우 정확한 응용 분야의 경우, 평면 미러가 장착 된 레이저 인터페퍼 미터 포지셔닝 피드백 시스템이 최선의 선택입니다. 632.8 nm의 헬륨 네온 레이저의 파장은 표준 역할을합니다. 나노 미터는 1 × 10-9 미터입니다. 안정화 된 레이저 소스의 경우 약 ± 0.1 mm/m의 정확도가 가능하며 최대 λ/1,024 또는 0.617 μm의 해상도가 가능합니다. Lambda (λ)는 빛의 파장입니다.

주요 장점은 거울이 하중 부위에있을 수 있다는 것입니다. 즉, 정밀도가 정말로 중요한 곳입니다. Abbé 오류가 제거됩니다. 서브 미크론 범위의 미러 평탄도는 슬라이드가 움직이는 선형성을 결정합니다.

또한 XY 단계의 움직임은 운동 평면 외부의 고정점으로 참조되므로 피드백은 슬라이드를 고정 거리로 유지하기 때문에 XY 시스템의 평소성에 대해 자동으로 보상됩니다.

공기 중의 빛의 파장은 공기의 빛의 속도에 따라 기온, 압력 및 상대 습도의 기능입니다. 측정 척도를 사용하면 온도 변화가 스케일 재료의 확장으로 인해 측정 오류가 발생합니다. 유리 및 강철 스케일의 일반적인 팽창 계수는 DEG K 당 8 및 10 mm/m입니다. 안정적인 환경을 유지할 수없는 레이저 간섭계를 사용하면 옵션 자동 보정 구성 요소를 사용하여 대기 변화를 수정할 수 있습니다.