Жодна система не підходить для всіх.

Компоненти, що складають вашу високу точну систему позиціонування-база та підшипники, система вимірювання позиції, система моторного та приводу та контролер-повинні працювати разом. У частині 1 ми покривали системну основу та підшипники. Тут ми охоплюємо вимірювання положення. Частина 3 покриє дизайн сцени, приводу та кодера; підсилювач приводу; і контролери.

Система вимірювання позиції

Як правило, ви можете класифікувати контролери як "відкритий цикл" або "закритий цикл". З контроллерами з відкритим циклом (як правило, використовуються з двигунами ступеня) кожен імпульс, який випромінює контролер, викликає певне зміщення слайдів. Однак немає засобів визначити, наскільки великим було переміщення. Наприклад, 500 імпульсів, можливо, були випромінюються, але через стікання, толерантність до кулі, гістерезис, помилки звивистої тощо, таблиця, можливо, перемістилася лише на 498 імпульсів. Основним недоліком є ​​те, що виправлення помилок позиціонування не відбувається.

У системі із закритим циклом або сервоосистемі кодер позиції забезпечує зворотній зв'язок контролеру. Контролер продовжує надсилати сигнали управління двигуном до тих пір, поки не буде досягнуто точне бажане положення слайда.

Слайд без зворотного зв'язку положення у верхній ілюстрації, а потім три загальні методи вимірювання положення слайда:
• Положення кодера, встановленого на валу двигуна або кульового скруту.
• Лінійний кодер, встановлений на слайді.
• Лазерний інтерферометр з дзеркалами, встановленими на слайді.

У першому методі положення слайдів вимірюється опосередковано - кодер положення кріпить на вал приводу. Толерантність, знос та відповідність у механічних компонентах між слайдом та кодером положення призводять до відхилень між бажаними та справжніми положеннями слайдів. У поєднанні з кульковим гвинтом, точність слайдів у кращому випадку обмежена точністю куля. Типові точності-± 5 до ± 10 мм/300 мм.

Більшість лінійних систем вимірювання складаються з точної скляної шкали та фотоелектричної вимірювальної головки. Або шкала, або голова кріпиться безпосередньо до рухомого слайда і вимірює положення слайда безпосередньо. Ні помилки не вводяться за допомогою неточностей Ballscrew. Типовими точністю для самої шкали є ± 1 до ± 5 мм/м. Це також точність самого слайда в розташуванні вимірювальної голови.

Навантаження на сцені (точність положення якого - це те, що нас насправді цікавить) - це завжди на деякій відстані від шкали вимірювання, вимірюється в напрямку, перпендикулярному напрямку руху, оскільки більшість кодерів розташовані під слайдом, але навантаження вгорі . Це ще більш виражено з складеними етапами. Під час переїзду, якщо слайд дещо нахиляється через відхилення в прямолінійності способів підшипників, помилок розвороту тощо, створюється відхилення відносно положення навантаження проти кодера.

Невелика кутова помилка з великим зміщенням, наприклад, ви знайдете на складених етапах XY, може призвести до множення неточності шкали. Іншими словами, вимірювальна шкала забезпечує правильну інформацію про положення лише на сайті, де кріпляється вимірювальна головка.

Наприклад, на етапі руху з точними характеристиками рулону показано типові кутові помилки приблизно ± 5 дуги сек. (1 дуга сек = 1/3600 град або приблизно 5 мкрад.) На відстані 100 мм між навантаженням і шкалою це призводить до похибки позиціонування ± 2,5 мм!

Для надзвичайно точних застосувань система зворотного зв'язку з лозер-інтерферометром із дзеркалами площини-найкращий вибір. Довжина хвилі лазера гелію, 632,8 нм, служить стандартом. Нанометр-1 × 10-9 метрів. Точність приблизно ± 0,1 мм/м для стабілізованого джерела лазера можлива, з роздільною здатністю до λ/1,024 або 0,617 мкм. Ламбда (λ) - довжина хвилі світла.

Основна перевага полягає в тому, що дзеркала можуть бути на місці навантаження; Тобто, де точність справді важлива. Помилки Abbé усуваються. Дзеркальна площина, як правило, в діапазоні субмікронів, визначає лінійність, з якою слайд рухається.

Крім того, оскільки рух на етапі XY посилається на фіксовану точку поза площиною руху, зворотній зв'язок автоматично компенсується за будь-яку позашкільну систему XY, оскільки він зберігає слайд на фіксованій відстані.

Довжина хвилі світла у повітрі залежить від швидкості світла у повітрі, що є функцією температури повітря, тиску та відносної вологості, серед іншого. Коли ви використовуєте вимірювальну шкалу, зміна температури призводить до помилок вимірювання через розширення масштабного матеріалу. Типові коефіцієнти розширення для скляних та сталевих лусочок - 8 і 10 мм/м на граду.