用電子表打個(gè)比喻吧,我們都知道,時(shí)針每小時(shí)變化一次,分針是每分鐘變化一次,秒針是每秒鐘變化一次。這里,時(shí)針的分辨率是一小時(shí),分針?lè)直媛适且环昼,秒針(lè)直媛适且幻腌姟?/div>
又比如說(shuō),同樣一筐蘋(píng)果,在路邊攤的桿秤稱,是兩斤半,拿到菜場(chǎng)的臺(tái)秤上稱,是兩斤四兩,放到超市的電子秤上,則是1180克,這里稱出的重量不同,是因?yàn)楦鞣N秤的分辨率不同,很顯然,電子秤的分辨率最高。
通常,系統(tǒng)分辨率,不單單取決于反饋系統(tǒng)的分辨率,比如光柵尺,或者其他位移傳感器的分辨率,而且還和傳動(dòng)系統(tǒng)有關(guān)系。
比如,用齒輪齒條傳動(dòng),如果沒(méi)有預(yù)壓,嚙合間隙會(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)間隙,使分辨率下降。
再比如,用滾珠絲杠傳動(dòng),如果沒(méi)有預(yù)壓,也會(huì)有傳動(dòng)間隙,使分辨率下降。
而用直線電機(jī),直接驅(qū)動(dòng),可以達(dá)到零間隙傳動(dòng),使得分辨率,接近位移傳感器的分辨率。
這里,之所以是接近,而不是等于,是因?yàn),它還和系統(tǒng)的連接剛性有一定的關(guān)系,剛度太小,系統(tǒng)太柔了,也會(huì)使得分辨率下降。
比如,用柔性體連接,當(dāng)線性馬達(dá)線圈,按照反饋系統(tǒng)的指令,走了一個(gè)微小距離,例如10um,但是系統(tǒng)的柔度太大,結(jié)構(gòu)變形吸收掉一部分距離,比如吸收掉2um,那么系統(tǒng)的分辨率就降低了,不是原來(lái)的10um,而是12um。
好了,關(guān)于分辨率,先說(shuō)這些。
接下來(lái),我們來(lái)說(shuō)說(shuō)定位精度。
定位精度:指的是你的機(jī)器設(shè)備停止時(shí),實(shí)際到達(dá)的位置,和你要求到達(dá)位置的誤差。
比如,你要求一個(gè)軸走100mm,結(jié)果實(shí)際上它走了100.01mm,多出來(lái)的0.01就是定位精度。
拿滾珠絲杠來(lái)說(shuō),你設(shè)定運(yùn)動(dòng)距離100mm,結(jié)果,100根絲杠的實(shí)際運(yùn)動(dòng)距離,為99.99mm到100.01mm,那么,可以說(shuō)其定位精度是0.02mm(100.01-99.99=0.02)。
當(dāng)然,實(shí)際的機(jī)器,不會(huì)只有一個(gè)軸,應(yīng)該是很多軸。
機(jī)器的定位精度,比這個(gè)復(fù)雜。
一般,要到達(dá)一個(gè)位置,需要多個(gè)軸協(xié)同運(yùn)動(dòng)。
整機(jī)系統(tǒng)的定位精度,除了和各個(gè)軸的定位精度有關(guān)外,還和系統(tǒng)的連接剛性,位移傳感器的精度、分辨率等因素有關(guān)系。
所以,上面的例子,只是為了方便理解。
說(shuō)完定位精度,接下來(lái),我們說(shuō)說(shuō)重復(fù)定位精度。
重復(fù)定位精度:指的是同一個(gè)位置,多次定位過(guò)去產(chǎn)生的誤差。
比如,你要求一個(gè)軸走100 mm,結(jié)果,第一次實(shí)際上它走了100.01mm,重復(fù)一次同樣的動(dòng)作,他走了99.99mm,這之間的誤差100.01-99.99=0.02mm,就是重復(fù)定位精度。
當(dāng)然,實(shí)際表示方法,都用±X表示,比如上面的誤差會(huì)表示成±0.01mm,也既是±(0.02/2)。
再比如,還是拿滾珠絲杠來(lái)說(shuō),一根絲杠設(shè)定運(yùn)動(dòng)距離100mm,運(yùn)動(dòng)100次,實(shí)際運(yùn)動(dòng)距離為99.988mm到99.992mm,那么其重復(fù)定位精度是±0.002mm。
這里,還是舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子,比如一個(gè)軸,其光柵尺分辨率(位移分辨率)為0.1微米,那么這個(gè)軸的重復(fù)定位精度,數(shù)值上大于0.1微米,比如可能會(huì)是0.15um,0.2um。
因?yàn)橄到y(tǒng)的重復(fù)定位精度,除了和光柵尺(位移傳感器)的精度、分辨率有關(guān)外,還和機(jī)械系統(tǒng)誤差有關(guān)系,比如導(dǎo)向系統(tǒng),傳動(dòng)系統(tǒng),結(jié)構(gòu)剛性等,會(huì)使得定位精度降低,也在一定程度上,影響了重復(fù)定位精度。
那么,分辨率,定位精度,重復(fù)定位精度三者有什么關(guān)系?
我覺(jué)得還是用例子來(lái)說(shuō)明,比較好理解。
比如射飛鏢。
如果飛鏢打得到處都是,那么它既不準(zhǔn)確,也不可重復(fù)。
如果飛鏢都打到一個(gè)地方了,但不在靶心,那么精度差,但是重復(fù)性好,這種情況下,只要換個(gè)位置站就好了(補(bǔ)償)。
如果不補(bǔ)償,就要看換位置時(shí)的分辨率了,分辨率越好,越可能接近需要的精度,因?yàn)槟阏嫉奈恢,可能剛好能夠彌補(bǔ)飛鏢射偏的誤差。
比如這時(shí),假設(shè)你發(fā)射飛鏢的方向,相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)不變。
你占的轉(zhuǎn)臺(tái),只能按照一個(gè)步距角度旋轉(zhuǎn),例如2度,如果你離靶心較遠(yuǎn),那么飛鏢射出的方向,有可能剛好會(huì)錯(cuò)過(guò)靶心的位置。
而如果轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)步距角為0.5度,那么飛鏢射出的方向,是不是離靶心更近了。
這就是說(shuō),提高分辨率,可以提高定位精度,當(dāng)然,也可以提高重復(fù)精度。
但是,提高系統(tǒng)的分辨率,重點(diǎn)在于提高機(jī)械系統(tǒng)的分辨率,而不在于提高位移傳感器的分辨率,因?yàn)槲灰苽鞲衅鞯姆直媛,可以通過(guò)細(xì)分達(dá)到很高,但是機(jī)械分辨率跟不上,會(huì)使得細(xì)分失去意義。
其實(shí),上面講重復(fù)定位精度時(shí),已經(jīng)說(shuō)明了,分辨率、定位精度、重復(fù)定位精度之間的關(guān)系。
用一句話概括,就是:重復(fù)定位精度比定位精度要高得多,比如2~3倍,最多不超過(guò)10倍,而定位精度,介于分辨率和重復(fù)定位精度之間。
好了,關(guān)于三者的概念,和它們之間的關(guān)系,就說(shuō)完了。
評(píng)論處,你可以補(bǔ)充解釋,說(shuō)明,發(fā)表觀點(diǎn)等。這樣,下一個(gè)看到的人,可以學(xué)到更多,也許,你知道的正是大家需要的。