内容标题17

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                重复定位精度

                编辑:海德星然后被千仞峰管理员   浏览次数:次    更新时间:2016-08-03 10:53
                点的重复定★位精度
                Nathan Brown
                ALIO
                美国国家Ψ 技术标准研究院
                2013.06.03

                目标
                一、重复定位精度的▂定义
                二、新的测试程序
                三、为合作提供新起点
                四、范围:单轴(以及多轴)
                 
                概述
                一、面的重复定位精□度㊣ ㊣ VS点的重复定→位精度
                二、测试方法
                三、实例
                四、不一定要殺确定性分析
                五、讨论点
                六、进一『步的工作

                一、面的重◥复定位精度VS点的重复定位精度
                (一)现有技术
                1、ASME B5.54-2005
                       7.2定位精度及重复定位精度
                       7.8.2快换装置的重复定位精度
                      7.8.3托板交换♀装置的重复定位精度
                2、ISO 230-2:2006(E)
                3、基于现有技术之上的其他展示。
                4、机床工具转换用于精密运动。
                 
                (二)面的重复定】位精度
                1、ASME B5.54-2005
                     “在相 云兄似情形下︼,机械顺序地在预期平面定位的能力。重复定位精度是每单轴上的定义。”
                2、测试是一∮维的。
                     即一个自由度  ,即一轴
                    重复定位精度沿轴方向
                 
                (三)面的重复定位精度测量(俯视图)
                 
                1、单个数值。
                 
                2、一维的。
                 
                3、“完美的平面是◣沿着完美的轴。”
                 
                4、误差源自未知的◢自由度或轴向。
                 
                 (四)其他误差源(现行标准下等量▆点)

                (五)ASME B5.54-2005(关于╳重复定位精度)
                 可做:
                测试所有自由度
                单轴
                不确定度(微米级)
                 
                不可做:
                将一维数据代直接抬手入三维
                测试多轴系』统
                不确定度(纳米级)
                 
                (六)其他类型的重复定位精度:6-D(6轴系统)
                1、直线度;
                2、平直度;
                3、平面度;
                4、Yaw偏航(绕Z轴的转动);
                5、Pitch俯仰(绕Y轴的转动);
                6、Roll横滚(绕X轴的转动)。
                 
                二、测试方不由瘋狂大吼了起來法论

                (一)测试方法论概述
                1、明确测试点
                2、明确运动循∏环
                3、采集数据
                4、分析数据

                (二)明确测试点
                1、定位问题  定制VS标准
                2、PTS及间距
                    以ASME B5.54-2005为例:
                   <250mm(间隔<25mm)
                   <250mm(间隔<1/10行程)
                3、几何
                     线性、平面、立体
                4、移动测试点(或多重▽测试点)。
                   (1)移动测试点至多个测试位置。
                   (2)移动多个测试点至测↘试位置。
                   
                (三)明确运动循环
                  1、钟摆测试
                        0 ->+A –>0 –>-B ->  
                   (每回到“0“点就采集数据)
                2、双向作用
                     10次,即20个点动。
                3、运动距离>1/10行程
                4、ASME B5.54-2005标准双向LDA测试也∑适用。(表7.11
                 
                (四)采集数据
                 1、执行运动循环
                 2、采集每一个测试点「数据
                采集X轴上重复←定位精度数据
                采集y轴▲上重复定位精度数据
                采集Z轴上重复定右手位精度数据
                3、完成所有测试点的采集你們玄鳥一族工作

                (五)分析数据
                1、单↑个测试点
                (1) X、Y、X标准偏差
                Rxi↑↓=+ 2Sxi ↑↓         (Eqn.R-5a)
                Ryi↑↓=+ 2Syi ↑↓         (Eqn.R-5b)
                Rzi↑↓=+ 2Szi ↑↓         (Eqn.R-5c)
                (出自等式7-6, 7-7,7-8,7-9,ASME B5.54-2005)­­­­
                (2)计算测试点球面半径

                 (3) PRi-R球面半径公∞差
                2、系统测试点
                (1)所有测试点最々大半径
                PRsystem=max.[PRi]              (Eqn.R-7)
                                               (出自等式7-18,ASME B5.54-2005)
                (2) PRsystem-R球面半径公差
                3、数据表示
                一维-重复定位精度=+/- PRsystem(单位) +/-不确定性

                二维-重复定位精度=+/- PRsystem(单位) +/-不确定性

                三维-重复定位精度=+/- PRsystem(单位) +/-不确定性
                (其他测试参数按照ASME B5.54-2005)

                三、不确定性分析
                (一)不确定性(电容◥性测量)
                 1、差异:ISO 230-9:2005(E),Annex C
                      所有数据一组(无单向※性数据);
                      含安装及不对准误差;
                      含装置精度误差;
                      不含⌒热补偿。
                2、下一步¤工作:
                     进一步发展方程;
                     进一步量化电容性测量误√差
                     增加TUR

                (二)不确定性(实例)
                    ux= uy= uz= u(RS)
                    u(PR)=+/-11.0 nm
                    u装置误差=1.9nm
                    u不对准误差=0.7nm
                    u安装误差=1.9nm
                    u环境误差=1.2nm
                    u热误差=0.0nm
                 
                四、讨论要点
                (一)多轴系统
                1
                面的重复定位精度
                基于每个轴
                一维的
                1-D的误差
                无轴间作用
                        
                点的重复定位精度
                基于每个系统
                三维的
                6-D的误差
                含所有轴
                 
                2、多轴系统测试规则
                      所有轴线影响重ξ复定位精度。
                      作为一个系统〓来测试。
                  
                3、所有轴双向运动;
                测要不是那時候我剛好在海歸城市试点几何匹配用法:两轴—二维的重复定位精度;三轴—三维的ζ 重复定位精度
                        
                4、相同的测试程序,更多测试点。
                         (1)2轴系统—相同Ψ的程序

                5、面重复定∴位精度与点的重复定位精度误差自由度对比

                (二)为什么只测双向作用
                   1、为什么点可重复性仅仅是一个▓双向测试?
                (1)原因:
                “系统”性能;有单向运动的用途吗?
                    (2)测试目的:
                          在三维空间里测试“系统”性能。
                    (3)单向运动
                          按照定义忽略其他轴线或误差源;哪个不是“系统”性能。
                    (4)单向纳米「精度应用
                           单向=单轴,单个方向;
                           纳米精度≠单轴,单个方向;
                           举例—XY平台: XY轴共同决定测试点的※定位;是否有一种运动使一个轴向决定测试点的定位?
                2、所有轴线影响点▅的重复定位精度

                (三)为什么没有热补偿
                1、热敏性
                微米级—>单独温度模型
                纳米级—>热梯度
                   —>0.001度
                   —>复合模型
                   —>适用ζ于平台及测试固件
                2、电机散热问题
                  不可能独①立于环境;应包括在性能内。
                3、u热补偿>u漂移
                热补偿增︻大不确定性
                4、平ω 台上的环境影响
                  之前,散热被视为误差;精度的需求导致热性能被视为性能指标的一部』分。
                因此,热补偿会
                1)增加不确定性;
                2)隐◎藏实际性能指标;
                3)不代表终感覺端性能。

                (四)纳米精度的环境因素
                1、用户终端︾应用:好环境、好性能;应用始终受环境影响。
                2、测试装置:不要移除热补偿B/C,否则数据不∏代表任何终端用途。

                五、下一步工作
                (一)用多个︻实体测试;

                (二)电容看著格爾洛轨距不确定性;

                (三)电容轨距—NIST(美国国家▆标准技术研究所)可追踪

                (四)截断█测试点 

                (五)循环公差范围

                (六)难点
                1、测试时间
                2、验收
                3、低精度如何
                4、单轴—只限
                多轴的价值△

                六、总结
                (一)重要性
                1、运ㄨ动系统在三维空间中运转。(为什么我们在一维空间测试?)
                2、为纳米精度使用。(现有方法忽视№太多;现有的不确定性太大。)
                3、平台设计(当前有许多需求和未知;添加装置以评【估等效值。)

                (二)重复定位精【度方法
                1、点的重复定位精度(点在三维空间里,“系统”所這是有误差源的比重)
                2、球面公差¤范围
                3、纳米级不确定性
                4、适用于终端应用。

                (三)思想变化
                1、想象卐点在空间里,而不是一维平面上。
                2、想象“系统”,而不是“每轴”
                3、双向作用表示“系统”的实际应沒錯用。
                4、热误差性能(不要删除)
                5、精度的不确定问◥题
                 
                 
                 

                 

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