自動(dòng)繞線機(jī)的誤差來(lái)源及提取原理有哪些
自動(dòng)繞線機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中相對(duì)于與夾持固定芯桿的兩個(gè)軸旋轉(zhuǎn)軸而言,電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的誤差是不能忽視的,所以我們需要通過(guò)對(duì)絲杠誤差數(shù)據(jù)的提取并分析,然后進(jìn)行濾波處理后獲取更為準(zhǔn)確的補(bǔ)償數(shù)據(jù)。所以需要對(duì)控制模型進(jìn)行優(yōu)化,在進(jìn)行優(yōu)化之前先介紹滾珠絲杠的一些誤差特性。那么自動(dòng)繞線機(jī)的誤差來(lái)源及提取原理有哪些?下面請(qǐng)看深圳市聯(lián)欣科技有限公司工作人員的介紹!
1) 滾珠絲杠誤差特性
滾珠絲杠由螺桿、螺母和滾珠組成。在自動(dòng)繞線機(jī)中滾珠絲杠作為繞線機(jī)的傳動(dòng)部件來(lái)使用,其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動(dòng),或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反覆作用力,同時(shí)兼具高精度、可逆性和高效率的特點(diǎn)。
由于不同等級(jí)的滾珠絲杠其傳動(dòng)誤差是不一樣的,但是滾珠絲杠的傳動(dòng)誤差曲線大致如圖 2.5 所示。

圖 2.5 中,縱坐標(biāo) E 表示誤差,橫坐標(biāo) P 表示絲杠的行程,曲線 L1 為實(shí)際的運(yùn)行曲線,L2 為誤差均值線。對(duì)應(yīng)不同等級(jí)的絲杠,不同行程的誤差等級(jí)是不一樣的,對(duì)于高等級(jí)絲杠而言其傳動(dòng)精度是最高的,圖 2.5 所示的曲線也僅僅為絲滾珠杠在單行程傳動(dòng)過(guò)程中的誤差變化趨勢(shì),同樣當(dāng)滾珠絲杠反向運(yùn)動(dòng)時(shí)還需要考慮絲杠的反向間隙。
為了便于直觀和分析,我們過(guò)實(shí)際測(cè)量的一組數(shù)據(jù)曲線來(lái)進(jìn)行說(shuō)明,通過(guò)采用激光干涉儀,對(duì)設(shè)備所使用的導(dǎo)程為 4mm 的滾珠絲杠在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下以 0.1mm 步進(jìn)采樣得到水平工作臺(tái)在單個(gè)行程 300mm內(nèi)的累計(jì)誤差數(shù)據(jù),并將測(cè)量數(shù)據(jù)生成圖 2.6中所示的曲線,縱軸為滾珠絲杠在伺服驅(qū)動(dòng)下的累計(jì)傳動(dòng)誤差,最小刻度單位 10μm,橫軸為絲杠運(yùn)動(dòng)直線行程,最小單位 0.1mm;總行程 300mm。圖 2.6 并沒(méi)有真實(shí)反映圖 2.5 中的大致趨勢(shì),這是因?yàn)椋z杠的傳動(dòng)誤差,與電機(jī)軸的安裝,導(dǎo)軌平面的安裝,絲杠本身的安裝平面都有著很大的關(guān)系,所以通過(guò)測(cè)量滾珠絲杠的傳動(dòng)誤差曲線可以對(duì)繞線機(jī)系統(tǒng)的安裝精度進(jìn)行檢測(cè),以及這幾者之間的關(guān)系在曲線中的反映對(duì)于繞線機(jī)的設(shè)計(jì)安裝調(diào)試運(yùn)行也有著很可觀的應(yīng)用價(jià)值。

曲線中所表現(xiàn)出來(lái)的波浪式曲線,表示了滾珠絲杠傳動(dòng)在每個(gè)導(dǎo)程內(nèi)的變化趨勢(shì),為了更加充分的說(shuō)明這種變化趨勢(shì),對(duì)測(cè)量得到的數(shù)據(jù)的前 120 點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行放大,120個(gè)點(diǎn)共計(jì)行程 12mm,滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)三圈,其對(duì)應(yīng)曲線關(guān)系如圖 2.7 所示。

在圖 2.7 所示的曲線來(lái)分析,可以得出在絲杠導(dǎo)程內(nèi),對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)誤差呈近似正弦曲線變化。
這里需要補(bǔ)充說(shuō)明的一點(diǎn)是,為什么測(cè)量的是絲杠的單行程誤差,而不測(cè)量絲杠反向間隙,是因?yàn)樵诓煌c(diǎn)對(duì)應(yīng)絲杠的反向間隙會(huì)有變化,不利于對(duì)系統(tǒng)誤差進(jìn)行準(zhǔn)確的分析,此外最重要的原因就是通過(guò)特殊的控制方式來(lái)回避絲杠的反向間隙,降低了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)控制難度,從而更好的控制的運(yùn)行精度,便于工程化應(yīng)用。
2) 靜態(tài)誤差補(bǔ)償?shù)那疤釛l件
任何曲線的擬合,都是針對(duì)于靜態(tài)過(guò)程,就是說(shuō)假定系統(tǒng)的誤差曲線是不變的,或者說(shuō)在誤差允許的范圍內(nèi)進(jìn)行變化。但對(duì)于滾珠絲杠的誤差而言,進(jìn)行誤差補(bǔ)償?shù)那疤釛l件表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
其一是因?yàn)樵O(shè)備所處的工作環(huán)境為凈化近似恒溫環(huán)境,因?yàn)椴煌牧系臒崤蛎浵禂?shù)是不同的,所以當(dāng)溫度波動(dòng)時(shí),絲杠傳動(dòng)的誤差曲線是會(huì)發(fā)生很明顯的波動(dòng),這已經(jīng)通過(guò)大量的測(cè)量實(shí)驗(yàn)得到了驗(yàn)證。但當(dāng)溫度恒定時(shí)或者在正負(fù) 2℃內(nèi)波動(dòng)時(shí),300mm 行程的靜態(tài)誤差曲線的變化趨勢(shì)不會(huì)有明顯的改變,累計(jì)誤差會(huì)有大概 12 到 13μm 的變化,而對(duì)于每個(gè)導(dǎo)程內(nèi)的誤差曲線波動(dòng)影響極小。
其二,就是因?yàn)橄到y(tǒng)是單行程運(yùn)行,不考慮絲杠的反向間隙,并且有高精度的零位標(biāo)定過(guò)程,使得這種誤差曲線的起始零點(diǎn)具有相對(duì)唯一性。
綜合以上兩點(diǎn)因素,可以認(rèn)為這種曲線擬合的誤差補(bǔ)償方式是可行的。而且這種所謂的靜態(tài)誤差補(bǔ)償也是有意義的。那么通過(guò)誤差數(shù)據(jù)擬合數(shù)據(jù)曲線,從而得到近似的曲線方程對(duì)于工程化應(yīng)用是非常有意義的。
3) 誤差數(shù)據(jù)分析與濾波
為了讓模型更加精確,那么就要對(duì)絲杠的誤差進(jìn)行補(bǔ)償,補(bǔ)償?shù)姆椒ㄒ蚩刂品绞降牟煌兴町,但無(wú)論如何,需要尋找誤差變化的規(guī)律,從而在控制模型中將其對(duì)運(yùn)行精度的影響降到最低,那么就不可避免的涉及到曲線的擬合,在得到圖 2.6,圖 2.7所示的曲線和數(shù)據(jù)時(shí),就可以通過(guò)仿真軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合處理,這里擬合的目的一般是通過(guò)一種設(shè)定好的函數(shù)關(guān)系,來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證,方便通過(guò)函數(shù)關(guān)系來(lái)尋找誤差數(shù)據(jù)的變化規(guī)律,工程上通常采用最小二乘法進(jìn)行擬合,擬合曲線近似于圖 2.5 中,求取直線 L2的曲線方程,無(wú)限逼近。然后再此基礎(chǔ)上采用數(shù)字信號(hào)處理的相關(guān)的理論,設(shè)計(jì)特殊的濾波算法,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波,通過(guò)對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理來(lái)獲得更為準(zhǔn)確的補(bǔ)償數(shù)據(jù)。
自動(dòng)繞線機(jī)的誤差來(lái)源及提取原理有哪些?以上就是自動(dòng)繞線機(jī)的誤差來(lái)源提取原理的相關(guān)介紹,希望各位商家一定要對(duì)誤差引起重視,了解誤差的提取原理,做好自動(dòng)繞線機(jī)出現(xiàn)誤差的補(bǔ)救工作。避免失之毫厘,差之千里。最后深圳市聯(lián)欣科技有限公司祝廣大商家生意興隆。