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機械社區

標題: 請教：微米級的龍門滾珠絲杠傳動如何檢測和校正？ [打印本頁]

作者: 共產可期 時間: 2022-9-29 14:44
標題: 請教：微米級的龍門滾珠絲杠傳動如何檢測和校正？
本帖最后由共產可期于 2022-9-29 14:53 編輯

背景：目前需要做一個龍門結構的設備，利用伺服電機+THK研磨滾珠絲杠+THK直線導軌傳動，運動尺寸XY分別為1米x1米左右。需要保證兩根X軸的平行度、X和Y的垂直度。對X軸雙驅而言，運動負載90KG左右。項目要求運動的重復精度需要達到微米級，運動速度達到300mm/s。（直線電機由于成本和空間的原因，被直接否決了。）
需求：不知道有沒有什么高精度的檢測和校正系統，需要怎么設計？有了伺服電機，所以光柵尺定位也被否決了。一開始考慮用千分表慢慢打表，但因為跨度很大，安裝的工裝可能會變形。激光測距也沒有使用過。有沒有大神指點指點啊？比如什么書籍推薦、供應商推薦、方法推薦之類的都行

作者: 丹楓911 時間: 2022-9-29 16:30
最高精度等級的大理石平臺，最高等級的絲杠導軌，分辨率最高的光柵尺，高分辨率的西門子伺服電機，剛性聯軸器，高水平鉗工，所有這些都是必需的條件，但是也未必能做到微米精度，你這個雙驅更不現實，增加了同步控制難度，最好單驅。
你們這個微米精度是誰提出來的？這么高精度

作者: 共產可期 時間: 2022-9-29 17:02

丹楓911 發表于 2022-9-29 16:30
最高精度等級的大理石平臺，最高等級的絲杠導軌，分辨率最高的光柵尺，高分辨率的西門子伺服電機，剛性聯軸 ...

光柵尺已經被控制同事給排除了。精度是參考的友商樣冊。

作者: jijie2012 時間: 2022-9-29 17:07
驗證重復性的方法可以使用千分表試試，但是這個也是虛的不是準確的，目前比較好的驗證方法就是激光干涉儀驗證。這里要說明一下真要達到微米級重復精度要求的企業必定會上更高的儀器設備做驗證。樓主這個方案精度要求肯定需要用到全閉環反饋尺，要不就是只是提出要求實際未必是這個要求，順便給樓主介紹一下磁柵尺，重復精度1μm加我 VX 13116719459

作者: 受不了了 時間: 2022-9-29 17:13
這精度，社區里估計就沒幾個人接觸過

作者: giveyousese 時間: 2022-9-29 17:24
是什么設備要求微米級，光刻機嗎

作者: 大白小白 時間: 2022-9-29 17:43
進來看如何實現um級

作者: 共產可期 時間: 2022-9-29 18:07

giveyousese 發表于 2022-9-29 17:24
是什么設備要求微米級，光刻機嗎

X光三維重建

作者: 共產可期 時間: 2022-9-29 18:08

受不了了發表于 2022-9-29 17:13
這精度，社區里估計就沒幾個人接觸過

那請問通用的檢測方法資料有推薦的嗎？

作者: 風之鯤 時間: 2022-9-29 19:36
光柵尺不就是用在這種狀況下的嗎，是電氣控制人員搞不定還是咋回事，直接就否決了？微米有點夸張了，這跟做個加工中心一樣了

作者: 共產可期 時間: 2022-9-29 20:26

風之鯤發表于 2022-9-29 19:36
光柵尺不就是用在這種狀況下的嗎，是電氣控制人員搞不定還是咋回事，直接就否決了？微米有點夸張了，這跟做 ...

由于成本等問題吧，控制方面的不太懂

作者: 棲格瑪 時間: 2022-9-29 21:27
只要把控幾個點，重復精度微米級不難實現，對設計加工和調試要求挺高

作者: 棲格瑪 時間: 2022-9-29 21:36
你的精度主要在導軌上，并不是純粹靠絲杠，用千分表可以檢測

作者: 陳大餅吖 時間: 2022-9-29 21:45
不知道怎么說，微米級移動平臺，上來就先定那么多條件，否這否那的。

作者: 平凡yjr 時間: 2022-9-30 07:25
這么高的精度設備，使用環境是否達到恒溫？

作者: hxglty 時間: 2022-9-30 08:45
系統上要做成全閉環系統，如果只是伺服電機只是半閉環系統，不是真正的全閉環，全閉環必須上伺服電機+光柵尺，結構上用大理石，橫梁要輕量化，要雙驅，一般1m長的導軌的平行度也就是可以做到0.01，要達到微米級的精度光靠機械結構是做不到的，所以要用激光干涉儀打精度做補償，不知道你的運動方式是怎樣的，如果是點對點的話，那就5mm間隔做補償，最重要的是系統和算法，國產機床為什么永遠比不上德國和日本的，主要原因還是補償算法做不好，以及系統響應速度慢，高精度的機床都是高速算法+高速響應才能做好補償的

作者: hxglty 時間: 2022-9-30 08:48
伺服電機的雙驅系統也沒那么好做，很多人做出來短時間內沒問題，用個個把月系統誤差問題就出來了

作者: hxglty 時間: 2022-9-30 08:49
放棄吧，這種結構我做過，也只能做到1個絲的綜合精度

作者: 同創達-葉工 時間: 2022-9-30 08:53

丹楓911 發表于 2022-9-29 16:30
最高精度等級的大理石平臺，最高等級的絲杠導軌，分辨率最高的光柵尺，高分辨率的西門子伺服電機，剛性聯軸 ...

90公斤，跨距1米，單驅動更不行，從動軸的滯后不更影響重復定位精度？

作者: 同創達-葉工 時間: 2022-9-30 08:59

棲格瑪發表于 2022-9-29 21:36
你的精度主要在導軌上，并不是純粹靠絲杠，用千分表可以檢測

平行度關鍵是導軌的安裝，必須上大理石平臺，一邊安裝導軌一邊打表，對安裝工藝就要有要求了。重復定位精度，如果不上磁柵尺之類的外部反饋的話，關鍵就是你的絲桿螺母肯定要上重預壓，肯定不能有軸向間隙。

作者: 同創達-葉工 時間: 2022-9-30 09:02

共產可期發表于 2022-9-29 20:26
由于成本等問題吧，控制方面的不太懂

不用上光柵，磁柵即可。光柵的成本確實要比磁柵要很多。你這個只是微米級，又不是0.幾的微米。你看下磁柵的精度就知道了

作者: 丹楓911 時間: 2022-9-30 09:03

同創達-葉工發表于 2022-9-30 08:53
90公斤，跨距1米，單驅動更不行，從動軸的滯后不更影響重復定位精度？

您說的從動輪是什么呢？我理解不需要從動輪啊，減速機都不要，因為減速機的精度也很難達到微米，直接伺服電機通過聯軸器直連滾珠絲杠，減少中間累計誤差，至于跨度1米，這個不算大吧，我見很多進口的加工中心，跨度都遠大于1米啊

作者: 同創達-葉工 時間: 2022-9-30 09:09

丹楓911 發表于 2022-9-30 09:03
您說的從動輪是什么呢？我理解不需要從動輪啊，減速機都不要，因為減速機的精度也很難達到微米，直接伺服 ...

打錯字，從動軸

作者: lmjs 時間: 2022-9-30 09:13
感覺不上光柵或者磁柵構成全閉環，根本不行。
要想達到設計要求，就關鍵要素必須舍得花錢，還有裝配和控制都有很高的要求。
上來就否決圈閉環，估計你們的電氣控制人員是個二把刀

作者: 游隼 時間: 2022-9-30 10:09
進來學習下，沒弄過這么精密的

作者: 共產可期 時間: 2022-9-30 10:38

lmjs 發表于 2022-9-30 09:13
感覺不上光柵或者磁柵構成全閉環，根本不行。
要想達到設計要求，就關鍵要素必須舍得花錢，還有裝配和控制 ...

因為友商沒有采用光柵尺也達到了很好的效果，所以我們也沒有加上光柵尺。

作者: 大白小白 時間: 2022-9-30 14:15

共產可期發表于 2022-9-30 10:38
因為友商沒有采用光柵尺也達到了很好的效果，所以我們也沒有加上光柵尺。

建議先確定友商是否閉環了。

我覺得，絕對要閉環！不用光柵，可以磁柵，都是一樣的功能而已。

作者: 13989291710 時間: 2022-9-30 14:30
你這個問題能克服中國的數控機床領先世界了。

作者: 共產可期 時間: 2022-9-30 15:42

大白小白發表于 2022-9-30 14:15
建議先確定友商是否閉環了。

我覺得，絕對要閉環！不用光柵，可以磁柵，都是一樣的功能而已。

實地考察了他們的設備，確實沒有發現安裝光柵或者磁柵。不知道是不是有可能他們的運動精度比1絲稍微好一些......

作者: 共產可期 時間: 2022-9-30 15:45

13989291710 發表于 2022-9-30 14:30
你這個問題能克服中國的數控機床領先世界了。

應該沒那么夸張，國內一些機床也能達到微米級的運動精度

作者: 大白小白 時間: 2022-9-30 16:52

共產可期發表于 2022-9-30 15:42
實地考察了他們的設備，確實沒有發現安裝光柵或者磁柵。不知道是不是有可能他們的運動精度比1絲稍微好一 ...

你做設備不是看別人的宣傳ppt有沒有，能達到什么水平，

而是看你自己的水平，從物理第一性原則去反推，你要不要閉環，

你是要做一個可以銷售的精度可以重復驗證的產品，

而不是惡棍參與賭博。

作者: 共產可期 時間: 2022-10-8 09:13

共產可期發表于 2022-9-30 15:45
應該沒那么夸張，國內一些機床也能達到微米級的運動精度

重復定位精度一般高于定位精度，所以如果我這邊提定位精度，肯定是精度比我說的高精度機床差。

作者: 共產可期 時間: 2022-10-8 09:16

大白小白發表于 2022-9-30 16:52
你做設備不是看別人的宣傳ppt有沒有，能達到什么水平，

而是看你自己的水平，從物理第一性原則去反推 ...

所以就去實地看了他們的設備，而且效果很好。此外，考慮達到哪種水平，也是一次嘗試。（當然這也不是我們這些人能決定的）

作者: 走江湖 時間: 2022-10-8 11:00
常規的加工中心可以這么大行程的重復定位估計0.01可以達到問題不大加工裝配到位就行了

作者: 走江湖 時間: 2022-10-8 11:02
不要慌看看常規機床怎么干的就行了

作者: 共產可期 時間: 2022-10-8 13:48

走江湖發表于 2022-10-8 11:02
不要慌看看常規機床怎么干的就行了

結構設計人員，沒多少精密裝配經驗......

作者: 大白小白 時間: 2022-10-8 13:53

共產可期發表于 2022-10-8 13:48
結構設計人員，沒多少精密裝配經驗......

你設計加工時，預留光柵，磁柵的安裝位置，控制器預留接口，裝配精度OK就OK；裝配精度不行就靠硬件軟件去校調。

就算別人沒有光柵尺達到了這個精度，你安裝了光柵尺達到了比他不弱的精度，

在PK時，你的光柵尺就是一個宣傳的亮點。

作者: 走江湖 時間: 2022-10-8 14:00

共產可期發表于 2022-10-8 13:48
結構設計人員，沒多少精密裝配經驗......

你這東西主要是靠加工和裝配上面設計上沒什么特殊的，參照一般的機床設計即可

作者: 共產可期 時間: 2022-10-8 19:20

大白小白發表于 2022-10-8 13:53
你設計加工時，預留光柵，磁柵的安裝位置，控制器預留接口，裝配精度OK就OK；裝配精度不行就靠硬件軟件去 ...

電氣同事說他們沒法根據光柵尺實現閉環控制......

作者: 共產可期 時間: 2022-10-8 19:21

走江湖發表于 2022-10-8 14:00
你這東西主要是靠加工和裝配上面設計上沒什么特殊的，參照一般的機床設計即可

設計時需要考慮加工和安裝檢測調試，如果安裝檢測調試方法不一樣，那設計就得提前考慮好。我們這邊也沒有什么高級鉗工，到時候是自己動手安裝檢測調試。

補充內容 (2022-10-9 14:39):
哈哈哈，所以就很尷尬

作者: yxh0735 時間: 2022-10-12 17:14
三坐標了解一下

作者: g156081310 時間: 2022-10-12 17:58

同創達-葉工發表于 2022-9-30 09:02
不用上光柵，磁柵即可。光柵的成本確實要比磁柵要很多。你這個只是微米級，又不是0.幾的微米。你看下磁柵 ...

雷尼紹的光柵尺不補償，一米1個絲左右，但是線性好，磁柵尺什么時候這么高精度了

作者: g156081310 時間: 2022-10-12 18:00

yxh0735 發表于 2022-10-12 17:14
三坐標了解一下

三坐標一般與真值誤差也是3+L/300u，并且三坐標基本算請再

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