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标题: 请教：微米级的龙门滚珠丝杠传动如何检测和校正？ [打印本页]

作者: 共产可期 时间: 2022-9-29 14:44
标题: 请教：微米级的龙门滚珠丝杠传动如何检测和校正？
本帖最后由共产可期于 2022-9-29 14:53 编辑

背景：目前需要做一个龙门结构的设备，利用伺服电机+THK研磨滚珠丝杠+THK直线导轨传动，运动尺寸XY分别为1米x1米左右。需要保证两根X轴的平行度、X和Y的垂直度。对X轴双驱而言，运动负载90KG左右。项目要求运动的重复精度需要达到微米级，运动速度达到300mm/s。（直线电机由于成本和空间的原因，被直接否决了。）
需求：不知道有没有什么高精度的检测和校正系统，需要怎么设计？有了伺服电机，所以光栅尺定位也被否决了。一开始考虑用千分表慢慢打表，但因为跨度很大，安装的工装可能会变形。激光测距也没有使用过。有没有大神指点指点啊？比如什么书籍推荐、供应商推荐、方法推荐之类的都行

作者: 丹枫911 时间: 2022-9-29 16:30
最高精度等级的大理石平台，最高等级的丝杠导轨，分辨率最高的光栅尺，高分辨率的西门子伺服电机，刚性联轴器，高水平钳工，所有这些都是必需的条件，但是也未必能做到微米精度，你这个双驱更不现实，增加了同步控制难度，最好单驱。
你们这个微米精度是谁提出来的？这么高精度

作者: 共产可期 时间: 2022-9-29 17:02

丹枫911 发表于 2022-9-29 16:30
最高精度等级的大理石平台，最高等级的丝杠导轨，分辨率最高的光栅尺，高分辨率的西门子伺服电机，刚性联轴 ...

光栅尺已经被控制同事给排除了。精度是参考的友商样册。

作者: jijie2012 时间: 2022-9-29 17:07
验证重复性的方法可以使用千分表试试，但是这个也是虚的不是准确的，目前比较好的验证方法就是激光干涉仪验证。这里要说明一下真要达到微米级重复精度要求的企业必定会上更高的仪器设备做验证。楼主这个方案精度要求肯定需要用到全闭环反馈尺，要不就是只是提出要求实际未必是这个要求，顺便给楼主介绍一下磁栅尺，重复精度1μm加我 VX 13116719459

作者: 受不了了 时间: 2022-9-29 17:13
这精度，必威体育网址里估计就没几个人接触过

作者: giveyousese 时间: 2022-9-29 17:24
是什么设备要求微米级，光刻机吗

作者: 大白小白 时间: 2022-9-29 17:43
进来看如何实现um级

作者: 共产可期 时间: 2022-9-29 18:07

giveyousese 发表于 2022-9-29 17:24
是什么设备要求微米级，光刻机吗

X光三维重建

作者: 共产可期 时间: 2022-9-29 18:08

受不了了发表于 2022-9-29 17:13
这精度，必威体育网址里估计就没几个人接触过

那请问通用的检测方法资料有推荐的吗？

作者: 风之鲲 时间: 2022-9-29 19:36
光栅尺不就是用在这种状况下的吗，是电气控制人员搞不定还是咋回事，直接就否决了？微米有点夸张了，这跟做个加工中心一样了

作者: 共产可期 时间: 2022-9-29 20:26

风之鲲发表于 2022-9-29 19:36
光栅尺不就是用在这种状况下的吗，是电气控制人员搞不定还是咋回事，直接就否决了？微米有点夸张了，这跟做 ...

由于成本等问题吧，控制方面的不太懂

作者: 栖格玛 时间: 2022-9-29 21:27
只要把控几个点，重复精度微米级不难实现，对设计加工和调试要求挺高

作者: 栖格玛 时间: 2022-9-29 21:36
你的精度主要在导轨上，并不是纯粹靠丝杠，用千分表可以检测

作者: 陈大饼吖 时间: 2022-9-29 21:45
不知道怎么说，微米级移动平台，上来就先定那么多条件，否这否那的。

作者: 平凡yjr 时间: 2022-9-30 07:25
这么高的精度设备，使用环境是否达到恒温？

作者: hxglty 时间: 2022-9-30 08:45
系统上要做成全闭环系统，如果只是伺服电机只是半闭环系统，不是真正的全闭环，全闭环必须上伺服电机+光栅尺，结构上用大理石，横梁要轻量化，要双驱，一般1m长的导轨的平行度也就是可以做到0.01，要达到微米级的精度光靠机械结构是做不到的，所以要用激光干涉仪打精度做补偿，不知道你的运动方式是怎样的，如果是点对点的话，那就5mm间隔做补偿，最重要的是系统和算法，国产机床为什么永远比不上德国和日本的，主要原因还是补偿算法做不好，以及系统响应速度慢，高精度的机床都是高速算法+高速响应才能做好补偿的

作者: hxglty 时间: 2022-9-30 08:48
伺服电机的双驱系统也没那么好做，很多人做出来短时间内没问题，用个个把月系统误差问题就出来了

作者: hxglty 时间: 2022-9-30 08:49
放弃吧，这种结构我做过，也只能做到1个丝的综合精度

作者: 同创达-叶工 时间: 2022-9-30 08:53

丹枫911 发表于 2022-9-29 16:30
最高精度等级的大理石平台，最高等级的丝杠导轨，分辨率最高的光栅尺，高分辨率的西门子伺服电机，刚性联轴 ...

90公斤，跨距1米，单驱动更不行，从动轴的滞后不更影响重复定位精度？

作者: 同创达-叶工 时间: 2022-9-30 08:59

栖格玛发表于 2022-9-29 21:36
你的精度主要在导轨上，并不是纯粹靠丝杠，用千分表可以检测

平行度关键是导轨的安装，必须上大理石平台，一边安装导轨一边打表，对安装工艺就要有要求了。重复定位精度，如果不上磁栅尺之类的外部反馈的话，关键就是你的丝杆螺母肯定要上重预压，肯定不能有轴向间隙。

作者: 同创达-叶工 时间: 2022-9-30 09:02

共产可期发表于 2022-9-29 20:26
由于成本等问题吧，控制方面的不太懂

不用上光栅，磁栅即可。光栅的成本确实要比磁栅要很多。你这个只是微米级，又不是0.几的微米。你看下磁栅的精度就知道了

作者: 丹枫911 时间: 2022-9-30 09:03

同创达-叶工发表于 2022-9-30 08:53
90公斤，跨距1米，单驱动更不行，从动轴的滞后不更影响重复定位精度？

您说的从动轮是什么呢？我理解不需要从动轮啊，减速机都不要，因为减速机的精度也很难达到微米，直接伺服电机通过联轴器直连滚珠丝杠，减少中间累计误差，至于跨度1米，这个不算大吧，我见很多进口的加工中心，跨度都远大于1米啊

作者: 同创达-叶工 时间: 2022-9-30 09:09

丹枫911 发表于 2022-9-30 09:03
您说的从动轮是什么呢？我理解不需要从动轮啊，减速机都不要，因为减速机的精度也很难达到微米，直接伺服 ...

打错字，从动轴

作者: lmjs 时间: 2022-9-30 09:13
感觉不上光栅或者磁栅构成全闭环，根本不行。
要想达到设计要求，就关键要素必须舍得花钱，还有装配和控制都有很高的要求。
上来就否决圈闭环，估计你们的电气控制人员是个二把刀

作者: 游隼 时间: 2022-9-30 10:09
进来学习下，没弄过这么精密的

作者: 共产可期 时间: 2022-9-30 10:38

lmjs 发表于 2022-9-30 09:13
感觉不上光栅或者磁栅构成全闭环，根本不行。
要想达到设计要求，就关键要素必须舍得花钱，还有装配和控制 ...

因为友商没有采用光栅尺也达到了很好的效果，所以我们也没有加上光栅尺。

作者: 大白小白 时间: 2022-9-30 14:15

共产可期发表于 2022-9-30 10:38
因为友商没有采用光栅尺也达到了很好的效果，所以我们也没有加上光栅尺。

建议先确定友商是否闭环了。

我觉得，绝对要闭环！不用光栅，可以磁栅，都是一样的功能而已。

作者: 13989291710 时间: 2022-9-30 14:30
你这个问题能克服中国的数控机床领先世界了。

作者: 共产可期 时间: 2022-9-30 15:42

大白小白发表于 2022-9-30 14:15
建议先确定友商是否闭环了。

我觉得，绝对要闭环！不用光栅，可以磁栅，都是一样的功能而已。

实地考察了他们的设备，确实没有发现安装光栅或者磁栅。不知道是不是有可能他们的运动精度比1丝稍微好一些......

作者: 共产可期 时间: 2022-9-30 15:45

13989291710 发表于 2022-9-30 14:30
你这个问题能克服中国的数控机床领先世界了。

应该没那么夸张，国内一些机床也能达到微米级的运动精度

作者: 大白小白 时间: 2022-9-30 16:52

共产可期发表于 2022-9-30 15:42
实地考察了他们的设备，确实没有发现安装光栅或者磁栅。不知道是不是有可能他们的运动精度比1丝稍微好一 ...

你做设备不是看别人的宣传ppt有没有，能达到什么水平，

而是看你自己的水平，从物理第一性原则去反推，你要不要闭环，

你是要做一个可以销售的精度可以重复验证的产品，

而不是恶棍参与赌博。

作者: 共产可期 时间: 2022-10-8 09:13

共产可期发表于 2022-9-30 15:45
应该没那么夸张，国内一些机床也能达到微米级的运动精度

重复定位精度一般高于定位精度，所以如果我这边提定位精度，肯定是精度比我说的高精度机床差。

作者: 共产可期 时间: 2022-10-8 09:16

大白小白发表于 2022-9-30 16:52
你做设备不是看别人的宣传ppt有没有，能达到什么水平，

而是看你自己的水平，从物理第一性原则去反推 ...

所以就去实地看了他们的设备，而且效果很好。此外，考虑达到哪种水平，也是一次尝试。（当然这也不是我们这些人能决定的）

作者: 走江湖 时间: 2022-10-8 11:00
常规的加工中心可以这么大行程的重复定位估计0.01可以达到问题不大加工装配到位就行了

作者: 走江湖 时间: 2022-10-8 11:02
不要慌看看常规机床怎么干的就行了

作者: 共产可期 时间: 2022-10-8 13:48

走江湖发表于 2022-10-8 11:02
不要慌看看常规机床怎么干的就行了

结构设计人员，没多少精密装配经验......

作者: 大白小白 时间: 2022-10-8 13:53

共产可期发表于 2022-10-8 13:48
结构设计人员，没多少精密装配经验......

你设计加工时，预留光栅，磁栅的安装位置，控制器预留接口，装配精度OK就OK；装配精度不行就靠硬件软件去校调。

就算别人没有光栅尺达到了这个精度，你安装了光栅尺达到了比他不弱的精度，

在PK时，你的光栅尺就是一个宣传的亮点。

作者: 走江湖 时间: 2022-10-8 14:00

共产可期发表于 2022-10-8 13:48
结构设计人员，没多少精密装配经验......

你这东西主要是靠加工和装配上面设计上没什么特殊的，参照一般的机床设计即可

作者: 共产可期 时间: 2022-10-8 19:20

大白小白发表于 2022-10-8 13:53
你设计加工时，预留光栅，磁栅的安装位置，控制器预留接口，装配精度OK就OK；装配精度不行就靠硬件软件去 ...

电气同事说他们没法根据光栅尺实现闭环控制......

作者: 共产可期 时间: 2022-10-8 19:21

走江湖发表于 2022-10-8 14:00
你这东西主要是靠加工和装配上面设计上没什么特殊的，参照一般的机床设计即可

设计时需要考虑加工和安装检测调试，如果安装检测调试方法不一样，那设计就得提前考虑好。我们这边也没有什么高级钳工，到时候是自己动手安装检测调试。

补充内容 (2022-10-9 14:39):
哈哈哈，所以就很尴尬

作者: yxh0735 时间: 2022-10-12 17:14
三坐标了解一下

作者: g156081310 时间: 2022-10-12 17:58

同创达-叶工发表于 2022-9-30 09:02
不用上光栅，磁栅即可。光栅的成本确实要比磁栅要很多。你这个只是微米级，又不是0.几的微米。你看下磁栅 ...

雷尼绍的光栅尺不补偿，一米1个丝左右，但是线性好，磁栅尺什么时候这么高精度了

作者: g156081310 时间: 2022-10-12 18:00

yxh0735 发表于 2022-10-12 17:14
三坐标了解一下

三坐标一般与真值误差也是3+L/300u，并且三坐标基本算请再

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