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雷尼绍光栅如何助力提升空气轴承运动平台精度

文章出处:未知 人气:发表时间:2023-02-27 17:26
得益于空气轴承几近于零的摩擦力,运动平台可以进行很微小的位移;而且空气轴承运动平台中的空气气膜对平台底座、滑座等组件表面的精度误差具有平均效应,这意味着更好的平面度和直线度,因此更容易确保出色的速度稳定性。但是,必须依靠光栅来提供精确的位置反馈。
 
以东佑达的一款高性能空气轴承龙门双驱平台为例。该平台采用RESOLUTE系列光栅,配用RELA系列因钢栅尺。平台的重复精度达1 μm;横梁的扭摆角小于3角秒;最高速度达1 m/s;X轴和Y轴行程分别为350 mm和1200 mm;光栅读数头分辨率为50 nm,通过BiSS? C通信协议连接到控制器上。
邓副总说道:“雷尼绍的光栅产品种类繁多,无论是RESOLUTE绝对式光栅,还是QUANTiC、VIONiC、ATOM等增量式光栅,都在东佑达不同规格的空气轴承运动平台上发挥着重要作用。事实上,不同产业对运动平台定位系统的规格要求不同。在绝大部分情况下,雷尼绍都能提供相应规格的光栅产品;采用雷尼绍光栅系统以来,至今没有收到客户反映光栅出现故障的情况,因此雷尼绍光栅的性能非常值得信赖。”
空气轴承优点很多,包括不发尘、不发热、零噪音、无跳动、非接触式特性等,轻松帮助运动平台实现更高加速度。不过,也需要配合高精度光栅才能打造高性能的运动平台。在选择光栅时,需要考虑实际应用及工作环境等因素的影响:
 
温度 — 温度变化会造成光栅热胀冷缩,从而影响精度,尤其是要求达到微米甚至纳米级的定位精度时。因此,空气轴承运动平台大都采用对温度变化不敏感的材料,如花岗岩基材和RELA因钢栅尺等热膨胀系数接近零的组件。
 
细分误差 (SDE) — 细分误差的高低直接影响读数头移动的流畅性,SDE数值越低表示移动的流畅性越高。AOI检测和印刷等这些需要进行高速扫描的应用都要求低SDE。雷尼绍RESOLUTE系列和VIONiC系列的SDE分别小于30 nm和10 nm,绝对能满足大部分应用要求。
 
抖动 — 抖动决定读数头停顿时的稳定性,抖动值越大表示读数头在停顿时抖动的幅度越大。VIONiC系列的抖动仅为1.6 nm RMS,适用于需要读数头高速移动和停顿的应用。
东佑达的空气轴承运动平台针对量产高端市场,主要销往中国大陆、中国台湾、韩国、日本、美国及东南亚等国家和地区。东佑达的产品线还包括电动缸、直线电机模块和伺服驱动等其他产品。其中超过95%的直线电机产品都采用雷尼绍QUANTiC系列光栅,分别提供1、0.1、0.5 μm分辨率型号, 行程范围从80 mm到8 m,推力从30到1000 N。
 
有别于其他厂商以抽检的方式进行质量控制,东佑达采取全检方式,即每一台运动平台在出厂前都必须使用雷尼绍XL-80激光干涉仪进行检测和校准,然后生成报告交给客户。一些大型平台到达客户现场后会使用XL-80再次进行校准,以确保精度无误。
 
东佑达当初认识雷尼绍是从标志性的坐标测量机测头产品开始的,后来更成为光栅以及激光干涉仪的客户。选择雷尼绍光栅是因为雷尼绍的业界口碑良好,在安装便捷性和产品稳定性方面都符合他们的要求,而且技术支持非常出色。
 
邓副总总结道:“雷尼绍的激光干涉仪在业界被高度认可,测试报告对客户而言十分具有说服力。由于运动平台产量大,我们目前已购买了5台XL-80激光干涉仪,而且每天都在使用。
 
此外,我们也看过雷尼绍XM-60多光束激光干涉仪的演示,的确能大幅提升运动平台的检测效率,尤其是对于6个自由度都需要校准的精密平台,我们后续会与雷尼绍相关专家进一步了解该产品。东佑达未来会将更多的资源投放在新产品开发上,包括标准型号的空气轴承模块以及采用空气轴承的直驱旋转电机,以满足像MICRO LED等新兴产业的发展要求。”

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