旋转台的使用中,为更精确确定相关参数,需要定义几个可测量的概念参量。本文介绍用于描述旋转台性能参数的相关术语,以便读者直观理解对旋转台的描述。
旋转台术语
旋转轴标准(Axes of rotation standard)
在构建高精度压电平台和系统时,测量精度是验证产品是否符合客户要求规格的关键步骤。
在此我们讨论术语和执行的各种情况,以便在向客户交付系统之前确定压电旋转平台的旋转轴误差运动。
由定子和转子组成的旋转台理想状态具有一个自由度,即围绕z轴旋转。然而,由于不存在完美的旋转台,其余五个自由度中的任何运动都称为旋转轴误差运动或简称误差运动。
旋转平台的误差运动通常以位移指示器(电容传感器)刻度表征,该指示器针对安装在平台转子上的研磨工件。一个位移台的误差运动完全由五个误差运动分量来表征,即:
径向误差运动 (x(θ), y(θ)):定义为在任意轴向位置“a”处测量的垂直于旋转轴的误差运动。必须始终指定轴向位置,因为转子的倾斜会影响径向误差运动。
轴向误差运动 (z(θ)):定义为与旋转轴共线的误差运动。
倾斜误差运动 (α(θ), β(θ)):定义为转子绕 x 轴和 y 轴的旋转。该误差运动可以从在不同轴向位置“a”处进行的两个径向误差运动测量得出.
同步与异步误差运动(Synchronous versus asynchronous error motion)
旋转平台的总误差运动由同步和异步部分组成:
同步误差运动是总误差运动从一圈到另一圈重复的部分。它可以通过计算每个测量的主轴角度 θ 在几圈内的平均误差来获得。在数学术语中,这被定义为由基频的整数倍组成的误差运动。
总误差运动的其它部分是异步误差运动。它由基频的非整数倍组成。换句话说,总误差运动中从一圈到另一圈不重复的部分。它反映了测量过程中载物台误差运动、环境干扰、结构振动和噪声的一些未知组合。
误差运动值(Error motion value)
当绘制在极坐标图上时,可以很容易地确定总体、同步和异步误差运动的误差运动值。即作为包围相应误差运动的两个同心圆的半径之差。最小二乘圆 (LSC) 中心是误差运动评估的首选极坐标图中心。
同步误差运动值是通过减去具有公共LSC中心的同步数据的最小外接圆和最大内接圆的半径来确定的。反过来,异步误差运动值是通过单独查看每个角位置从异步数据的最大峰谷范围获得的。异步误差的最大频带由上图中的两个箭头表示。
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