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分辨率,定位精度,重复定位精度三者之间有什么关系?

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1#
发表于 2019-8-25 10:34:21 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
这篇文章,本来应该在上周发出来。
但是,因为我上周去了青海甘肃大环线,一直在路上,所以就耽误了下来。
有意思的是,我们去甘肃的城市,碰巧和大大的重合,敦煌-嘉峪关-张掖-兰州。
这不,昨天刚回来,就恶补了一个大觉。今天才继续完成写作。
好了,回到主题。
分辨率,定位精度,重复定位精度三者之间有什么关系?
对于这个问题,我相信,很多刚开始做设计的伙伴们,都有这样的疑问。
今天,不墨迹,直接讲问题。
先说分辨率,这个最容易理解。
分辨率:简单来说,就是,系统所能产生的,最小运动步距。也就是,给一个指令,系统运动轴,能够运动的最小距离。
好像,还是比较抽象。
用电子表打个比喻吧,我们都知道,时针每小时变化一次,分针是每分钟变化一次,秒针是每秒钟变化一次。这里,时针的分辨率是一小时,分针分辨率是一分钟,秒针分辨率是一秒钟。
又比如说,同样一筐苹果,在路边摊的杆秤称,是两斤半,拿到菜场的台秤上称,是两斤四两,放到超市的电子秤上,则是1180克,这里称出的重量不同,是因为各种秤的分辨率不同,很显然,电子秤的分辨率最高。
通常,系统分辨率,不单单取决于反馈系统的分辨率,比如光栅尺,或者其他位移传感器的分辨率,而且还和传动系统有关系。
比如,用齿轮齿条传动,如果没有预压,啮合间隙会导致传动间隙,使分辨率下降。
再比如,用滚珠丝杠传动,如果没有预压,也会有传动间隙,使分辨率下降。
而用直线电机,直接驱动,可以达到零间隙传动,使得分辨率,接近位移传感器的分辨率。
这里,之所以是接近,而不是等于,是因为,它还和系统的连接刚性有一定的关系,刚度太小,系统太柔了,也会使得分辨率下降。
比如,用柔性体连接,当线性马达线圈,按照反馈系统的指令,走了一个微小距离,例如10um,但是系统的柔度太大,结构变形吸收掉一部分距离,比如吸收掉2um,那么系统的分辨率就降低了,不是原来的10um,而是12um。
好了,关于分辨率,先说这些。
接下来,我们来说说定位精度。
定位精度:指的是你的机器设备停止时,实际到达的位置,和你要求到达位置的误差。
比如,你要求一个轴走100mm,结果实际上它走了100.01mm,多出来的0.01就是定位精度。
拿滚珠丝杠来说,你设定运动距离100mm,结果,100根丝杠的实际运动距离,为99.99mm到100.01mm,那么,可以说其定位精度是0.02mm(100.01-99.99=0.02)。
当然,实际的机器,不会只有一个轴,应该是很多轴。
机器的定位精度,比这个复杂。
一般,要到达一个位置,需要多个轴协同运动。
整机系统的定位精度,除了和各个轴的定位精度有关外,还和系统的连接刚性,位移传感器的精度、分辨率等因素有关系。
所以,上面的例子,只是为了方便理解。
说完定位精度,接下来,我们说说重复定位精度。
重复定位精度:指的是同一个位置,多次定位过去产生的误差。
比如,你要求一个轴走100 mm,结果,第一次实际上它走了100.01mm,重复一次同样的动作,他走了99.99mm,这之间的误差100.01-99.99=0.02mm,就是重复定位精度。
当然,实际表示方法,都用±X表示,比如上面的误差会表示成±0.01mm,也既是±(0.02/2)。
再比如,还是拿滚珠丝杠来说,一根丝杠设定运动距离100mm,运动100次,实际运动距离为99.988mm到99.992mm,那么其重复定位精度是±0.002mm。
通常情况,正如我在《光栅尺的原理是什么?怎么选择?供应商都没讲明白,6年了我第一次听懂》中所说,重复定位精度,比定位精度要高得多,比如2~3倍,最多不超过10倍,而定位精度,介于分辨率和重复定位精度之间。
这里,还是举个简单的例子,比如一个轴,其光栅尺分辨率(位移分辨率)为0.1微米,那么这个轴的重复定位精度,数值上大于0.1微米,比如可能会是0.15um,0.2um。
因为系统的重复定位精度,除了和光栅尺(位移传感器)的精度、分辨率有关外,还和机械系统误差有关系,比如导向系统,传动系统,结构刚性等,会使得定位精度降低,也在一定程度上,影响了重复定位精度。
那么,分辨率,定位精度,重复定位精度三者有什么关系?
我觉得还是用例子来说明,比较好理解。
比如射飞镖。
如果飞镖打得到处都是,那么它既不准确,也不可重复。
如果飞镖都打到一个地方了,但不在靶心,那么精度差,但是重复性好,这种情况下,只要换个位置站就好了(补偿)。
如果不补偿,就要看换位置时的分辨率了,分辨率越好,越可能接近需要的精度,因为你占的位置,可能刚好能够弥补飞镖射偏的误差。
比如这时,假设你发射飞镖的方向,相对于转台不变。
你占的转台,只能按照一个步距角度旋转,例如2度,如果你离靶心较远,那么飞镖射出的方向,有可能刚好会错过靶心的位置。
而如果转台旋转步距角为0.5度,那么飞镖射出的方向,是不是离靶心更近了。
这就是说,提高分辨率,可以提高定位精度,当然,也可以提高重复精度。
但是,提高系统的分辨率,重点在于提高机械系统的分辨率,而不在于提高位移传感器的分辨率,因为位移传感器的分辨率,可以通过细分达到很高,但是机械分辨率跟不上,会使得细分失去意义。
其实,上面讲重复定位精度时,已经说明了,分辨率、定位精度、重复定位精度之间的关系。
用一句话概括,就是:重复定位精度比定位精度要高得多,比如2~3倍,最多不超过10倍,而定位精度,介于分辨率和重复定位精度之间。
好了,关于三者的概念,和它们之间的关系,就说完了。
评论处,你可以补充解释,说明,发表观点等。这样,下一个看到的人,可以学到更多,也许,你知道的正是大家需要的。
我是罗罗,公号:罗罗日记,一起来做朋友吧。

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参与人数 2威望 +101 收起 理由
陆小鸡 + 100 思想深刻,见多识广!
风仔很忙 + 1 问题描述清楚,显得很专业!

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2#
发表于 2019-8-25 11:46:18 | 只看该作者
本帖最后由 pengzhiping 于 2019-8-25 11:47 编辑

三者的关系是 按照精密从高到低的等级划分:分辨率 定位精度 重复定位精度
3#
 楼主| 发表于 2019-8-25 12:01:03 | 只看该作者
|pengzhiping发表于 08-25 11:46<i class="pstatus"> 本帖最后由 pengzhiping 于 2019-8-25 11:47 编辑 </i><br>
<br>
三者的关系是 按照精密从高到低的等级划分:分辨率 定位精度 重复定位精度
你和我的理解有所不同,我的理解是,从高到低是:分辨率,重复定位精度,定位精度

其他大神的意思是什么?别躲着不出来,来点评论才更有意思嘛

点评

就机床行业而言,从高到低是:分辨率,重复定位精度,定位精度。  发表于 6 天前
三者的关系是 按照精密从高到低的等级划分:分辨率 定位精度 重复定位精度  发表于 7 天前
4#
 楼主| 发表于 2019-8-25 12:03:17 | 只看该作者
对了,有没有对青海甘肃大环线感兴趣的?如果感兴趣的多,我后续会在公号里写出来
5#
发表于 2019-8-25 13:28:03 | 只看该作者
我领导说: 机床的定位精度比重复定位精度更重要,
20多年前全国第一台CK6136数控车床就是我领导搞出来的,那时候沈阳机床都是仿造他的机器
6#
 楼主| 发表于 2019-8-25 13:43:11 | 只看该作者
|外圆车刀发表于 08-25 13:28我领导说: 机床的定位精度比重复定位精度更重要,<br>
20多年前全国第一台CK6136数控车床就是我领导搞出来的,那时候沈阳机床都是仿造他的机器
牛逼!
7#
 楼主| 发表于 2019-8-25 13:45:56 | 只看该作者
|外圆车刀发表于 08-25 13:28我领导说: 机床的定位精度比重复定位精度更重要,<br>
20多年前全国第一台CK6136数控车床就是我领导搞出来的,那时候沈阳机床都是仿造他的机器
机床的定位精度确实重要,关系到零件加工精度。一个字形容你领导,神
8#
发表于 2019-8-25 15:02:20 | 只看该作者
环西部游?
9#
 楼主| 发表于 2019-8-25 15:26:11 | 只看该作者
是的,青海湖-茶卡盐湖-大柴旦翡翠湖-敦煌鸣沙山和月牙泉-敦煌莫高窟-嘉峪关-张掖七彩丹霞
10#
发表于 2019-8-25 16:56:58 | 只看该作者
学习了,赞一个!
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