滚珠丝杠副精密运动平台全行程定位精度预测及补偿

作     者：唐勉志 唐皓 

作者机构：湖南科技大学机电工程学院 

出 版 物：《机械科学与技术》 (Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主　　题：精密运动平台 全行程定位精度 滚珠丝杠副 误差预测 误差补偿 

摘      要：定位精度是衡量精密运动平台运动准确度的关键指标。本文通过分析高精度精密运动平台滚珠丝杠副的误差源，揭示定位精度传递规律，提出了一种以滚珠丝杠副为主要研究对象，覆盖宏(10mm)、小(1mm)、微(0.1mm)行程尺度下的精密运动平台全行程定位误差预测及补偿方法。首先，分析精密运动平台滚珠丝杠副的机械结构特点，提炼误差源信息；其次，分别分析滚珠丝杠副安装误差、装配误差和导程误差的形成特点，解耦各误差项信息，建立以滚珠丝杠副为对象的精密运动平台综合定位误差模型；第三，基于滚珠丝杠副-定位误差模型，分析宏、小、微行程下精密运动平台定位误差成因机理，揭示不同行程下滚珠丝杠副误差参数与精密运动平台定位误差的映射规律，形成全行程定位精度预测与补偿方法。实验结果表明，根据该误差模型，分别对20mm、2mm、0.2mm行程下精密运动平台定位误差进行补偿，结果分别从13.7μm、7.9μm、4.6μm，下降到2μm、1.5μm、1μm以下，精度有明显的提升。