Top three ways to increase positioning system’s 3D accuracy | 3 เทคนิคเพื่อระบบการระบุตำแหน่งที่แม่นยำยิ่งขึ้น

ระบบบอกตำแหน่ง หรือ ระบบระบุตำแหน่ง – Positioning systems มีความสำคัญสำหรับกระบวนการผลิตอัตโนมัติ วันนี้ Aerotech นำเสนอ 3 วิธีการ ที่จะช่วยให้การระบุตำแหน่งแบบ 3D มีความถูกต้องแม่นยำมากยิ่งขึ้น ซึ่งจะทำให้ผู้ผลิตสามารถบรรลุจุดประสงค์ที่ต้องการได้มากที่สุด

ระบบระบุตำแหน่งจะถูกนำไปใช้แทบจะในทุกกระบวนการผลิตที่ต้องการความแม่นยำสูง (High-precision manufacturing process) และเป็นไปโดยอัตโนมัติ กระบวนการเหล่านี้ส่วนมากเป็นไปในแบบ 3 มิติ ตัวอย่างนี้ รวมถึงการระบุตำแหน่งพื้นผิวของชิ้นส่วนในแบบ 3 มิติ เพื่อให้การตรวจสอบชิ้นส่วนเป็นไปอย่างสมบูรณ์ 100% ทำให้การตัดด้วยเลเซอร์สามารถดำเนินไปตามเส้นทาง 3D ที่แสนจะซับซ้อนได้ เพราะว่ากระบวนการเหล่านี้ต้องใช้ความแม่นยำสูงในระดับไมครอน (microns) และนาโนมิเตอร์ (nanometers) มีความเสี่ยงต่อความคลาดเคลื่อนและอาจเกิดข้อผิดพลาดได้ในระบบระบุตำแหน่งภายในพื้นที่สามมิติ

อย่างไรก็ตาม เมื่อพูดถึงความแม่นยำในการระบุตำแหน่งเชิงพื้นที่ หรือความแม่นยำแบบ 3D ผู้เชี่ยวชาญด้านการระบุตำแหน่งได้แนะนำให้พิจารณาโครงสร้างพื้นฐานบางอย่างที่สามารถนำมาใช้ เพื่อเพิ่มช่องทางให้กับนักออกแบบเครื่องจักร ช่วยให้บรรลุเป้าหมายที่ต้องการและเป็นที่ยอมรับได้ดังต่อไปนี้:

1. Add more stiffness | แข็งขึ้นอีกนิด

ค่าความแข็ง (Stiffness) ที่เพิ่มขึ้นให้กับการออกแบบเครื่องจักรกลจะช่วยเพิ่มความสามารถในการทวนซ้ำของการเคลื่อนไหว (motion repeatability) ซึ่งจะทำให้การระบุตำแหน่งแบบ 3D เกิดความแม่นยำมากขึ้นและเป็นไปโดยง่าย ในที่นี้ยังหมายถึง การเคลื่อนไหวที่ไม่สามารถทวนซ้ำได้ (non-repeatable motion) คือการเคลื่อนไหวที่ไม่สามารถคาดการณ์ได้และไม่สามารถใช้ software calibrations และตารางการแก้ไข (ดูจุดที่ 3)

นอกจากนี้ ยังมีอีกหลายทิศทางที่ต้องปรับปรุงในเรื่องของความแข็ง เพราะยังมีการเคลื่อนที่ผิดพลาดใน 6 Degrees Of Freedom (D.O.F. ) สำหรับแต่ละแกนการเคลื่อนไหวที่คุณเพิ่มเข้าไปยังแพลตฟอร์มการวางตำแหน่ง การเพิ่มความแข็งมากขึ้นสามารถลดข้อผิดพลาดในการกำหนดตำแหน่งเชิงพื้นที่ได้ถึง 5 แหล่งที่มา

2. Add feedback at the work point | เพิ่มการป้อนกลับที่จุดทำงาน

อีกวิธีหนึ่งคือ การรวมกลไกการป้อนกลับ (feedback mechanisms) เข้าด้วยกันเพื่อลดปริมาณความผิดพลาด หรือ abbe error ทั้งนี้การลด abbe error นั้นง่ายเหมือนกับการลดระยะห่างระหว่างอุปกรณ์ป้อนกลับและ working point ของกลไกการระบุตำแหน่งในพื้นที่ที่คุณใช้สำหรับกระบวนการทำงาน ตัวอย่างเช่น สมมติว่า คุณมีระบบระบุตำแหน่ง XY ซึ่งมีชิ้นส่วนที่ต้องดูแลที่จุดนั้นในพื้นที่ที่อยู่เหนือแกน XY 100 มม. การเพิ่ม feedback source จุดที่สองซึ่งอยู่เหนือกลไก XY ขึ้นไป 100 มม.จะให้ข้อมูลที่มีค่าต่อแกนเคลื่อนไหวและช่วยชดเชย abbe errors ที่อาจมีอยู่

3. Calibration and correction tables | ตารางการแก้ไขและการปรับเทียบ

เมื่อทุกอย่างล้มเหลว คุณสามารถลองแก้ไขข้อผิดพลาดของการระบุตำแหน่ง 3D ด้วยการใช้เทคนิคการปรับเทียบและตารางการแก้ไข ในทางปฏิบัติอุปกรณ์การวัดความละเอียดสูงจะถูกใช้เพื่อวัดตำแหน่งที่แท้จริงของแกนเคลื่อนไหวตามที่ได้รับคำสั่ง  ความแตกต่างระหว่างการวัดตามจริงและการวัดตามคำสั่งจะถูกคำนวณและเพิ่มลงในไฟล์การแก้ไข ต่อจากนั้นแกนที่ถูกสั่งให้เคลื่อนที่ในระยะทางเดียวกันจะปรับแก้ตัวเองตามค่าการวัดจริงที่ตรวจจับด้วยอุปกรณ์การวัดจากภายนอก การปรับเทียบเป็นกระบวนการออฟไลน์และทำงานเฉพาะกับข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นซ้ำได้

อ้างอิง: https://www.etmm-online.com/top-three-ways-to-increase-positioning-systems-3d-accuracy-a-916017/

About The Author