自動(dòng)進(jìn)樣器的誤差分析_劉志剛

《自動(dòng)進(jìn)樣器的誤差分析_劉志剛》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)）2014年第3期JournalofGuangdongPolytechnicNormalUniversityNo．3，2014自動(dòng)進(jìn)樣器的誤差分析12劉志剛，萬良晨（1.廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院機(jī)電系，廣東廣州510065；2.江西省港航管理局吉安分局，江西吉安343000）摘要：本文根據(jù)自動(dòng)進(jìn)樣器的機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制方式，對(duì)其進(jìn)行了進(jìn)樣誤差的分析，其誤差主要來自于步進(jìn)電機(jī)的步距角誤差、同步帶傳動(dòng)誤差、滾珠絲杠傳動(dòng)誤差、進(jìn)樣器自身的制造誤差以及進(jìn)樣過程中空氣壓縮的影響，并對(duì)其中可控的誤差提出了解決方法.最后，得出進(jìn)樣器進(jìn)樣過程中可能產(chǎn)生

2、的最大誤差計(jì)算公式.關(guān)鍵詞：自動(dòng)進(jìn)樣器；同步帶傳動(dòng)誤差；滾珠絲杠傳動(dòng)誤差中圖分類號(hào)：TP132文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1672-402X（2014）03-0038-05差分析，找出誤差的來源，研究誤差的性質(zhì)，找出1引言相對(duì)應(yīng)的解決辦法，可以盡量減少誤差，提高進(jìn)自動(dòng)進(jìn)樣器在生化分析儀器、色譜分析儀樣器的精度，也同時(shí)避免設(shè)計(jì)的盲目性.器中有著廣泛的應(yīng)用.它的運(yùn)行的可靠性和精自動(dòng)加樣器的總體結(jié)構(gòu)主要由進(jìn)樣器、步確性直接影響著分析結(jié)果.因此，在研發(fā)生化分進(jìn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為直線位移的傳動(dòng)裝置和析儀器、色譜分析儀器的企業(yè)首要的就是研發(fā)支架結(jié)構(gòu)等組成.步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過

3、同出高效、精準(zhǔn)的自動(dòng)進(jìn)樣器.步帶傳遞給滾珠絲杠，滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶任何機(jī)械設(shè)備在加工制造、運(yùn)行的過程中都動(dòng)絲杠螺母實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，絲杠螺母的直線運(yùn)會(huì)有誤差產(chǎn)生.本文通過對(duì)進(jìn)樣器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行誤動(dòng)推動(dòng)注射器活塞直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)樣.為了實(shí)現(xiàn)精密控制和節(jié)約成本，步進(jìn)電機(jī)采用開環(huán)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)控制.本文所要分析的自動(dòng)進(jìn)樣器的結(jié)構(gòu)如圖1所示.步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)為42BYG401，驅(qū)動(dòng)電流為0.6A，64細(xì)分驅(qū)動(dòng)；同步帶為MXL型，大帶輪的齒數(shù)為36，小帶輪的齒數(shù)為15，傳動(dòng)比；選用5級(jí)精度的T型滾珠絲杠副，導(dǎo)程為2.5mm；進(jìn)樣器選用的是由KLOEHN公司生產(chǎn)的，滿量程為1000ul

4、，滿量程的長(zhǎng)度為60mm.2誤差分析及解決方法分析自動(dòng)進(jìn)樣器的整個(gè)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其進(jìn)樣誤差產(chǎn)生的來源有：步進(jìn)電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)角誤差、同步帶的傳動(dòng)誤差、滾珠絲桿與滾珠螺母存在圖1自動(dòng)進(jìn)樣器結(jié)構(gòu)示意圖安裝間隙及制造誤差、注射器的制造誤差、在吸收稿日期：2014-01-20作者簡(jiǎn)介：劉志剛（1984-），男，湖南攸縣人，廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院教師.研究方向：機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)及教學(xué).第3期劉志剛，萬良晨：自動(dòng)進(jìn)樣器的誤差分析·39·取或釋放樣品時(shí)導(dǎo)管中的空氣具有壓縮性產(chǎn)生差等.同步帶傳動(dòng)的誤差就表現(xiàn)為前面所述各種的誤差.下面一一進(jìn)行分析計(jì)算及處理：因素的綜合影響.2.1步進(jìn)電機(jī)的

5、輸出轉(zhuǎn)角誤差2.2.1多邊形效應(yīng)誤差步進(jìn)電機(jī)在以整步距角運(yùn)行時(shí)，單步與單在同步帶嚙合傳動(dòng)中，帶與帶輪理想的嚙步之間誤差不累積，但是存在單步距角誤差.步合狀態(tài)是帶的節(jié)線與帶輪的節(jié)圓重合.如圖2所進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角的實(shí)際值與理論值的示，在帶輪的齒頂部分，帶輪的節(jié)圓與帶的節(jié)線誤差稱之為單步誤差.本文的自動(dòng)進(jìn)樣器為細(xì)是重合的，在運(yùn)動(dòng)中作圓運(yùn)動(dòng)；而在帶輪的齒槽分驅(qū)動(dòng)控制，設(shè)步進(jìn)電機(jī)為N細(xì)分驅(qū)動(dòng)，則運(yùn)行部分，由于帶處于張緊的狀態(tài)，帶的節(jié)線變成了一個(gè)整步距角后，其傳輸?shù)阶⑸淦魃献畲蟮恼`一直線，在運(yùn)動(dòng)過程中作弦運(yùn)動(dòng).顯然，同步帶差值為：在傳動(dòng)過程中，由于存在齒槽，其運(yùn)動(dòng)是由

6、圓運(yùn)ΔV=Δθb×S×V注×N動(dòng)和弦運(yùn)動(dòng)輪流交替進(jìn)行的，其變化周期為同1（2.1）i360L注步帶或帶輪的一個(gè)節(jié)距.我們稱這種現(xiàn)象為多式中：ΔV1—步進(jìn)電機(jī)整步距角誤差引起的邊形效應(yīng).因?yàn)槎噙呅涡?yīng)而造成同步帶實(shí)際傳進(jìn)樣誤差體積，單位：ul；動(dòng)與理論傳動(dòng)的誤差稱為多邊形效應(yīng)誤差.Δθb—步進(jìn)電機(jī)細(xì)分后每接收一個(gè)脈沖后的設(shè)多邊形效應(yīng)產(chǎn)生的誤差為ΔX，由文獻(xiàn)最大轉(zhuǎn)角誤差，單位：度；［3］可知：S—滾珠絲桿的導(dǎo)程，單位：mm；ΔX=2[Rcφ-Rrsinφ-(Rp+c)φ]（2.3）i—同步帶的傳動(dòng)比；式（2.2）中：Rc—同步帶輪上的節(jié)圓半徑；V注—注射器式進(jìn)樣器的

7、滿量程，單位：ul；L注—注射器式進(jìn)樣器的滿量程的長(zhǎng)度，單位：mm；N—步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)細(xì)分?jǐn)?shù)；結(jié)合本文的自動(dòng)進(jìn)樣器，廠家對(duì)型號(hào)42BYG401的步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行的轉(zhuǎn)角誤差測(cè)試如圖2.1所示.步距角經(jīng)過64細(xì)分后，每接收一個(gè)脈沖，電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)0.028°，其最大負(fù)誤差為-21.4%，最大正誤差為20%.則兩脈沖之間最大的誤差為41.4%.在運(yùn)行一個(gè)步距角后，其最大的誤差值傳輸?shù)阶⑸淦魃虾?，其進(jìn)樣誤差為：圖3同步帶輪與同步帶的實(shí)際接觸情況ΔV=Δθb×S×V注×N=0.028*0.414*2.5×1i360L注0.42*3601000×64=0.2044μl（2.2）60圖

8、2單步誤差測(cè)試2.2同步