精度，重復(fù)精度和分辨率，這三個(gè)令人疑惑的術(shù)語(yǔ)有很多種定義方法。

麻省理工學(xué)院的斯洛克姆教授在他的書中“精 密機(jī)械設(shè)計(jì)”[1] ，以一個(gè)非常有趣的方式定義它們：

“精度是能夠正確的講述故事”

“重復(fù)精度是能夠一遍又一遍地說(shuō)出同樣的故事”

“分辨率是這個(gè)故事的詳細(xì)程度”

A.H. 斯洛克姆。精密機(jī)械設(shè)計(jì)。Prentice Hall, Englewood Cliffs, 新澤西, 1992.

通常，伺服定位系統(tǒng)組成部分有機(jī)械(包括結(jié)構(gòu)要素及軸承導(dǎo)向)、動(dòng)力系統(tǒng)(如電機(jī)及其相應(yīng)的電子產(chǎn)品)、反饋裝置和控制器。簡(jiǎn)而言之，精度對(duì)定位系統(tǒng)來(lái)說(shuō)有雙重意義，即：運(yùn)動(dòng)精度主要取決于軸承和橫向偏差(來(lái)自于理論運(yùn)動(dòng)路徑或直線度或運(yùn)動(dòng)平行度)。伺服系統(tǒng)到達(dá)目標(biāo)位置的能力，是指定位系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)任意兩點(diǎn)(目標(biāo)位置點(diǎn)與實(shí)際到達(dá)點(diǎn))之間的最大誤差。

同上述，重復(fù)性對(duì)定位系統(tǒng)來(lái)說(shuō)有雙重意義，即：運(yùn)動(dòng)的重復(fù)性是軸承重復(fù)其運(yùn)動(dòng)的能力，對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)軸承，這通常被稱為直線可重復(fù)性或運(yùn)行平行度的可重復(fù)性。伺服系統(tǒng)達(dá)到相同位置的能力，這是定位系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)若干次連續(xù)移動(dòng)工件或工具到相同的位置時(shí)的誤差。

分辨率在定位系統(tǒng)中一般是決定軸承允許運(yùn)動(dòng)最小增量的能力，這是定位系統(tǒng)中點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)最小的機(jī)械步距。換句話說(shuō)，在接觸式軸承的定位系統(tǒng)中通過(guò)安裝納米分辨率的編碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)納米級(jí)的機(jī)械分辨率是毫無(wú)意義的，對(duì)于接觸式軸承，0.1μm是目前能實(shí)現(xiàn)最好的結(jié)果。

以右側(cè)的取放為例，最能解釋上面三個(gè)術(shù)語(yǔ)。目標(biāo)是把 圓筒放進(jìn)托盤，如右圖所示：

規(guī)格說(shuō)明：以A、B、C為基準(zhǔn)，要把圓筒的中心放在直 徑為0.2mm范圍內(nèi)。

為了滿足規(guī)范要求，定位系統(tǒng)中選擇足夠的分辨率達(dá)到所需要的重復(fù)性是很重要的。 下面的表格顯示了決定定位分辨率的一個(gè)典型例子:

因此，需要的分辨率至少是3μm。

現(xiàn)在，如果我們連續(xù)移動(dòng)圓筒到相同的位置，我們通過(guò)一個(gè)獨(dú)立的測(cè)量系統(tǒng)可 以記下圓筒的實(shí)際位置的中心。圓筒的中心可以繪制如圖。

連續(xù)定位的平均位置是所有圓的中心點(diǎn)標(biāo)示出來(lái)的，大圓的邊界就是定位系統(tǒng)的重復(fù)定位能力。

現(xiàn)在，我們把重復(fù)定位的圓疊加在給定的規(guī)格要求上，如圖3所示。在定位系統(tǒng)中，獲得好的重復(fù)定位精度要比好的定位精度更容 易一些。在很多案例中，定位精度不必非常準(zhǔn)確，只需要適當(dāng)?shù)木燃纯?，重?fù)定位系統(tǒng)能夠在適當(dāng)?shù)亩ㄎ环直?率給定的所需要規(guī)格內(nèi)定位，如圖4所示。建立一個(gè)定位系統(tǒng)，通過(guò)使用控制卡的校準(zhǔn)和誤差補(bǔ)償來(lái)實(shí)現(xiàn)重復(fù)精度 和定位精度，這是很經(jīng)濟(jì)的做法。