摘 要 推進(jìn)部份由減速步進(jìn)電機(jī)帶動齒輪，通過齒輪的1：1嚙合傳動到M3螺紋球頭頂桿，螺紋頂桿經(jīng)固定的M3螺母由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動，推動平移滑動臺按照一定的間距向前推進(jìn)滑動臺，平移滑動臺由兩根直線軸承通過直線光軸滑移，推動平移滑動臺向前微移，納米級的移動，通過COMS圖像的采集轉(zhuǎn)換成電信號，給減速步進(jìn)電機(jī)發(fā)出指令工作。

關(guān)鍵詞 像素點(diǎn)的位移量；差值；COMS；滑移；非標(biāo)

中圖分類號 TM851 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)062-0106-01

像素點(diǎn)的位移量；就是通過COMS采集的圖像，給一個固定的脈沖信號，給一個固定的脈沖讀取一個數(shù)值A(chǔ)，第二次給同樣的固定脈沖讀取一個數(shù)值B，第二次的數(shù)值B減第一次的數(shù)值A(chǔ)的差值就是像素點(diǎn)的位移量。

差值：測量參數(shù)是固定的，在同樣的條件下進(jìn)行測量的數(shù)值第二次減去第一次的數(shù)值的差值就是差值。

COMS：簡單的說就是影像傳感器

滑移：是指在外力的作用下，物體的一部分沿一定面和方向，相對于另一部分發(fā)生相對移動的一種運(yùn)動狀態(tài)。這些面和方向分別被稱為滑移面和滑移方向。

非標(biāo)：就是說是通常國標(biāo)或機(jī)標(biāo)的工具或工件在實(shí)際中通過修改一部分的尺寸變成的專用的而不是大家都可用的工具或工件。

1 推進(jìn)步進(jìn)細(xì)分設(shè)計的計算

1.1 原理

減速步進(jìn)電機(jī)1:50，相位角18度，齒輪1:1傳遞，M3螺紋球頭頂桿轉(zhuǎn)一圈走0.5 mm（螺距），減速步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)50圈實(shí)際頂桿位移量

0.5 mm，一個脈沖（18°）的頂桿位移量=18°×0.5/50×360°=0.000 5 mm（毫米）=0.5 μm（微米）。如圖1。

1.2 如何測量實(shí)際中的位移

做個光學(xué)測量平臺通過COMS圖像的采集，COMS通過顯微鏡采集圖像，COMS轉(zhuǎn)換成電信號，給減速步進(jìn)電機(jī)發(fā)出指令工作，通過觀察到的圖像的像素點(diǎn)的位移量，通過軟件數(shù)學(xué)精準(zhǔn)測出給一個脈沖實(shí)際像素點(diǎn)的位移量是多少，計算差值與理論上的差別。

2 實(shí)際工作中的不足

1）平移滑動臺的兩根直線軸承與直線光軸配合的要求按6級公差配合來做，直線軸承與直線光軸安裝嚴(yán)格控制間隙，跳動量不能大，滑動自如。

2）像素點(diǎn)的位移量差值理論與實(shí)際的不同的原因，M3螺紋球頭頂桿在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)它的移動是跳動并且不穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2，第一方案改進(jìn)設(shè)計結(jié)構(gòu)，采用平移滑動臺臺用球面，用M3螺紋球頭頂桿的球面與它接觸，減少滑移，有所改善，但效果不是很好，加工裝配中有誤差，中心孔有時對不準(zhǔn)，有跳動，如圖2。

第二種方案采用平移滑動臺用錐面，用M3螺紋球頭頂桿的球面與它線接觸，減少滑移，有所改善，但效果也不是很好，如圖3。

第三種方案采用平移滑動臺用平面，用M3螺紋球頭頂桿的球面與它線接觸，效果顯著，如圖4；但有個具體的問題是M3螺紋球頭頂桿與固定的M3螺母配合間隙要很好的配合，相當(dāng)于5級精度，加工成本較大，市場通常只有6級精度的M3螺母絲攻，M3板牙。

3 加工過程的控制

1）增大螺紋旋合長度到15 mm，減小配合間隙螺紋。間隙的影響，螺紋旋合長度15 mm，螺母M3-H5（0.004/0），螺紋頂桿M3-g5（-0.002/-0.006），配合公差帶最大0.01 mm，誤差最大為0.00033（0.01÷15÷2）通過計算得出，配合的公差帶小于0.01mm就可滿足要求。

2）針對市場上不容易購到合適的工具，采取如下措施解決，用采購到的標(biāo)準(zhǔn)M3-g6（-0.002/-0.008）級絲攻先加工好M3的內(nèi)螺紋，用加工外螺紋工藝來補(bǔ)充不足，M3螺紋頂桿加工成非標(biāo)的，外徑、中徑增大，實(shí)際控制螺紋間隙在0.005的要求來加工，嚴(yán)格控制螺紋間隙。

4 結(jié)論

影響推進(jìn)步進(jìn)準(zhǔn)確度因素是平移臺與螺紋頂桿工作中的滑移造成不準(zhǔn)，只有解決了產(chǎn)生滑移的一切問題，推進(jìn)步進(jìn)準(zhǔn)確度就迎刃而解。

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