
納米位移臺如何優(yōu)化掃描路徑以減少振動?
在使用納米位移臺進行掃描時,優(yōu)化掃描路徑是減少系統(tǒng)振動、提升定位精度和圖像質(zhì)量的關鍵步驟。以下是幾種常用且有效的優(yōu)化路徑設計方法:
首先,避免使用帶有急劇加速度變化的波形,例如傳統(tǒng)鋸齒波或方波路徑,這類軌跡在方向切換處會造成系統(tǒng)沖擊,引起激發(fā)共振和機械抖動。建議改為采用平滑的軌跡設計,例如正弦波、S形曲線(也稱加加速度有限曲線)或多項式平滑路徑,這類曲線能確保加速度變化連續(xù),減小慣性負載引起的振動。
其次,控制路徑切換段的速度和加速度。掃描路徑中如存在往返切換點,應減緩換向點的速度并引入過渡段。例如在掃描一行結(jié)束準備回掃時,可以設置一個緩慢減速、短暫停留再緩慢起動的過程。這種“軟切換”比突變更能降低沖擊帶來的振動。
再者,路徑應盡量保持連續(xù)性和方向一致性,尤其在二維掃描中,避免每行掃描結(jié)束后做快速大角度跳躍(如之字形掃描方式中的突變)??梢圆捎寐菪龗呙?、弓形掃描等連貫曲線形式,從而減小運動部件瞬時方向變化引起的非線性響應。
此外,路徑長度和密度也需平衡。如果掃描路徑過密或過長,會導致系統(tǒng)長期處于動態(tài)狀態(tài),溫升和累積誤差更容易引起低頻振動。適當控制掃描范圍和分辨率,在不損失所需數(shù)據(jù)質(zhì)量的前提下減輕系統(tǒng)負荷,是減少振動的另一思路。
在路徑生成之后,可以使用運動控制軟件進行前饋補償或軌跡預處理。很多高性能控制器支持對路徑做加速度限制、濾波處理,或基于模型的運動前饋補償,有助于抑制高頻振動成分。
總之,優(yōu)化掃描路徑以減少振動的核心是控制加速度變化、保持路徑連續(xù)平滑、限制運動劇烈度,并結(jié)合控制器功能實施前饋與濾波處理。這種綜合策略將有效提升納米位移臺在動態(tài)掃描過程中的穩(wěn)定性和重復性。