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在精密運動(dòng)平臺中，重復定位精度（或重復性）是指運動(dòng)臺多次運動(dòng)到同一名義位置時(shí)，與實(shí)際位置偏差的某個(gè)統計量，根據不同的測試標準會(huì )有不同的統計計算方法，例如峰谷值、2σ、3σ等。

重復定位精度受多種復雜因素影響，既有運動(dòng)臺自身因素，比如背隙、摩擦力、線(xiàn)纜擾動(dòng)力、伺服抖動(dòng)、剛度等，也有環(huán)境因素，比如溫度漂移、地基振動(dòng)、環(huán)境噪聲等。我們幾乎不太可能給出每一種因素對重復性的定量影響。

比如說(shuō)，結構的背隙和不可恢復彈性變形通常會(huì )導致運動(dòng)臺正反向運動(dòng)時(shí)位置誤差存在明顯的正負向偏差，即所謂的“開(kāi)口”（Gap）現象。導致背隙和不可恢復彈性變形的原因尚不清楚，通常認為背隙是由零件間的連接導致。而不可恢復彈性變形是靜摩擦力、線(xiàn)纜力等力與電機力共同作用的結果，我們把二者造成的結構變形統稱(chēng)為不可復位的形變，原理如圖 2 所示。實(shí)際上我們也難以在測試結果當中對二者的影響進(jìn)行分離。

雖然無(wú)法量化每種因素對重復性的影響，但可以通過(guò)統計理論和唯象論的觀(guān)點(diǎn)給出對測試結果的解釋。因此，我們在統計意義上可以把重復性的影響因素進(jìn)行如圖 3 所示的分類(lèi)。

為了探尋影響重復定位精度的影響因素，我們首先隨機挑選了一臺典型的氣浮平臺進(jìn)行重復性測試來(lái)尋找可能的影響因素。測試結果如圖 5 所示，從中可以清晰地看出隨機抖動(dòng)、不可復位的變形以及長(cháng)時(shí)間的位置漂移等因素對重復性結果的影響。

針對這些可能的影響因素，接下來(lái)我們會(huì )使用雅科貝思的氣浮臺測試數據來(lái)具體分析不同因素對于重復定位精度的影響力程度。為了更精準地確定每種因素的影響程度，氣浮平臺被分為有拖鏈版本與無(wú)拖鏈版本來(lái)進(jìn)行重復性測試。

根據Renishaw2012的測試標準，我們得到了表 1的重復性測試數據。但我們很難直接從測試數據當中發(fā)現影響運動(dòng)臺重復性的因素，因此我們需要對測試數據進(jìn)行分解。

分解后得到如圖 6 所示的結果，可以得到雖然每次重復性的測試數據都不一樣，但隨機抖動(dòng)（Noise）和不可復位的變形（Gap）造成的影響相對穩定。然而每次測試結果的不一致主要是由溫度漂移（Drift）導致的。

氣浮臺幾乎不存在導向摩擦力，于是線(xiàn)纜、拖鏈等便成了擾動(dòng)（Noise）的主要來(lái)源?；谙嗤臏y試氣浮平臺，我們增加了拖鏈再進(jìn)行對比。

有拖鏈和無(wú)拖鏈的典型測試數據如圖 7 所示，在有拖鏈情況下呈明顯的波浪形式，而無(wú)拖鏈情況下呈線(xiàn)性形式。對測試數據進(jìn)行對比，無(wú)拖鏈情況下Noise約為±15nm，而有拖鏈情況下Noise約為±40nm，數值明顯增大，因此對有超高重復定位精度需求的運動(dòng)平臺，拖鏈的擾動(dòng)不可忽略。

重復性是所有運動(dòng)平臺最關(guān)鍵的指標之一，平臺的重復定位精度決定了最終產(chǎn)品的精度等級。無(wú)論是半導體檢測設備還是光刻機，貼片平臺還是加工機床 ，都無(wú)一不把重復定位精度放在首要考量位置。

同時(shí)，重復定位精度的提升也是困難的，柵尺位置、電機位置、導軌摩擦等都需要考慮，甚至線(xiàn)纜干擾也會(huì )對重復性產(chǎn)生影響，總之重復定位精度的提升是一個(gè)系統性的工程。

Akribis對重復定位精度有著(zhù)深刻的理解，能夠為客戶(hù)提供各種超高重復定位精度的定制化運動(dòng)平臺。同時(shí)，公司也會(huì )結合客戶(hù)的具體應用場(chǎng)景做針對性開(kāi)發(fā)，幫助客戶(hù)解決包括速度、精度、力控制等運動(dòng)控制方面的技術(shù)難題，利用我們在直驅領(lǐng)域的專(zhuān)長(cháng)和技術(shù)積累，助力中國制造業(yè)升級。