Олон тэнхлэгтэй систем дэх шугаман үе шатны хэлбэлзэл болон давталтын алдааг олж засварлах

Та олон тэнхлэгтэй шинэ систем суурилуулж, харааны камераа асаагаад, хөдөлгөөний дарааллаа эхлүүлээд, ямар ч шалтгаангүйгээр зураг фокусаас холдож байгааг харж байсан уу? Эсвэл хүч болон хурдны тохиргоо хэвээр байсан ч лазер микропроцессороор зүсэх чанар ажлын талбарт өөрчлөгдөж байгааг та харж байсан байх. Үүний буруутан нь ихэвчлэн ил харагдахгүй байдаг: хэлбэлзэл ба өнцөг гэж нэрлэгддэг жижиг өнцгийн алдаанууд.

Эдгээр алдаанууд нь зальтай мэт санагддаг. Тэд үргэлж дохиолол үүсгэдэггүй. Эд ангиуд шалгалтанд тэнцэх хүртэл тэдгээр нь таны процессын зах зээлд аажмаар нэвтэрдэг. Үйлдвэрт есөн жил гаруй ажилласан нарийвчлалтай шат үйлдвэрлэгчийн хувьд бид энэ түүхийг хэдэн зуун төслөөр дамжуулан өрнөхийг харсан. Бидний зорилго бол сурах бичгийн онолоор биш, харин практик, газар дээр нь алдааг олж засварлах замаар танд үүнийг тайлбарлах явдал юм.

Мөн бид хамгийн их асуудаг асуултыг авч үзэх болно:"Олон тэнхлэгтэй шугаман үе шатны систем дэх шугаман үе шатны хэлбэлзлийг хэрхэн үр дүнтэй бууруулж, дууны алдааг хэрхэн засах вэ?"Кофе аваад ир. Бид үүнийг алхам алхмаар задлах болно.

Шугаман үе шатны хэлбэлзэл ба дууны алдаа гэж юу вэ?

Тодорхойлолтыг энгийн байлгая. А цэгээс В цэг рүү ачааг шулуун шугамаар зөөхийн тулд та шат суурилуулдаг. Бодит амьдрал дээр тэрэг зүгээр л шулуун хөдөлдөггүй. Мөн бага зэрэг савладаг. Энэ савлалт нь гурван өнцгийн хөдөлгөөнд хуваагддаг:

Өнгө:тэрэг хөрөө шиг дээш эсвэл доош хазайдаг (Y-г тойрон эргэлддэг).

Яв:тэрэг зүүн эсвэл баруун тийш жолооддог (Z тойрон эргэлддэг).

Өнхрөх:тэрэг нь хөдөлгөөний тэнхлэгийг тойрон эргэлддэг (X-ийг тойрон эргэлддэг).

Хүмүүс ярихдаашугаман үе шатны хэлбэлзэл, тэд ихэвчлэн давирхай ба хазайлтын хослолыг дүрсэлдэг - энэ нь таны эд анги замдаа толгой дохин, сүлжиж байгаа мэт мэдрэмж төрүүлдэг хөдөлгөөн юм. Ихэнх олон тэнхлэгтэй стекүүдийн хувьд давирхайн бүрэлдэхүүн хэсэг нь хамгийн их өвддөг, учир нь таталцал ба консолтой ачаа нь тэргэнцэр дээр байнга доош татагддаг.

Z тэнхлэг дээр суурилуулсан бичил тунгийн зүүг бодоод үз дээ. Хэрэв суурь XY үе шат ньшугаман үе шатны хэлбэлзэлЗүүний үзүүр ердөө 40 микрорадиантай тул хөдөлгөөний дагуу босоо чиглэлд 4 микроноос дээш хөдөлж чадна. Энэ нь 10 микроны өргөнтэй наалдамхай бөмбөлгийг түрхэхэд хангалттай. Энэ нь ердөө нэг тэнхлэг юм. Хоёр эсвэл гурвыг давхарлахад алдаа хурдан нэмэгддэг.

Олон тэнхлэгтэй системүүд яагаад жижиг алдаануудыг том асуудал болгон хувиргадаг вэ

Нэг тэнхлэгтэй үе шат нь 20 нуман секундын давталтын үзүүлэлттэй байж болно. Энэ нь өгөгдлийн хүснэгт дээр гайхалтай үзүүлэлт юм. Гэхдээолон тэнхлэгтэй шугаман үе шатСтек хийхэд бүх зүйл замбараагүй болдог. Доод шат нь хазайдаг бөгөөд энэ хазайлт нь дээр нь суурилуулсан шатны хувьд системчилсэн офсет болдог. Хэрэв дээд шат нь өөрийн гэсэн давталтын алдаатай бол та давхар цохилт авах болно. Бид үүнийг стекийн алдаа гэж нэрлэдэг бөгөөд ийм учраас 2 тэнхлэгтэй систем нь үе шатны бие даасан үзүүлэлтүүдийн нийлбэрээс муу ажилладаг.

Гантри маягийн олон тэнхлэгтэй стекийн хувьд доод тэнхлэгээс ирэх давталтын алдаа нь дээр нь суурилуулсан тэнхлэг бүрийн хувьд системчилсэн офсет болдог.

Манай угсралтын талбайгаас авсан бодит жишээ энд байна:

Тоонууд зүгээр л нэмдэггүйг та харж болно - тэдгээр нь ачаалал болон моментийн гартай нийлдэг. Чухам ийм учраасдууны алдааг олж засварлахдоторолон тэнхлэгтэй шугаман үе шатзөвхөн тэнхлэгүүдийг биш, бүхэл бүтэн стекийг харах ёстой.

Алхам алхмаар танилцуулгын алдааг олж засварлах

Үйлчлүүлэгч бидэн рүү дайвалзах асуудлаар залгахад бид батлагдсан дарааллыг дагадаг. Энэ нь танд манай үе шатууд байгаа эсэхээс үл хамааран үр дүнтэй байдаг. Практик арга барил энд байна:

1. Эхлээд хэмж, хэзээ ч бүү таа

Танд суурь шугам хэрэгтэй. Лазер интерферометр хамгийн тохиромжтой, гэхдээ электрон түвшин эсвэл автоколлиматор бас ажилладаг. Тэнхлэг бүрийн бүрэн хөдөлгөөний дагуу өнцгийн алдааг машиндаа яг байрлуулсан байдлаар нь зурагла. Оргилоос хөндий хүртэлх өнцөг болон хазайлтыг бич. Энэ алхамыг алгасаж болохгүй - энэ нь таныг сүнс хөөхөөс сэргийлдэг.

2. Суурилуулах гадаргууг шалгана уу

Энэ бол нэг номерын шалтгаан юмшугаман үе шатны хэлбэлзэлбидний талбай дээр харж байгаа зүйл. Хэрэв таны суурь хавтан тэгш биш бол та хавтгай шатыг муруй гадаргуу дээр боолтоор бэхэлснээр холхивчийн гүйлтийн зам гажууддаг. Суурилуулалтын боолтыг бага зэрэг суллаж, шатны доор мэдрэгч хэмжигчийг гулсуулна уу. Нэг булангийн доор байрлах 5 микрон жийргэвч нь налуугийн алдааг хоёр дахин бууруулж чадна. Жийргэвчний суурь ашиглах эсвэл гадаргууг тэгш хусах хэрэгтэй.

3. Ачаалал болон хэт их өлгөгдсөн мөчөө хараарай

Шат бүр нь нэрлэсэн моментийн ачаалалтай (Нм) байдаг. Хэрэв таны ашигтай ачаалал хол зайд тархвал хөшүүргийн нөлөө нь холхивчуудыг байнга тулалдуулдаг доошлох моментийг үүсгэдэг. Тэрэгний төвөөс багажныхаа массын төв хүртэлх зайг хэмжинэ. Үүнийг жингээр үржүүлнэ. Хэрэв энэ тоо шатны техникийн үзүүлэлтээс хэтэрвэл та дараахийг харах болношугаман үе шатны хэлбэлзэлАчааллын дор нэмэгдэх. Үүнийг тэнцвэржүүлэгч нэмэх эсвэл ачааллыг ойртуулах замаар засна.

4. Урьдчилан ачаалах тохируулга

Хөндлөн өнхрөх шат болон бөмбөлөг холхивчийн хөтөч нь дотоод зайг арилгахын тулд зохих урьдчилан ачаалах шаардлагатай. Цаг хугацаа өнгөрөхөд элэгдэл нь энэхүү урьдчилан ачааллыг сулруулж, тэрэг нь микроскопоор найгаж эхэлдэг. Олон шат нь тохируулгын шураг эсвэл эксцентрик камертай байдаг. Хөдөлгүүрийн хөтчийн гүйдлийг (моторжуулсан шатны хувьд) эсвэл түлхэх хүчийг (гарын авлагын хувьд) хянаж байхдаа үүнийг бага зэрэг алхамаар чангална. Та чирэх хүч бага зэрэг жигд нэмэгдэхийг хүсч байна. Тохируулгын дараа давирхайн алдаагаа дахин хэмжинэ үү. Энэ нь мэдэгдэхүйц буурах ёстой.

5. Уралдааны замыг цэвэрлэж, шалгах

Шороо нь нарийвчлалыг үгүй ​​хийдэг. Холхивчийн хэсэгт наалдсан хүний ​​үсний хэмжээтэй хэсгүүд нь хөдөлгөөний тодорхой цэг дээр огцом үсрэлт үүсгэж болзошгүй. Бүрхүүлийг авч, төмөр замыг хөвөн даавуу, уусгагчаар арчиж, санал болгосон тосоор дахин тослоорой. Хэрэв шат нь хөндлөн өнхрүүш ашигладаг бол тор нь бэхлээгүй эсэхийг шалгаарай. Бид энгийн цэвэрлэгээний засварыг 30% -д нь харсан.шугаман үе шатны хэлбэлзэласуудлууд шууд гарч ирнэ.

6. Стек дэх ортогонал байдал

Хэрэв таны X ба Y тэнхлэгүүд төгс дөрвөлжин биш бол X хөдлөхөд Y тэнхлэг өгсөх эсвэл доошлох бөгөөд энэ нь дээд тэнхлэг дээрх өнцөг алдаа мэт харагдана. Тэнхлэгүүдийн хоорондох бэхэлгээний өнцгийг шалгахын тулд нарийвчлалтай дөрвөлжин ба залгуурын заагчийг ашиглана уу. Боолтыг суллаж, тэгшлэхийн тулд зөөлөн товшиж, од хэлбэртэй болгон дахин чангална. Энэ нэг алхам нь өөрчлөх нууцыг ихэвчлэн тайлдаг.шугаман үе шатны хэлбэлзэлөөр өөр аяллын координатуудаар.

Шуурхай лавлагаа авахын тулд алдааг олж засварлах заль мэхийн хуудас энд байна:

Сайндууны алдааг олж засварлах80% арга, 20% багаж хэрэгсэл юм. Дарааллыг дагавал үндсэн шалтгааныг нь ялгаж чадна.

Савлуур болон давталтын гүйцэтгэлийн хувьд хөндлөн гулдмай болон бөмбөг агуулсан шугаман шатууд

Нарийвчлалтай систем бүтээж буй хэн бүхэн эрт орой хэзээ нэгэн цагт гол сонголтын асуулттай тулгардаг. Энэ бол сонгодогСавлуур болон давталтын гүйцэтгэлийн хувьд хөндлөн гулдмай болон бөмбөг агуулсан шугаман шатуудмэтгэлцээн. Бүгдэд тохирох ганц хариулт байхгүй. 9 жилийн хугацаанд өөрсдийн угсралтын ажлын ширээн дээр хэмжсэн зүйл дээрээ үндэслэн задлан шинжилье.

Хөндлөн өнхрөх шатуудV хэлбэрийн ховилтой цилиндр хэлбэртэй булуудыг ашиглана. Эдгээр нь шугамын холбоог бий болгодог бөгөөд энэ нь илүү өндөр хатуулагтай, мөн чанартаа өнцгийн алдаа багатай гэсэн үг юм.Бөмбөг агуулсан шугаман хөтөчЦэгэн холбоо бүхий эргэлтийн бөмбөлөг ашиглана уу. Эдгээр нь илүү хурдан, урт аяллыг хялбархан даах боловч өнцгийн хөшүүн чанар нь арай бага байдаг.

Хөндлөн өнхрөх шат	Бөмбөлөг холхивчийн гарын авлага

Энэхүү бетоныг хийхийн тулд манай бүтээгдэхүүний төрөлд багтдаг ердийн үе шатууд дээр үндэслэсэн харьцуулалтыг энд оруулав (хөдөлгөөн 100 мм, их биеийн өргөн 60 мм):

Хэрэв таны үйл явц аль болох нягт байхыг шаардаж байвалшугаман үе шатны хэлбэлзэлХяналт - оптик тохируулга эсвэл үзлэгт - хөндлөн өнхрүүш нь хамгийн дуртай зүйл юм. Бид хагас дамжуулагч мэргэжилтнүүдийг хөндлөн өнхрүүш рүү чиглүүлдэг.олон тэнхлэгтэй шугаман үе шатЭнэ шалтгааны улмаас овоолго. Гэхдээ хэрэв та 15 кг ачаагаар өндөр хурдтайгаар хагас метр аяллыг туулах шаардлагатай бөгөөд програм хангамжийн өнцгийн алдааг зураглаж, нөхөж чадвал нарийвчлалтай бөмбөлөг агуулсан шат нь төгс утга учиртай болно.

Гол нь зүгээр л цаасан дээрх хамгийн бага үзүүлэлтийг хөөцөлдөх биш, харин технологийг бодит алдааны төсөвтэй нийцүүлэх явдал юм.

Гурван үндсэн програмын бодит ертөнцийн засварууд

Үүнийг практикт хэрэгжүүлье. Хэрхэн хийх вэ гэдэг нь энд байнашугаман үе шатны хэлбэлзэлмөн гурван хүнд хэцүү салбарт дууны алдаа гарч ирэн шийдэгддэг.

Хагас дамжуулагч ваферын үзлэг

ДоторХагас дамжуулагч хавтангийн үзлэг, ньолон тэнхлэгтэй шугаман үе шатМикроскопын объектив дор вафлийг растер хэлбэрээр харуулдаг. Фокусын гүн нь 1 микроноос бага байж болно. Хэрэв үе шатны стек нь 30 нуман секундын давирхайтай бол вафлийн гадаргуу нь сканнердах явцад хэдэн микроноор шилждэг. Энэ нь танд бүдэг дүрс, алга болсон согогийг өгдөг.

Манай инженерүүд энэ асуудлыг ихэвчлэн ортогональ байдлыг чангатгах, Аббегийн шилжилтийг багасгах (объективыг хөдөлж буй тэргэнцэр дээр байрлуулах), 15 нуман секундээс доош хэмжсэн налуутай хөндлөн өнхрөх шатыг сонгох замаар шийддэг. Мөн бид үзлэг хийхээс өмнө дулааны гажуудлыг тогтворжуулахын тулд халаалтын циклийг санал болгож байна. Нэг үйлчлүүлэгч угсралтын суурийн тэгш байдлыг засах замаар фокусын дефокусын алдаагаа 40%-иар бууруулсан.

Лазерын микро боловсруулалт

Доторлазер микро боловсруулалт, цацрагийн өнцөг чухал. Хэрэв зүсэлтийн үед тайзны налуу хэлбэлзвэл ирмэг өргөжиж, ирмэгүүд нь нарийсдаг. Бид ажлын талбайн зүсэлтийн чанар тогтворгүй байгаагаас болж стентийг хаядаг эмнэлгийн хэрэгсэл үйлдвэрлэгчтэй хамтран ажилласан.

Ил гарсан шугаман чиглүүлэгч төмөр замтай үйлдвэрлэлийн лазер зүсэх машин — гантри тэнхлэгүүдийн давирхайн алдаа нь ажлын бүрхүүлийн дагуу конус хэлбэртэй керфүүд болон тогтворгүй зүсэлтийн гүнд шууд нөлөөлдөг.

Тэдний XYолон тэнхлэгтэй шугаман үе шатКонсолын ачааллын дор 45 нуман секундын залруулаагүй давталтын алдаатай байсан. 3 дахин өндөр моментийн үнэлгээтэй өргөн хөндлөн гулсмал шат руу шилжиж, үлдэгдэл 10 нуман секундын програм хангамжийн алдааны нөхөн төлбөрийг ашигласнаар тэд зүсэлтийн хэлбэлзлийг хүлцлийн хүрээнд авчирсан. Хаягдал байхгүй болсон.шугаман үе шатны хэлбэлзэлАсуудал нь үнэндээ мөчөөс үүдэлтэй шидэлт байсан.

Автоматжуулсан оптик тохируулга

Доторавтоматжуулсан оптик тохируулгаФотоник чипүүдийн хувьд та гэрлийг микроноос бага нарийвчлалтайгаар холбохыг оролдож байна. Хэрэв таны үе шат 50 нуман секундын турш хэлбэлзвэл холболтын үр ашиг буурч, тохируулгын алгоритм нь цаг хугацаа зарцуулдаг.

Оптик талхны хавтан дээр суурилуулсан нарийвчлалтай гарын авлагын шугаман үе шат — шилэн кабелийн холболт болон фотоникийн тохируулгын тохиргоо нь хайлтын алгоритмыг хурдан бөгөөд давтагдах боломжтой байлгахын тулд дэд нуман секундын механик тогтвортой байдлаас хамаарна.

Манай тохируулгын платформын хэрэглэгчид ихэвчлэн нэг оронтой тооны нуман секундын хэлбэлзлийг шаарддаг. Тэд хөндлөн роллер ашигладаголон тэнхлэгтэй шугаман үе шатнэгдсэн пьезо нарийн тохируулга болон үйлдвэрийн тохируулгатай алдааны зураглал бүхий угсралтууд. Бидний дэмждэг нэг лаборатори нь гарын авлагын хөндлөн өнхрөх шатнуудыг пьезо хөдөлгүүртэй нэгтгэж, хайлтын талбайг багасгахад хангалттай бага механик хэлбэлзэлтэй байсан тул 3 дахин хурдан тохируулгын мөчлөгийг хийсэн.

Хэлхээг бага байлгах хурдан засвар үйлчилгээний зуршил

Систем тань холбогдсоны дараа хэдэн энгийн зуршил нь дахин гуйвуулахаас сэргийлнэ:

Төмөр замыг сар бүр арчина.Изопропилийн спирт болон хөвөнгүй алчуур хэрэглээрэй.

Хуваарийн дагуу дахин тослох.Зөв тослох материалын талаар манай гарын авлагаас үзнэ үү. Хэт их тослох нь хэт бага тослохтой адил муу.

Урьдчилан ачааллыг зургаан сар тутамд шалгана уу.Бид үүнийг өөрсдийн демо төхөөрөмжүүд дээр хийдэг.

Жил бүр бэхэлгээний боолтыг эргүүлэх хүчийг дахин нэмэгдүүлнэ.Чичиргээ нь тэдгээрийг сулруулж, дууны алдаа нэмэгддэг.

Эдгээр алхамууд хэдэн минут шаардагдах боловч хэдэн цаг хэмнэнэдууны алдааг олж засварлахдараа нь.

Та хэзээ бидэнд хандах ёстой вэ

Заримдаашугаман үе шатны хэлбэлзэлАсуудал улам гүнзгийрч байна. Магадгүй ачаалал нь хэтэрхий төвөгтэй тул амархан тэнцвэржүүлэхэд хэцүү байж магадгүй юм. Магадгүй танд стандарт бус холхивчийн тархалттай захиалгат шат хэрэгтэй байж магадгүй юм. Эсвэл алдаа нь шатнаас эсвэл бүтцээс гарч байгаа эсэхийг та зүгээр л мэдэхгүй байж магадгүй юм.

Манай баг энд л тусалж чадна. Бид есөн жилийн турш гарын авлага, моторт нарийн шат, бүрэн тохируулгын платформуудыг инженерчлэлийн чиглэлээр ажилласан. Бид танд зөвхөн эд ангийн дугаар зардаггүй. Бид таны ачааллын нөхцөл, таны аяллын дараалал, таны нарийвчлалын зорилтыг ярилцаж, санал болгож байна.олон тэнхлэгтэй шугаман үе шатЭхний өдрөөсөө л ажилладаг тохиргоо. Манай бүтээгдэхүүний төрөлд энгийн гараар хөндлөн гулсууртай слайдуудаас эхлээд хянагчийн интеграцчилалтай бүрэн автоматжуулсан XYZθ стек хүртэл бүх зүйл багтдаг.

Хэрэв та үүнтэй тэмцэлдэж байгаа болшугаман үе шатны хэлбэлзэлмөн хэт их цаг зарцуулдагдууны алдааг олж засварлах, бидэнд зурвас илгээх эсвэл манай програмын инженерүүд рүү залгаарай. Бид өмнө нь үүнтэй төстэй асуудлыг шийдсэн байх бөгөөд мэддэг зүйлээ хуваалцахдаа баяртай байх болно.

Дүгнэж хэлэхэд

Долгион болон дууны алдаануудолон тэнхлэгтэй шугаман үе шатсистемүүд түгээмэл боловч тэдгээр нь вуду биш юм. Эдгээр нь хэмжигдэхүйц, засах боломжтой зүйлсээс үүсдэг: угсралтын тэгш байдал, урьдчилан ачаалах, консолын ачаалал, холхивчийн нөхцөл байдал, овоолгын геометр. Хэмжилт дээр суурилсан аргаар ажиллана уу.дууны алдааг олж засварлахдараалал, зөв ​​​​хөтөчийн технологийг сонгох (санаж яваарай)Савлуур болон давталтын гүйцэтгэлийн хувьд хөндлөн гулдмай болон бөмбөг агуулсан шугаман шатуудбуулт хийх), мөн үе шатуудаа энгийн дэг журмаар хадгалах. Таны үйл явц - эсэхХагас дамжуулагч хавтангийн үзлэг,лазер микро боловсруулалт, эсвэлавтоматжуулсан оптик тохируулга— өндөр бүтээмж, бага зогсолттой тул танд талархах болно.

Энэхүү гарын авлага танд урагшлах тодорхой замыг зааж өгнө гэж найдаж байна. Хэрэв та өөрөөсөө асуувал,"Олон тэнхлэгтэй шугаман үе шатны систем дэх шугаман үе шатны хэлбэлзлийг хэрхэн үр дүнтэй бууруулж, дууны алдааг хэрхэн засах вэ?"— танд энэ асуултад бараг арван жилийн турш хариулж ирсэн хамтрагч байна. Хөдөлгөөнөө яг байх ёстой байдлаар нь ажиллуулцгаая.