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Title: Desarrollo de un sistema de micro-posicionamiento mediante sensores absolutos y relativos
metadata.dc.creator: FRANCISCO JAVIER GONZALEZ CORRO
Keywords: INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
metadata.dc.date: 28-Feb-2018
Description: The present work proposes the implementation of techniques used to develop a positioning system with micrometricresolution despite the fact that it is a conventional positioning mechanism. Current trends in positioning systems demand precision that surrounds the sub-millimeter range, so that new mechanisms based on piezoelectric actuators are developed to meet thistype of needs, however it turns out to be a technology too expensive and with a limited workspace, even so, systems have been developed that seek to maintain such precision characteristics in positioning using hybrid systems in which a rough approach is first made to the reference and then a fine adjustment by combining linear mechanical and piezoelectric actuators, but this type of combination makes these systems even more costly. On the other hand, there are different sensor fusion techniques with which new alternatives are shown to obtain feedback signals that allowsto improve the actuation of the implemented controllers for positioning, reducing the problem of compensating errors due to mechanical factors. It is important to show that despite using a conventional positioning mechanism such as an ACME type system,ispossible,by adapting an ultrasonic system,obtain a compensation factor that allows absolute systems, as it is a rotary encoder not to lose its reference, since it is common due to the accumulation of errors produced by mechanical factors, this type of compensation is possible to obtain by means of the implementation of ultrasonic waves,applying the processing technique of signalsPSD (Phase Sensitive Detection), thedetected phase angle is related to the amount of motion generated. A rotary encoder is capable of counting movement quantities based on detected accounts. Although, for the control in position of a linear actuator, there are rotary encoders of very high resolution, the developed system is capable of detecting errors in positioning less than an account of an encoder, below 5 microns, which is its Minimum resolution, thanks to the implementation of said ultrasonic system, it is possible to work below its natural resolution with up to one micron increments.
El presente trabajo propone la implementación de técnicas empleadas para desarrollar un sistema de posicionamiento con resolución micrométrica a pesar de emplear mecanismos de posicionamiento convencionales. Tendencias actualessobre sistemas de posicionamiento demandan precisiones que rondan sobre el rango sub-milimétrico por lo que nuevos mecanismos basados en actuadores piezoeléctricos son desarrollados para cubrir este tipo de necesidades, sin embargo resulta ser una tecnología demasiado costosa y con un espacio de trabajo limitado, aun así, han sido desarrollados sistemas que buscan mantener tales características de precisión en posicionamiento empleando sistemas híbridos en los cuales primeramente se realiza una aproximación burda a la referencia y después un ajuste fino conjugando actuadores lineales mecánicos y piezoeléctricos, pero este tipo de combinación vuelve aún más costoso dichos sistemas. Por otra parte, existen distintas técnicas de fusión de sensores con los cuales se muestran nuevas alternativas para obtener señales de retroalimentación que permiten mejorar el accionamiento de los controladores implementados para posicionamiento, reduciendo considerablemente la problemática de compensar errores debidos a factores mecánicos. Es de vital importancia demostrar que a pesar de utilizar un mecanismo para posicionamiento convencional como lo es un sistema tipo ACME, es posible, mediante la adaptación de un sistema ultrasónico obtener un factor de compensación que permita a los sistemas absolutos, como lo es un codificador rotatorioelno perdersu referencia,ya que es comúndebido a la acumulación de errores producidos por factores mecánicos, este tipo de compensación es posible de obtener mediante la implementación deondas ultrasónicas, ya que al aplicar la técnica de procesamiento de señales PSD (Phase Sensitive Detection) por sus siglas en inglés, es posible estimar el ángulo de fase entre una señal de referencia y la señal de recepción, dicho ángulo de fase detectadoes relacionado con cantidad de movimiento. Un codificador rotatorio es capaz de censar cantidades de movimiento en función de cuentas detectadas. A pesar de que, para el control en posición de un actuador lineal, existen codificadores rotatorios de muy alta resolución, el sistema desarrollado es capaz de detectar errores en posicionamiento menores a una cuenta de un encoder, por debajo de 5micras,que es su resolución mínima, gracias ala implementación de dichosistema ultrasonico, es posible trabajar por debajo de su resolución natural con hasta incrementos de una micra.
URI: http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/1389
Other Identifiers: Micro-posicionamiento
fase
fusión
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