Linearni modul se može stalno vraćati u isti položaj i još uvijek se zaustaviti malo dalje od zadane koordinate. Ovo nije kontradikcija. Ponovljivost i točnost pozicioniranja mjere različite aspekte kretanja i oboje se mogu pojaviti u istoj tablici specifikacija.
Prilikom ocjenjivanja alinearni modul, inženjeri se također susreću s pojmovima kao što su povratni udar, izgubljeno gibanje, paralelnost kretanja i ravnost. Tretiranje ovih vrijednosti kao međusobno zamjenjivih može dovesti do osi koja radi dosljedno, ali ne ispunjava stvarne zahtjeve procesa.
Točna specifikacija ovisi o zadatku. Ponavljajuće kretanje biranja{1}}i-postavljanja, pregled kamerom, doziranje i precizna strojna obrada ne ocjenjuju performanse osi na potpuno isti način.
Temeljna razlika
Ponovljivostopisuje koliko se modul vraća u isti položaj tijekom ponovljenih pomaka pod istim uvjetima ispitivanja.Točnost pozicioniranjaopisuje koliko se stvarni položaj slaže sa zadanim položajem preko izmjerenog puta.
| Specifikacija | Što mjeri | Tipični utjecaj | Zašto je važno |
|---|---|---|---|
| Ponovljivost | Varijacija pri uzastopnom vraćanju na jednu ciljanu poziciju | Zazor, varijacija trenja, odziv upravljanja, opterećenje i temperatura | Dosljedni ciklusi na istim radnim točkama |
| Točnost pozicioniranja | Razlika između zadanog i stvarnog položaja tijekom putovanja | Pogreška vodilja, kompenzacija, toplinska ekspanzija i referenca mjerenja | Ispraviti apsolutni položaj na različitim koordinatama |
| Zazor ili izgubljeno kretanje | Promjena položaja koja se pojavljuje kada se smjer kretanja promijeni | Zazor matica, potporni ležajevi, spojka i krutost zglobova | Dvosmjerno pozicioniranje i kontrola obrisa |
| Ravnost trčanja | Bočno ili okomito odstupanje tijekom kretanja stola | Točnost vodilice, osnovna geometrija i montaža | Kvaliteta putanje, inspekcijsko poravnanje i položaj alata |
Ponovljivost
Razmotrite modul kojem je naređeno da se deset puta pomakne na 200,00 mm. Ako izmjereni zaustavni položaji ostanu čvrsto grupirani, os ima dobru ponovljivost. Grupa može biti centrirana na 199,97 mm, a ne na 200,00 mm, ali mali raspon pokazuje da modul dosljedno ponavlja kretanje.
Proizvođači mogu izraziti ponovljivost kao plus-ili-minus vrijednost, ukupni raspon ili statističku vrijednost. Ovi formati nisu automatski ekvivalentni. Vrijednost od ±0,01 mm stoga treba tumačiti zajedno s navedenom metodom ispitivanja, a ne izravno uspoređivati sa svakom vrijednošću tiskanom u drugom katalogu.
Ponovljivost je posebno važna kada os ponovno pregledava ograničeni broj naučenih položaja. Tipični primjeri uključuju umetanje komponenti, uvrtanje, označavanje, doziranje i pozicioniranje senzora. Ako se pomak na ponovljenoj točki može kalibrirati, dosljednost može biti važnija od apsolutne točnosti putovanja.
Točnost pozicioniranja
Točnost pozicioniranja uspoređuje zadanu koordinatu s izmjerenom koordinatom na više pozicija duž hoda. Modul može biti blizu mete blizu jednog kraja i postupno razviti veću pogrešku položaja dalje duž putovanja.
U osovini s kugličnim navojem, jedan od glavnih izvora je pogreška u vodi. Ako se stvarni hod po okretaju vijka neznatno razlikuje od nominalnog voda, razlika se akumulira s udaljenošću. Zbog toga se vrijednost točnosti pozicioniranja može navesti za definirani hod, na primjer po 300 mm, umjesto kao jedna neograničena vrijednost za svaku duljinu modula.
Točnost pozicioniranja je važna kada stroj mora doseći mnoge koordinate koje se ne mogu sve pojedinačno naučiti ili ispraviti. Mjerna oprema, više{1}}pozicijsko bušenje, elektronička montaža i procesi strojne obrade obično zahtijevaju veću pozornost na apsolutni položaj u punom radnom hodu.
Dobra ponovljivost, različita točnost
Sljedeći pojednostavljeni primjer pokazuje zašto se dvije specifikacije ne bi trebale zamijeniti jedna drugom.
| Zapovjedni položaj | Ponovljena mjerenja | Tumačenje |
|---|---|---|
| 100,00 mm | 99,99, 100,00, 99,99 mm | Mali raspon i mala pogreška pozicije |
| 300,00 mm | 299.95, 299.96, 299.95 mm | I dalje se može ponoviti, ali se apsolutna pogreška povećala |
| 500,00 mm | 499.91, 499.92, 499.91 mm | Dobro grupiranje ne uklanja akumuliranu grešku putovanja |
Izmjerene pozicije u ovom primjeru ostaju blizu jedna drugoj na svakoj meti, tako da je ponovljivost dobra. Međutim, razlika između zadanog i stvarnog položaja raste tijekom zaveslaja. Kalibracija ili kompenzacija regulatora može smanjiti sustavnu pogrešku, ali kompenzacija ne može ispraviti nestabilno mehaničko ponašanje koje se mijenja iz ciklusa u ciklus.
Zazor i izgubljeno kretanje
Zazor se često koristi za opisivanje zazora u mehaničkom prijenosu. Gubitak gibanja je širi izmjereni učinak koji može uključivati zazor vijka-matice, elastičnu deformaciju, pomicanje-ležaja, navijanje-spojnice i deformaciju zgloba kada os promijeni smjer.
Modul može pokazati bolju ponovljivost kada se svakoj meti pristupa iz istog smjera nego kada se istim ciljevima pristupa iz oba smjera. Razlika ukazuje na to da ponašanje preokreta pridonosi rezultatu.
A unaprijed učitanokuglični vijakmože smanjiti aksijalni zazor i povećati krutost. Ne može nadoknaditi labave potporne ležajeve, neprikladnu spojku, fleksibilne nosače ili lošu montažu negdje drugdje u pogonskom sklopu.
Ravnost i trčanje paralelizma
Vrijednosti pozicioniranja opisuju položaj duž zadane osi. Oni ne opisuju svaku geometrijsku grešku pokretnog stola. Kolica mogu doseći ispravnu X koordinatu dok se kreću bočno ili okomito od željene linije.
Ravnost trčanja opisuje odstupanje od ravne staze. Pokretni paralelizam obično opisuje kako se pokretna površina ponaša u odnosu na određenu referentnu površinu. Ove vrijednosti ovise o vodilici, tijelu modula, postolju za ugradnju, točnosti montaže i načinu mjerenja.
Ova razlika je važna kod skeniranja kamerom, laserske obrade, preciznog nanošenja i pregleda. U ovim primjenama, os može ponoviti svoj položaj kodera dok pogreška bočne ili okomite putanje i dalje utječe na rezultat procesa.
Glavni čimbenici utjecaja
| Faktor | Ponovljivost | Točnost pozicioniranja | Geometrijsko kretanje |
|---|---|---|---|
| Pogreška izvoda kugličnog navoja | Ograničen utjecaj u jednoj ponovljenoj točki | Veliki utjecaj na moždani udar | Obično ograničen izravni utjecaj |
| Zazor i usklađenost | Važno tijekom promjena smjera | Stvara dvosmjerne razlike položaja | Može dopustiti promjenu stava stola |
| Geometrija vodilice i baze | Može uzrokovati varijacije trenja | Može stvoriti lokalni poremećaj položaja | Veliki utjecaj na ravnost i paralelnost |
| Motor, enkoder i kontrola | Utječe na konzistenciju zaustavljanja | Utječe na praćenje i kompenzaciju naredbi | Ne može sam ispraviti mehaničku geometriju putanje |
| Temperatura | Mijenja rezultate kako se sustav zagrijava | Toplinsko širenje mijenja putovanje | Neravnomjerno zagrijavanje može iskriviti strukturu |
| Opterećenje i prevjesni moment | Može promijeniti trenje i slijeganje | Uzrokuje pomak-ovisan o opterećenju | Može nagnuti ili skrenuti kolica |
Uvjeti mjerenja
Vrijednost specifikacije ima smisla samo kada se razumiju njezini ispitni uvjeti. Duljina hoda, ciljane lokacije, smjer pristupa, broj ciklusa, brzina putovanja, nosivost, stanje zagrijavanja, način montiranja i mjerni instrument mogu utjecati na rezultat.
Za testiranje ponovljivosti, modul se normalno nekoliko puta odmiče od definiranih ciljnih položaja i vraća na njih. Dvosmjerno testiranje je zahtjevnije jer također otkriva povratne učinke. Za točnost pozicioniranja, stvarni položaj se mjeri na više lokacija i uspoređuje sa zadanim položajem tijekom navedenog putovanja.
Položaj enkodera ne bi se trebao automatski smatrati pravim položajem stola. Enkoder motora potvrđuje rotaciju motora, ali mehaničke pogreške između motora i nosača mogu ostati. Vanjsko mjerenje na pokretnom stolu daje potpuniju procjenu sastavljene osi.
Prioriteti aplikacije
| Primjena | Primarna briga | Dodatna briga |
|---|---|---|
| Odaberite i postavite | Ponovljivost na podučavanim pozicijama | Vrijeme slijeganja i promjena nosivosti |
| Doziranje | Ponovljivost i dosljednost putanje | Ravnost i stabilnost brzine |
| Pregled vida | Točnost i ravnost pozicioniranja | Vibracija i vrijeme taloženja |
| Montaža-na više položaja | Točnost kroz radni hod | Dvosmjerno izgubljeno gibanje |
| Lagana strojna obrada | Točnost, krutost i zazor | Toplinska stabilnost i otklon opterećenja |
Čitanje specifikacije modula
Pretpostavimo da modul navodi ponovljivost od ±0,01 mm, točnost pozicioniranja od ±0,05 mm na 300 mm, zazor ne veći od 0,02 mm i ravnost kretanja od 0,03 mm na 300 mm. Ove vrijednosti opisuju četiri odvojena ograničenja:
- Modul se može vratiti blizu iste mete tijekom ponovljenih ciklusa.
- Stvarna koordinata se još uvijek može razlikovati od naredbe kako se putovanje povećava.
- Promjena smjera može dovesti do dodatne promjene položaja.
- Stol može odstupati bočno ili okomito čak i kada je njegova aksijalna koordinata ispravna.
Četiri gornje numeričke vrijednosti su ilustrativne, a ne univerzalne specifikacije proizvoda. Stvarne vrijednosti moraju biti povezane s određenom veličinom modula, hodom, vrstom pogona, stupnjem točnosti, korisnim opterećenjem i metodom ispitivanja.
Zaključak
Ponovljivost odgovara može li se linearni modul dosljedno vratiti na isti položaj. Točnost pozicioniranja odgovara da li se stvarni položaj slaže sa zadanom koordinatom na putu. Zazor opisuje ponašanje preokreta, dok ravnost i paralelnost kretanja opisuju geometrijsku putanju pokretnog stola.
Niti jedna vrijednost ne predstavlja potpunu izvedbu modula. Pouzdana procjena počinje procesom stroja, utvrđuje koja pogreška izravno utječe na rezultat i zatim uspoređuje specifikacije izmjerene pod kompatibilnim uvjetima. To sprječava da se brojka velike ponovljivosti pogrešno zamijeni s punom-točnošću poteza.
Reference
- ISO 230-2, Ispitni kod za alatne strojeve - Određivanje točnosti i ponovljivosti pozicioniranja numerički upravljanih osi.
- ISO 3408-3, Kuglični vijci - Uvjeti prihvaćanja i ispitivanja prihvaćanja.
Trebate li pomoć u procjeni linearnog modula za određeni zahtjev kretanja?
DLY može pomoći potvrditi odgovarajući pogon, hod, opterećenje, brzinu i razinu točnosti za vašu primjenu.
