Lineárny modul sa môže konzistentne vracať do rovnakej polohy a stále sa mierne zastaviť od zadanej súradnice. Toto nie je rozpor. Opakovateľnosť a presnosť polohovania merajú rôzne aspekty pohybu a obe môžu byť uvedené v rovnakej tabuľke špecifikácií.
Pri hodnotení alineárny modul, inžinieri sa stretávajú aj s pojmami ako vôľa, stratený pohyb, paralelnosť chodu a priamosť. Zaobchádzanie s týmito hodnotami ako so zameniteľnými môže viesť k osi, ktorá funguje konzistentne, ale nespĺňa skutočné požiadavky procesu.
Správna špecifikácia závisí od úlohy. Opakovaný pohyb{1}}a{2}}umiestňovania, kontrola kamerou, dávkovanie a presné obrábanie nevyhodnocujú výkon osi úplne rovnakým spôsobom.
Základný rozdiel
Opakovateľnosťopisuje, ako blízko sa modul vráti do rovnakej polohy pri opakovaných pohyboch za rovnakých testovacích podmienok.Presnosť polohovaniapopisuje, do akej miery sa skutočná poloha zhoduje s prikázanou polohou naprieč meranou dráhou.
| Špecifikácia | Čo meria | Typický vplyv | Prečo na tom záleží |
|---|---|---|---|
| Opakovateľnosť | Variácia pri opakovanom návrate do jednej cieľovej polohy | Vôľa, zmena trenia, odozva riadenia, zaťaženie a teplota | Konzistentné cykly v rovnakých pracovných bodoch |
| Presnosť polohovania | Rozdiel medzi prikázanou a skutočnou polohou počas dráhy | Chyba vedenia, kompenzácia, tepelná rozťažnosť a referencia merania | Opravte absolútnu polohu pri rôznych súradniciach |
| Vôľa alebo stratený pohyb | Zmena polohy, ktorá sa objaví pri zmene smeru pohybu | Vôľa matíc, nosné ložiská, tuhosť spojky a spoja | Obojsmerné polohovanie a ovládanie obrysu |
| Rovnosť behu | Bočná alebo vertikálna odchýlka počas pohybu stola | Presnosť vedenia, geometria základne a montáž | Kvalita dráhy, kontrola zarovnania a polohy nástroja |
Opakovateľnosť
Uvažujme modul s príkazom desaťkrát sa posunúť na 200,00 mm. Ak namerané polohy zastavenia zostanú tesne zoskupené, os má dobrú opakovateľnosť. Skupina môže byť vycentrovaná na 199,97 mm namiesto 200,00 mm, ale malé rozpätie ukazuje, že modul opakuje pohyb konzistentne.
Výrobcovia môžu opakovateľnosť vyjadriť ako plus{0}}alebo{1}}mínusovú hodnotu, celkový rozsah alebo štatistickú hodnotu. Tieto formáty nie sú automaticky ekvivalentné. Hodnota ±0,01 mm by sa preto mala interpretovať spolu s uvedenou skúšobnou metódou a nie priamo porovnávať s každou hodnotou vytlačenou v inom katalógu.
Opakovateľnosť je obzvlášť dôležitá, keď os znovu navštívi obmedzený počet naučených pozícií. Typické príklady zahŕňajú vkladanie komponentov, skrutkovanie, označovanie, dávkovanie a umiestnenie senzorov. Ak je možné kalibrovať posun v opakovanom bode, na konzistencii môže záležať viac ako na absolútnej presnosti pohybu.
Presnosť polohovania
Presnosť polohovania porovnáva prikázanú súradnicu s nameranou súradnicou vo viacerých polohách pozdĺž zdvihu. Modul môže byť blízko cieľa blízko jedného konca a postupne sa môže vyvinúť väčšia chyba polohy ďalej pozdĺž dráhy.
V osi poháňanej guľôčkovou skrutkou je jedným z hlavných zdrojov chyba vedenia. Ak sa skutočný zdvih na otáčku skrutky mierne líši od menovitého stúpania, rozdiel sa kumuluje so vzdialenosťou. To je dôvod, prečo môže byť hodnota presnosti polohovania uvedená na definovanú dráhu, napríklad na 300 mm, namiesto jednej neobmedzenej hodnoty pre každú dĺžku modulu.
Presnosť polohovania je dôležitá, keď stroj musí dosiahnuť veľa súradníc, ktoré nemožno všetky jednotlivo naučiť alebo opraviť. Meracie zariadenia, viacpolohové vŕtanie, elektronická montáž a obrábacie procesy zvyčajne vyžadujú väčšiu pozornosť absolútnej polohe počas celého pracovného zdvihu.
Dobrá opakovateľnosť, rozdielna presnosť
Nasledujúci zjednodušený príklad ukazuje, prečo by sa tieto dve špecifikácie nemali navzájom nahradiť.
| Velená pozícia | Opakované merania | Výklad |
|---|---|---|
| 100,00 mm | 99,99, 100,00, 99,99 mm | Malý rozptyl a malá chyba polohy |
| 300,00 mm | 299,95, 299,96, 299,95 mm | Stále opakovateľné, ale absolútna chyba sa zvýšila |
| 500,00 mm | 499,91, 499,92, 499,91 mm | Dobré zoskupenie neodstráni nahromadenú chybu pri cestovaní |
Namerané polohy v tomto príklade zostávajú blízko seba pri každom cieli, takže opakovateľnosť je dobrá. Rozdiel medzi prikázanou a skutočnou polohou však pozdĺž zdvihu narastá. Kalibrácia alebo kompenzácia regulátora môže znížiť systematickú chybu, ale kompenzácia nemôže opraviť nestabilné mechanické správanie, ktoré sa mení z cyklu na cyklus.
Vôľa a stratený pohyb
Vôľa sa často používa na opis vôle v mechanickej prevodovke. Stratený pohyb je širší meraný efekt, ktorý môže zahŕňať-vôľu skrutky, pružnú deformáciu,-pohyb ložísk, navíjanie spojky- a deformáciu spoja, keď os obráti smer.
Modul môže vykazovať lepšiu opakovateľnosť, keď sa ku každému cieľu približuje z rovnakého smeru, ako keď sa k rovnakým cieľom približuje z oboch smerov. Rozdiel naznačuje, že reverzné správanie prispieva k výsledku.
Predinštalovanýguľová skrutkamôže znížiť axiálnu vôľu a zvýšiť tuhosť. Nedokáže kompenzovať uvoľnené podporné ložiská, nevhodnú spojku, flexibilné konzoly alebo zlú montáž inde v hnacom ústrojenstve.
Priamosť a paralelný chod
Hodnoty polohy opisujú polohu pozdĺž zadanej osi. Neopisujú každú geometrickú chybu pohyblivého stola. Vozík môže dosiahnuť správnu súradnicu X, keď sa pohybuje do strany alebo vertikálne preč od zamýšľanej čiary.
Priamosť behu opisuje odchýlku od priamej dráhy. Rovnobežnosť behu bežne popisuje, ako sa pohyblivý povrch správa vzhľadom na špecifikovaný referenčný povrch. Tieto hodnoty závisia od vodiacej dráhy, telesa modulu, montážnej základne, presnosti montáže a spôsobu merania.
Tento rozdiel je dôležitý pri snímaní fotoaparátom, laserovom spracovaní, presnom dávkovaní a kontrole. V týchto aplikáciách môže os zopakovať svoju polohu kódovača, zatiaľ čo chyba bočnej alebo vertikálnej dráhy stále ovplyvňuje výsledok procesu.
Hlavné ovplyvňujúce faktory
| Faktor | Opakovateľnosť | Presnosť polohovania | Geometrický pohyb |
|---|---|---|---|
| Chyba vedenia guľôčkovej skrutky | Obmedzený vplyv v jednom opakovanom bode | Hlavný vplyv na mŕtvicu | Zvyčajne obmedzený priamy vplyv |
| Vôľa a súlad | Dôležité pri zmenách smeru | Vytvára obojsmerné polohové rozdiely | Môže umožniť zmenu postoja k stolu |
| Geometria vodiacej dráhy a základne | Môže spôsobiť kolísanie trenia | Môže spôsobiť miestne rušenie polohy | Hlavný vplyv na priamosť a rovnobežnosť |
| Motor, kódovač a ovládanie | Ovplyvňuje zastavenie konzistencie | Ovplyvňuje sledovanie a kompenzáciu príkazov | Nedá sa opraviť samotná geometria mechanickej dráhy |
| Teplota | Mení výsledky, keď sa systém zahrieva | Tepelná expanzia mení cestovanie | Nerovnomerné zahrievanie môže deformovať štruktúru |
| Zaťaženie a previsnutý moment | Môže zmeniť trenie a usadzovanie | Spôsobuje posunutie-závislé od zaťaženia | Môže nakloniť alebo vychýliť vozík |
Podmienky merania
Hodnota špecifikácie má zmysel len vtedy, keď sú pochopené jej testovacie podmienky. Výsledok môže ovplyvniť dĺžka zdvihu, cieľové miesta, smer priblíženia, počet cyklov, rýchlosť jazdy, užitočné zaťaženie, stav zahrievania-, spôsob montáže a merací prístroj.
Na testovanie opakovateľnosti sa modul za normálnych okolností niekoľkokrát odsunie a vráti do definovaných cieľových pozícií. Obojsmerné testovanie je náročnejšie, pretože odhaľuje aj reverzné efekty. Kvôli presnosti polohovania sa skutočná poloha meria na viacerých miestach a porovnáva sa s prikázanou polohou počas stanovenej dráhy.
Poloha kódovača by sa nemala automaticky považovať za skutočnú polohu stola. Kódovač motora potvrdzuje otáčanie motora, ale mechanické chyby medzi motorom a vozíkom môžu zostať. Externé meranie na pohyblivom stole poskytuje úplnejšie vyhodnotenie zostavenej osi.
Priority aplikácie
| Aplikácia | Primárna obava | Dodatočná obava |
|---|---|---|
| Vyberte a umiestnite | Opakovateľnosť na naučených pozíciách | Zmena času ustálenia a užitočného zaťaženia |
| Výdaj | Opakovateľnosť a konzistencia cesty | Priamosť a stabilita rýchlosti |
| Kontrola zraku | Presnosť a priamosť polohovania | Doba vibrácií a usadzovania |
| Viac{0}}polohová zostava | Presnosť pracovného zdvihu | Obojsmerný stratený pohyb |
| Ľahké obrábanie | Presnosť, tuhosť a vôľa | Tepelná stabilita a priehyb záťaže |
Čítanie špecifikácie modulu
Predpokladajme, že modul uvádza opakovateľnosť ±0,01 mm, presnosť polohovania ±0,05 mm na 300 mm, vôľu nie väčšiu ako 0,02 mm a priamosť chodu 0,03 mm na 300 mm. Tieto hodnoty popisujú štyri samostatné limity:
- Modul sa môže vrátiť blízko k rovnakému cieľu počas opakovaných cyklov.
- Skutočné súradnice sa môžu stále líšiť od príkazu, keď sa dráha zvyšuje.
- Zmena smeru môže spôsobiť dodatočnú zmenu polohy.
- Stôl sa môže bočne alebo vertikálne odchýliť, aj keď je jeho osová súradnica správna.
Štyri vyššie uvedené číselné hodnoty sú skôr ilustratívne ako univerzálne špecifikácie produktu. Skutočné hodnoty musia byť viazané na konkrétnu veľkosť modulu, zdvih, typ pohonu, stupeň presnosti, užitočné zaťaženie a skúšobnú metódu.
Záver
Opakovateľnosť odpovedá na to, či sa lineárny modul môže vracať konzistentne do rovnakej polohy. Presnosť polohovania odpovedá, či sa skutočná poloha zhoduje s prikázanými súradnicami naprieč dráhou. Vôľa opisuje reverzné správanie, zatiaľ čo priamosť a paralelnosť chodu opisujú geometrickú dráhu pohybujúceho sa stola.
Žiadna jednotlivá hodnota nepredstavuje úplný výkon modulu. Spoľahlivé vyhodnotenie začína procesom stroja, identifikuje, ktorá chyba priamo ovplyvňuje výsledok, a potom porovnáva špecifikácie namerané za kompatibilných podmienok. Tým sa zabráni tomu, aby sa silný údaj opakovateľnosti zamenil za úplnú-presnosť ťahu.
Referencie
- ISO 230-2, Testovací kód pre obrábacie stroje – Stanovenie presnosti a opakovateľnosti polohovania numericky riadených osí.
- ISO 3408-3, Guľôčkové skrutky – akceptačné podmienky a akceptačné testy.
Potrebujete pomoc s hodnotením lineárneho modulu pre konkrétnu požiadavku na pohyb?
DLY môže pomôcť potvrdiť vhodný pohon, zdvih, zaťaženie, rýchlosť a úroveň presnosti pre vašu aplikáciu.
