تتطلب صناعات الإلكترونية والبصرية والكمبيوتر والتفتيش والأتمتة والليزر مواصفات متنوعة للنظام.لا يوجد نظام واحد مناسب للجميع.

لضمان أن نظام تحديد المواقع عالي الدقة يعمل على النحو الأمثل ، يجب أن تعمل المكونات التي تشكل النظام-المحامل ، ونظام قياس الموضع ، ونظام المحرك والقيادة ، ووحدة التحكم-معًا إلى حد ممكن لتلبية معايير التطبيق .

قاعدة وتحمل

لاتخاذ قرار بشأن تكوين النظام الأمثل ، فكر في الجزء الميكانيكي للنظام أولاً. بالنسبة للمراحل الخطية ، هذه هي خيارات التصميم الأربعة الشائعة للحمل:
• قاعدة الألومنيوم والانزلاق بطرق بولتون الحاملة.
• قاعدة الألومنيوم أو الصلب والألومنيوم أو الصلب مع أربع كتل الحاملة للثارة على قضبان الصلب.
• قاعدة الحديد الزهر الميهانيت وتنزلق بطرق حاملة للأسطوانة.
• أدلة الجرانيت مع الشريحة من الجرانيت أو الحديد الزهر ومحامل الهواء.

الألومنيوم أخف وزنا من الميهانيت أو الصلب ولكنه أقل صلابة ، أقل استقرارًا ، أقل قدرة على التغلب على الضرب ، وأقل مقاومة للإجهاد. بالإضافة إلى ذلك ، الألمنيوم أكثر حساسية لتغيرات درجات الحرارة. الحديد الزهر هو 150 ٪ أكثر صلابة من الألومنيوم و 300 ٪ أفضل في التخميد الاهتزاز. الصلب متين وأقوى من الحديد. ومع ذلك ، فإنه يعاني من رنين لفترات طويلة ، وهو ضار التحرك السريع وتسوية الأوقات.

توفر أدلة الجرانيت مع محامل الهواء مزيجًا أصغر وأكثرها متانة. يمكن مصقول الجرانيت للتسطيح والاستقامة في نطاق الفرع. العيب في طاولة الجرانيت هو أنه بسبب كتلة الجرانيت ، فإنه يحتوي على مظروف مساحة أكبر ويزن أكثر من نظام تحديد المواقع الصلب أو الحديد. ومع ذلك ، نظرًا لعدم وجود اتصال بين المحامل وأسطح دليل الجرانيت ، لا يوجد ارتداء ، ومحامل الهواء تنظيف ذاتي إلى حد كبير. أيضا ، الجرانيت لديه خصائص التخميد الاهتزاز ممتازة والاستقرار الحراري.

بالإضافة إلى ذلك ، يعد تصميم الجدول نفسه مهمًا في الأداء العام للجدول. تأتي الجداول في مجموعة متنوعة من التكوينات من وحدات الترباس مع العديد من الأجزاء إلى قواعد وشرائح صغيرة بسيطة. يوفر استخدام مادة واحدة في جميع أنحاء الجدول بشكل عام استجابة أكثر اتساقًا لتغيرات درجة الحرارة ، مما يؤدي إلى نظام أكثر دقة. ميزات مثل التضليع توفر التخميد ، مما يتيح تسوية سريعة.

الطرق المتكاملة لها ميزة على طرق التثبيت في ذلك حتى بعد فترة طويلة ، لا يلزم أي تعديل لطرق التحميل المسبق.

تحتوي محامل الأسطوانة المتقاطعة على اتصال بين الأسطوانة والأمر ، في حين أن محامل الكرة لها اتصال بين الكرة والمسار السباق. يؤدي هذا عمومًا إلى حركة أكثر سلاسة لمحامل الأسطوانة. هناك تشوه أقل (وارتداء) على سطح المتداول وهناك مساحة اتصال أكبر ، لذلك يتم توزيع الحمل بشكل أكثر توزيعًا. الأحمال التي تصل إلى 4.5 إلى 14 كجم/أسطوانة هي قياسية ، إلى جانب صلابة ميكانيكية عالية من حوالي 150 إلى 300 نيوتن/ميكرون. تشمل العيوب الاحتكاك المتأصل من ملامسة الخط.

ومع ذلك ، فإن منطقة الاتصال الصغيرة التي تحد من احتكاك محمل الكرة ، يحد أيضًا من قدرتها على التحميل. محامل الأسطوانة لها حياة أطول من محامل الكرة. ومع ذلك ، تكلف محامل الأسطوانة أكثر.

تتضمن أحجام الجدول القياسية لشركة مصنعة واحدة من 25 إلى 1800 مم وعرض الشريحة من 100 إلى 600 مم.

يتكون تكوين محمل الهواء من محامل الرفع والرشد المسبق عن طريق معارضة المحامل الجوية أو عن طريق مغناطيس الأرض النادر للغاية في الأعضاء التوجيهية. يتجنب هذا التصميم غير الواجب احتكاك تصميمات المحامل الأخرى. أيضا ، لا تعاني محامل الهواء من التآكل الميكانيكي. علاوة على ذلك ، يمكن تباعد محامل الهواء على نطاق واسع. وبالتالي ، يتم حساب متوسط ​​الأخطاء الهندسية الناتجة ، مما ينتج عن انحرافات زاوي أقل من 1 ثانية من القوس واستقامة أفضل من 0.25 ميكرون على 200 ملم.

من الصعب توفير القيم العددية - فهي تعتمد على العديد من العوامل. على سبيل المثال ، تعتمد دقة تحديد المواقع على المحامل أو الأدلة فحسب ، بل تعتمد أيضًا على نظام قياس الموضع ووحدة التحكم. لا يعتمد الاحتكاك في نظام تحديد المواقع على نظام القيادة الذي اخترته فحسب ، بل يعتمد أيضًا على تعديل المحمل وختم الجدول والتشحيم وما إلى ذلك. لذلك ، تعتمد القيم الدقيقة التي يمكن الوصول إليها إلى حد كبير على مجموعة جميع المكونات ، والتي بدورها تعتمد على التطبيق.

نظام القيادة

من بين العديد من أنواع أنظمة محرك الأقراص-الحزام ، الرف والثبات ، المسمار الرصاص ، برغي الكرة الدقيقة ، والمحرك الخطي-يعتبر آخر الاثنان فقط لمعظم أنظمة تحديد المواقع عالية الدقة.

تأتي محركات المسمار بالكرة في مجموعة من خصائص الدقة والدقة والتصلب ، ويمكن أن توفر سرعات عالية (أعلى من 250 مم/ثانية). ومع ذلك ، نظرًا لأن محرك المسمار الكرة يقتصر على سرعة الدوران الحرجة للمسمار ، فإن السرعة العليا تتطلب درجة أقل ، مع ميزة ميكانيكية أقل ومحركًا أعلى. هذا يعني عادة التغيير إلى محرك محرك أعلى قوة مع ارتفاع الجهد الحافلة. قد تعاني محركات المسمار الكرة ، على الرغم من استخدامها على نطاق واسع ، من رد فعل ميكانيكي ، وتراجع ، وأخطاء دورية في الملعب ، والاحتكاك. كما تم تجاهله هو تصلب الاقتران الميكانيكي الذي ينضم إلى المحرك والقيادة.

مع Servomotor الخطي ، تعمل القوة الكهرومغناطيسية مباشرة على الكتلة المتحركة بدون اتصال ميكانيكي. لا يوجد تباطؤ ميكانيكي أو خطأ دوري في الملعب. تعتمد الدقة بالكامل على نظام المحمل ونظام التحكم في التغذية المرتدة.

تشير الصلابة الديناميكية إلى كيفية الحفاظ على نظام المؤازرة في وضع استجابة لحمل الدافع. بشكل عام ، يوفر عرض نطاق ترددي أكبر وزيادة أعلى تصلبًا ديناميكيًا أكبر. يمكن قياس ذلك عن طريق تقسيم الحمل الدافع المقاس على مسافة الانحراف:

الصلابة الديناميكية = ΔF/Δx

تؤدي الصلابة العالية والتردد الطبيعي العالي إلى سلوك المؤازرة الممتاز مع أوقات تسوية قصيرة. تتفاعل الشريحة بسرعة لتغيير أوامر الموضع لأنه لا يوجد ارتباط ميكانيكي بين المحرك والانزلاق. أيضًا ، نظرًا لعدم وجود برغي للكرة "رنين" ، يمكن تحقيق تحرك سريع وتسوية الأوقات.

يتكون المحرك الخطي بدون فرش من مجموعة مغناطيس دائمة مثبتة على قاعدة الماكينة ، وتجميع لفائف مثبتة على الشريحة. يتم الحفاظ على فجوة تبلغ حوالي 0.5 مم بين مجموعة الملفات والمغناطيس. لا يوجد اتصال جسدي بين التجميعتين.

يضم جوهر مجموعة الملفات المتحركة سلسلة من ملفات النحاس المتداخلة والمعزولة. هذه هي الجرح الدقيق وترد للتشغيل من ثلاث مراحل. يتم استخدام سلسلة من أجهزة استشعار تأثير القاعة للتخفيف الإلكتروني. يوفر تصميم إلكترونيات التخفيف الحركة مع تموج قوة ضئيلة. نظرًا لأن التخفيف إلكترونيًا وليس ميكانيكيًا ، يتم القضاء على عملية التخفيف.

هذه الخصائص تجعل الخزانة الخطي مفيدة في التطبيقات التي تتطلب تسارعًا عالٍ (على سبيل المثال 2.5 م/ثانية 2 أو أكثر) ، أو سرعة عالية (قل 2 م/ثانية) ، أو التحكم الدقيق للسرعة ، حتى مع سرعة منخفضة للغاية (على سبيل المثال فقط بضعة مم. /ثانية). علاوة على ذلك ، لا يحتاج هذا المحرك إلى تزييت أو صيانة أخرى وليس له ارتداء. كما هو الحال مع أي محرك آخر ، بسبب تبديد الحرارة ، يجب ألا تتجاوز قيمة RMS للقوة المستمرة أو التيار القيم المسموح بها لفترات طويلة.

يمكنك الحصول على مواد سير خطية في قوى القيادة المستمرة من 25 إلى أكثر من 5000 شمالاً. معظم المحركات الأكبر لديها تبريد الهواء أو الماء. يمكن توصيل المحركات الخطية المتعددة بالتوازي أو ترتيب سلسلة للحصول على قوى محرك أعلى.

نظرًا لعدم وجود ارتباط ميكانيكي بين المحرك والشرائح ، لا يوجد أي تخفيض ميكانيكي كما هو الحال مع برغي الكرة. ينقل التحميل في نسبة 1: 1 إلى المحرك. مع محرك المسمار للكرة ، يتم تقليل القصور الذاتي على الشريحة إلى المحرك بواسطة مربع نسبة التخفيض. هذا يجعل محرك المحرك الخطي أقل ملاءمة للتطبيقات مع تغييرات التحميل المتكررة ما لم تختار وحدة تحكم يمكنك برمجتها مع مجموعات مختلفة من معلمات التحكم في المحرك المقابلة لأحمال مختلفة للحصول على تعويض فعال.

بالنسبة للعديد من التطبيقات الرأسية ، يكون المسمار الكرة أسهل وأكثر فعالية من حيث التكلفة-يجب تنشيط المحرك الخطي بشكل مستمر لتعويض الجاذبية. أيضا ، يمكن للفرامل الكهروميكانيكية قفل موضع الجدول عند إيقاف الطاقة. يمكنك استخدام محرك خطي ، ومع ذلك ، إذا قمت بتعويض المحرك وحمل الوزن مع ربيع أو موازنة أو أسطوانة الهواء.

في التكلفة الأولية ، لا يوجد فرق ضئيل بين محرك المحرك الخطي ومحرك المسمار للكرة الذي يتضمن المحرك ، والقران ، والمحامل ، وكتل المحمل ، ومسمار الكرة. بشكل عام ، يكون المحرك الخطي من نوع الفرشاة أرخص قليلاً من محرك المسمار الكرة ، وعادة ما تكون الإصدارات بدون فرش أكثر تكلفة إلى حد ما.

هناك ما يجب مراعاته أكثر من التكلفة الأولية. تشمل المقارنة الأكثر واقعية الصيانة والموثوقية والمتانة وتكاليف الاستبدال ، بما في ذلك العمالة. هنا ، يظهر المحرك الخطي جيدًا.

سيغطي الجزء 2 أنظمة قياس المواقف.