Bei der Bewertung der Genauigkeit eines linearen Bewegungssystems ist der Schwerpunkt häufig die Positionierungsgenauigkeit und Wiederholbarkeit des Antriebsmechanismus. Es gibt jedoch viele Faktoren, die zur Genauigkeit (oder Ungenauigkeit) eines linearen Systems beitragen, einschließlich linearer Fehler, Winkelfehler und Abbé -Fehlern. Von diesen drei Typen sind Abbé-Fehler wahrscheinlich am schwierigsten zu messen, zu quantifizieren und zu verhindern, aber sie können die wichtigste Ursache für unerwünschte Ergebnisse bei Bearbeitung, Messung und hochpräzisen Positionierungsanwendungen sein.

Abbé -Fehler beginnen als Winkelfehler

Abbé -Fehler werden durch die Kombination von Winkelfehlern im Bewegungssystem und den Versatz zwischen dem Interesse (Werkzeug, Last usw.) und dem Ursprung des Fehlers (Schraube, Führung usw.) verursacht.

Winkelfehler - allgemein als Roll, Tonhöhe und Gier bezeichnet - sind aufgrund der Drehung eines linearen Systems um seine drei Achsen unerwünschte Bewegungen.

Wenn sich ein System horizontal entlang der x -Achse bewegt, wie unten gezeigt, wird die Tonhöhe als Drehung um die y -Achse definiert, die Gier dreht sich um die Z -Achse und die Rollen dreht sich um die x -Achse.

Fehler in Roll, Tonhöhe und Gier ergeben sich typischerweise aus Ungenauigkeiten im Führungssystem, aber Montageflächen und -methoden können auch Quellen für Winkelfehler sein. Zum Beispiel können Komponenten, die nicht ausreichend befestigt sind, oder sogar unterschiedliche Raten der thermischen Expansion zwischen dem System und seiner Befestigungsoberfläche, die zu eckigen Fehlern, die größer sind als diejenigen, die in den linearen Führern innewohnt, beitragen.

ABBé-Fehler sind besonders problematisch, da sie die in den meisten Fällen sehr geringe Winkelfehler verstärken und die Größe mit zunehmendem Abstand von der fehlerhaften Komponente (als Abbé-Offset bezeichnet) zunimmt.

In der Abbildung rechts ist der Abbé -Offset h. Die Menge des Abbé -Fehlers δ kann mit der Gleichung bestimmt werden:

Δ = H * tan θ

Bei Überhinglasten ist die Last von der Ursache des Winkelfehlers (typischerweise die Führung oder ein Punkt auf der Befestigungsoberfläche), je höher der Abbé -Fehler ist. Und für mehrachsige Konfigurationen sind Abbé-Fehler noch komplexer, da sie durch das Vorhandensein von Winkelfehlern in jeder Achse verstärkt werden.

Die besten Methoden zur Minimierung von Abbé-Fehlern sind die Verwendung von hochpräzise Guides und die Gewährleistung der Montageflächen ausreichend bearbeitet, damit sie keine zusätzlichen Ungenauigkeiten in das System einführen. Durch die Reduzierung des Abbé -Versatzes durch Verschieben der Last so nah wie möglich in die Mitte des Systems werden auch Abbé -Fehler minimiert.

Abbé -Fehler werden am genauesten mit einem Laserinterferometer oder einem anderen optischen Gerät gemessen, das völlig unabhängig vom System ist. Laserinterferometer sind jedoch für die meisten Setups nicht praktisch, daher werden lineare Encoder in vielen Anwendungen verwendet, bei denen Abbé -Fehler ein Problem darstellt. In diesem Fall werden die genauesten Messungen des Abbé -Fehlers erreicht, wenn der Kopf des Encoder -Lesekopfes auf dem Punkt des Interesses montiert ist - dh das Werkzeug oder die Last.

XY-Tabellen sind weniger anfällig für Abbé-Fehler als andere Arten von Multi-Achsen-Systemen (z.