Komponenttien valinta ja koneen suunnittelu vaikuttavat järjestelmän tarkkuuteen ja toistettavuuteen.

Ennen kuin vastaamme tähän kysymykseen, määritellään lineaaristen järjestelmien tarkkuus ja toistettavuus.

【Tarkkuus】

Lineaarisessa liikkeessä on yleensä kaksi tarkkuusluokkaa – paikannustarkkuus ja matkatarkkuus. Paikannustarkkuus määrittää eron järjestelmän tavoitesijainnin ja sen saavuttaman todellisen sijainnin välillä. Matkustustarkkuus määrittelee liikkeen aikana ilmenevät virheet – toisin sanoen kulkeeko järjestelmä suoraa linjaa vai liikkuuko se kulkiessaan ylös ja alas tai sivulta toiselle?

Tarkkuus annetaan suhteessa "todelliseen" tai hyväksyttyyn arvoon tai viittaukseen. Paikannustarkkuuden kannalta viitearvo on tavoitepaikka. Matkustustarkkuuden kannalta viitearvo on määritelty liiketaso sekä pystysuunnassa (eli kulkusuunnassa) että vaakasuorassa suunnassa (eli kulkusuoruus). Huomaa, että tarkkuus liittyy siihen, kuinka lähelle tavoitekohta saavutetaan, kun lähestyt jommastakummasta suunnasta.

【Toistettavuus】

Toistettavuus määrittää, kuinka lähelle järjestelmä palaa samaan asemaan useiden yritysten aikana. Toistettavuus voidaan määritellä joko yksisuuntaiseksi, mikä tarkoittaa, että määritys on voimassa, kun sijaintia lähestytään samasta suunnasta, tai kaksisuuntaiseksi, mikä tarkoittaa, että määrittely on voimassa, kun sijaintia lähestytään jommastakummasta suunnasta.

Kysymys: "Suunnittelen uutta lineaarista liikejärjestelmää. Pitäisikö minun suunnitella se suuren tarkkuuden vai toistettavuuden vuoksi? Vai molemmat?"

Lineaariset järjestelmät koostuvat neljästä peruskomponentista – alustasta tai kiinnitysrakenteesta, lineaarisesta ohjaimesta (tai ohjaimista), käyttömekanismista ja moottorista – ja jokaisella näistä on jokin rooli järjestelmän tarkkuudessa tai toistettavuudessa. Toissijaiset komponentit, kuten kytkimet, liittimet, asennuslevyt, anturit ja palautelaitteet vaikuttavat myös järjestelmän suorituskykyyn. Ja jopa vaikeasti hallittavissa olevat tekijät, kuten lämpötilan vaihtelut ja koneen tärinä, vaikuttavat järjestelmän tarkkuuteen ja toistettavuusvaatimuksiin.

Kun työskentelet paikannustarkkuuden maksimoimiseksi, ohjausmekanismin tulisi tyypillisesti olla tarkennusalue. Kuulalauveja pidetään yleisesti parhaaksi valinnaksi korkeaan paikannustarkkuuteen, joka määräytyy niiden johdinvirheen tai toleranssiluokan luokituksen perusteella. Mutta esikuormitetuilla muttereilla varustetut lyijyruuvit ja erittäin tarkat hammastanko- ja hammaspyöräjärjestelmät pystyvät myös tarjoamaan korkean paikannustarkkuuden. Järjestelmän taipuminen ja värähtely voivat heikentää paikannustarkkuutta, joten kiinnitysrakenteen, lineaarisen ohjauksen ja komponenttien välisten liitäntöjen jäykkyys on myös tärkeää järjestelmissä, jotka vaativat suurta paikannustarkkuutta.

Sitä vastoin järjestelmän kulkutarkkuus on lähes täysin riippuvainen asennusrakenteesta ja lineaarisesta ohjausjärjestelmästä. Suurin osa kierrättävistä lineaarisista ohjaimista on määritelty tarkkuusluokan mukaan, joka määrittelee suurimmat korkeuden, yhdensuuntaisuuden ja suoruuden poikkeamat ajon aikana. Mutta lineaarinen ohjain on vain yhtä "tarkka" kuin pinta, johon se on asennettu, joten asennusrakenne on tärkeä tekijä. "Tarkuuden" tarkan lineaariohjaimen asentaminen koneistamattomaan alustaan ​​tai alumiinipursotukseen mitätöi ohjaimen liiketarkkuuden suorituskyvyn.

Lineaarisen järjestelmän toistettavuuden määrää ensisijaisesti käyttömekanismi – eli ruuvin johdintarkkuus, hihnan hammasvälin poikkeama ja maksimivenymä tai hammastankojärjestelmän välys. Paras tapa parantaa toistettavuutta on poistaa välys tai välys käyttömekanismista. Kuulalauveissa on usein esijännitys välyksen poistamiseksi, ja monet lyijyruuvimallit tarjoavat myös nollavälystä. Hammastanko- ja hammaspyöräjärjestelmissä on luonnostaan ​​välys hammastangon ja hammaspyörän hampaiden välillä, mutta kaksois- ja jaettu hammaspyörämallit poistavat tämän välyksen.

Jos järjestelmässä esiintyy merkittäviä lämpötilan vaihteluita, lämpövaikutuksista johtuva komponenttien laajeneminen ja supistuminen voi myös heikentää järjestelmän toistettavuutta. Toisin kuin paikannus tai matkan tarkkuus, järjestelmän toistettavuutta ei voida parantaa palautteen ja ohjauksen avulla. Ainoa tapa parantaa lineaarisen järjestelmän toistettavuutta on käyttää taajuusmuuttajaa, jolla on parempi toistettavuus.

Se, pitäisikö suunnittelijan tai insinöörin olla enemmän huolissaan tarkkuudesta tai toistettavuudesta, riippuu sovelluksen tyypistä. Paikannussovelluksissa, kuten poiminta ja paikka tai kokoonpano, paikannustarkkuus ja toistettavuus ovat usein kriittisimmät tekijät. Mutta sovelluksissa, kuten annostelu, leikkaus tai hitsaus, joissa prosessin tasaisuus ja tarkkuus matkan aikana on kriittistä, kulkutarkkuuden tulisi olla ensisijainen painopiste.