सीधे, सटीक आंदोलन आसान से दूर है।

सीधे, सटीक आंदोलन आसान से दूर है, और रैखिक स्थिति उपकरण एक नहीं, बल्कि तीन आयामों में गलत तरीके से साबित करते हैं

बस जब आपको लगा कि आपके पास "रैखिक गति" अवधारणा है, तो नीचे की ओर बढ़ा - सीधे पर आवश्यक बिंदुओं को मारा और आप घर पर हैं - पार्टी को दुर्घटनाग्रस्त करने के लिए शेष पांच डिग्री की स्वतंत्रता के साथ आता है। एक मोटे दृष्टिकोण से, यह सच है, एक रैखिक गाड़ी मुख्य रूप से एक अक्ष के साथ अनुवाद करती है (इसे एक्स अक्ष कहें), लेकिन सभी इंजीनियर भागों में खामियां हैं, और सटीकता और सटीकता के लिए हमारी लगातार बढ़ती आवश्यकता के साथ, विस्तार पर हमारा ध्यान भी तदनुसार आगे बढ़ना चाहिए।

सिस्टम सटीकता का पूरी तरह से वर्णन करने के लिए, फिर, हमें सभी छह डिग्री स्वतंत्रता के लिए जिम्मेदार होना चाहिए, ये एक्स, वाई, और जेड कुल्हाड़ियों में अनुवाद हो रहे हैं, और उसी के बारे में रोटेशन करते हैं।

नियुक्ति की चिंता

शुरुआत के लिए, आइए प्रमुख स्थिति मापदंडों की एक स्पष्ट परिभाषा स्थापित करें। भले ही अधिकांश इंजीनियर शब्दों की सटीकता, दोहराव और संकल्प से परिचित हैं, लेकिन वे आमतौर पर व्यवहार में दुरुपयोग करते हैं। सटीकता प्राप्त करने के लिए तीनों में से सबसे कठिन है, इसके बाद दोहराव और अंत में, संकल्प। सटीकता बताती है कि गति में एक प्रणाली एक कमांड स्थिति के करीब पहुंचती है, जो सैद्धांतिक XYZ अंतरिक्ष में स्थित एक सटीक स्थिति है।

दूसरी ओर, पुनरावृत्ति या सटीकता, यादृच्छिक दिशाओं से उसी स्थान पर जाने के लिए क्रमिक प्रयासों के बीच त्रुटि को संदर्भित करता है। एक पूरी तरह से दोहराने योग्य रैखिक प्रणाली अत्यधिक गलत हो सकती है - यह लगातार एक ही स्थान को प्राप्त करने में सक्षम हो सकता है, जो कि कमांड से दूर होता है। एक उदाहरण के रूप में, एक भारी पूर्व लोड किए गए अनुयायी अखरोट के साथ एक लीड स्क्रू, लेकिन महत्वपूर्ण पिच या "लीड" त्रुटि के साथ, खराब सटीकता के साथ -साथ अच्छी पुनरावृत्ति हो सकती है। प्रीलोड अखरोट को अपनी अक्षीय स्थिति में कठोर रखता है, बैकलैश को कम या समाप्त करता है और पेंच शाफ्ट रोटेशन के अनुसार लगातार अखरोट और लोड यात्रा को सुनिश्चित करता है। लेकिन पिच त्रुटि किल्टर से इच्छित रोटेशन-टू-ट्रांसलेशन संबंध को फेंक देती है, इसलिए सिस्टम गलत है।

रिज़ॉल्यूशन सबसे छोटा कदम वृद्धि है जिसे महसूस किया जा सकता है। यदि, उदाहरण के लिए, कमांड स्थिति 2 माइक्रोन दूर है, लेकिन सिस्टम का संकल्प 4 माइक्रोन है, सटीकता 2 माइक्रोन से बेहतर नहीं हो सकती है। इन परिस्थितियों में, सिस्टम के पास वांछित स्थिति में किसी भी अधिक निकटता से स्थानांतरित करने का संकल्प नहीं है।

एक प्रणाली के सटीक होने के लिए, इसके सभी घटकों को सटीक, दोहराने योग्य होना चाहिए, और पर्याप्त संकल्प प्रदान करना चाहिए। यद्यपि एक प्रणाली अच्छी "लीड" सटीकता प्रदान कर सकती है, लेकिन खराब पुनरावृत्ति (यानी, सिस्टम कमांड पॉइंट के बारे में यादृच्छिक तितर बितरता है) समग्र प्रणाली सटीकता इसकी पुनरावृत्ति से बेहतर नहीं हो सकती है।

निर्देशित उपाय

रैखिक गति उपकरणों में दो आवश्यक घटक, एक रैखिक गाइड और थ्रस्ट का उत्पादन करने के लिए एक उपकरण शामिल हैं। गाइड त्रि-आयामी स्थान में उपलब्ध स्वतंत्रता के 6 डिग्री में से 5 में गति को प्रतिबंधित करने के लिए जिम्मेदार है। आदर्श गाइड वाई और जेड कुल्हाड़ियों में कोई अनुवाद नहीं करता है और किसी भी कुल्हाड़ी के बारे में कोई रोटेशन नहीं करता है। थ्रस्ट डिवाइस (आमतौर पर एक लीड या बॉल स्क्रू), निश्चित रूप से, केवल अनर्गल अक्ष में गति का उत्पादन करने की उम्मीद है। इन दो घटकों की सटीकता का अलग -अलग मूल्यांकन करना और फिर समग्र सटीकता को निर्धारित करने के लिए परिणामों को संयोजित करना सुविधाजनक है।

आइए पहले गाइड को देखें। एक रैखिक गाइड त्रुटि के कई स्रोतों से पीड़ित हो सकता है: वक्रता ऊपर और नीचे या तरफ - दूसरे शब्दों में समतल और सीधेपन में विचलन; ऊर्ध्वाधर रनआउट; और गाइड और अनुयायी के बीच असंतोष।

सपाटता और स्ट्रेटनेस सबसे आम चिंताएं हैं, क्योंकि वे आम तौर पर परिमाण में सबसे बड़े होते हैं। एक पूरी तरह से बनाया गया गाइड XY विमान के समानांतर एक विमान के साथ यात्रा करता है और इसके अलावा, एक्स अक्ष के समानांतर एक रेखा के साथ। फ्लैटनेस त्रुटि अनिवार्य रूप से XY विमान से विचलन है। यह एक या दो दिशाओं में सरल वक्रता को शामिल कर सकता है। फ्लैटनेस त्रुटि हमेशा Z (ऊर्ध्वाधर) अक्ष में अनुवाद बनाता है। वक्रता के उन्मुखीकरण के आधार पर, यह वाई अक्ष के बारे में पिच रोटेशन का कारण बन सकता है, एक्स अक्ष के बारे में रोल कर सकता है (दो-आयामी ताना के साथ मामला), या दोनों। WARP वांछित गति के लिए लंबवत वाई अक्ष में मामूली अनुवाद भी उत्पन्न कर सकता है।

स्ट्रेटनेस एरर के परिणामस्वरूप कैरिज की यात्रा की लाइन में एक्स अक्ष के साथ समानांतर छोड़ दिया जाता है, ± y दिशा में घुमावदार होता है। वाई अक्ष में विस्थापन के अलावा, यह जेड अक्ष के बारे में एक यव रोटेशन को प्रेरित करेगा।

वर्टिकल रनआउट रैखिक गाइड की ऊंचाई में एक व्यवस्थित परिवर्तन है क्योंकि यह अनुवाद करता है। यह असर सतहों के निर्माण में अशुद्धि के कारण हो सकता है, जो जेड अक्ष में अनुवाद पैदा करता है। अधिकांश गाइड निर्माता सीधे तौर पर फ्लैटनेस या वर्टिकल रनआउट को सूचीबद्ध करते हैं। रोटेशन के बिना तात्कालिक वाई या जेड अनुवाद को प्रेरित करने के लिए एक रैखिक गाइड के लिए यह संभव है, लेकिन इनमें से परिमाण आमतौर पर छोटा होता है। रैखिक गाइड अनुयायी अपनी लंबाई के साथ खामियों को वितरित करने के लिए जाता है, वांछित गति के लिए अचानक बदलाव को दबा देता है।

सटीकता पर रोटेशन का प्रभाव इस बात पर निर्भर करता है कि ब्याज की बात स्थिति-संदर्भित डिवाइस के सापेक्ष कहां है, जो शायद लीड स्क्रू है या फीडबैक के लिए उपयोग किया जाने वाला रैखिक पैमाना है। या तो मामले में, डिवाइस का स्थान माप की रेखा बनाता है, वांछित चाल दिशा के समानांतर। हालांकि, ब्याज की बात, जो रैखिक गति प्रणाली का लक्ष्य बिंदु है, माप की रेखा से ऑफसेट हो सकता है। कोई भी रोटेशन, इसलिए, प्रत्येक में अलग -अलग चाप लंबाई का कारण होगा। और, वास्तविक चाल की दूरी रोटेशन की मात्रा और ऑफसेट के अनुसार पैमाने पर पंजीकृत दूरी से भिन्न होगी। ऑफसेट जितना बड़ा होगा, रोटेशन के कारण अनुवाद की त्रुटियां जितनी अधिक हैं - अब्बे एरर के रूप में जाना जाता है। लीड स्क्रू के साथ खुद को संदर्भित डिवाइस के रूप में उपयोग किया जाता है, माप की रेखा ऑन-सेंटर है। लेकिन रैखिक एनकोडर आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं, और पक्ष में लगे होते हैं। यह एबर्ब त्रुटि के लिए शर्तों को बिगड़ सकता है या बेहतर कर सकता है, यह ब्याज के स्थान के स्थान पर निर्भर करता है (यह हमेशा गाड़ी और लीड स्क्रू के साथ संरेखित नहीं होता है)।

इसके विपरीत, वाई और जेड कुल्हाड़ियों में शुद्ध अनुवाद त्रुटियां और वर्टिकल रनआउट के कारण ब्याज की बात की परवाह किए बिना स्थिर रहती हैं। घुमाव से त्रुटियां कहीं अधिक धोखा हो सकती हैं। अधिक सटीक गाइड के साथ एक पोजिशनिंग सिस्टम बनाने की तुलना में ऑफ़सेट को कम करने के लिए आम तौर पर आसान और अधिक लागत प्रभावी है।

ड्राइविंग त्रुटि

कई मायनों में थ्रस्ट का उत्पादन किया जा सकता है। सामान्य उच्च-सटीक उपकरण लीड स्क्रू, बॉल स्क्रू और रैखिक मोटर्स हैं। लीड स्क्रू और बॉल स्क्रू उनकी प्रकृति के लिए एक विशिष्ट प्रकार की त्रुटि आंतरिक बनाते हैं। जैसे ही पेंच घूमता है, अनुयायी एक पेचदार पथ पर रोटरी गति को रैखिक में परिवर्तित करता है। चूंकि हेलिक्स कोण कभी भी सही नहीं होता है, अंडर या ओवर-ट्रैवल की उम्मीद की जाती है। यह चक्रीय (2π त्रुटि के रूप में जाना जाता है) या व्यवस्थित (यात्रा के प्रति औसत त्रुटि के रूप में मापा जाता है) हो सकता है। दोलन या यात्रा भिन्नता के मध्यवर्ती आवृत्तियों भी हो सकते हैं। नियंत्रक मुआवजे के साथ औसत त्रुटि को आसानी से हटाया जा सकता है। मध्यवर्ती और चक्रीय त्रुटियों को हटाना काफी मुश्किल हो जाता है। क्लास C3 के एक सटीक ग्राउंड स्क्रू में 8 माइक्रोन की औसत या व्यवस्थित त्रुटि और 6 माइक्रोन की 2π त्रुटि होगी। कम-सटीक शिकंजा के साथ, 2π त्रुटि की सूचना नहीं दी गई है क्योंकि यह औसत त्रुटि के संबंध में महत्वहीन है। औसत "लीड" त्रुटि सभी पोजिशनिंग-क्लास लीड स्क्रू के लिए सूचीबद्ध है।

एक लीड या बॉल स्क्रू का उपयोग एक रैखिक एनकोडर के साथ एक साथ किया जा सकता है ताकि वास्तविक स्थिति को नियंत्रक को वापस खिलाया जा सके। यह स्क्रू के थ्रेड रूप में अल्ट्रा-उच्च सटीकता की आवश्यकता को समाप्त करता है। स्केल क्षमता और नियंत्रण लूप ट्यूनिंग तब रैखिक सटीकता के लिए सीमित कारक हैं।

रैखिक मोटर्स एक रैखिक एनकोडर या ऐसे अन्य सेंसिंग डिवाइस से प्रतिक्रिया के आधार पर गति को विनियमित करते हैं। फीडबैक डिवाइस की सटीकता और रिज़ॉल्यूशन सिस्टम सटीकता को सीमित कर देगा, जैसा कि किसी भी सर्वो एप्लिकेशन में एक महत्वपूर्ण खिलाड़ी सिस्टम ट्यूनिंग होगा। एक डेड बैंड को ट्यूनिंग के लिए चुना जाता है, जैसे कि एक बार जब गाड़ी इस सीमा के भीतर एक स्थिति तक पहुंच जाती है, तो यह शिकार करना बंद कर देती है। यह बसने के समय को कम करता है लेकिन डिवाइस की पुनरावृत्ति और संकल्प को भी कम करता है। फिर भी, चूंकि सिस्टम बैकलैश, स्टिक्शन, डिफ्लेक्शन, और इस तरह से, रैखिक मोटर्स को लेड या बॉल स्क्रू चालित सिस्टम की सटीकता को पार करने में सक्षम हैं।

भागों का योग

यात्रा, गाइड और थ्रस्ट डिवाइस त्रुटियों के एक अक्ष के साथ समग्र सटीकता निर्धारित करने के लिए संयुक्त किया जाना चाहिए। घूर्णी त्रुटियों को ब्याज के बिंदु पर अनुवाद में परिवर्तित किया जाता है। इस त्रुटि को उसी दिशा में अन्य अनुवाद संबंधी त्रुटियों के साथ जोड़ा जा सकता है।

Abbé त्रुटि की गणना ऑफसेट दूरी द्वारा रोटेशन की धुरी के बारे में कुल कोण परिवर्तन के स्पर्शरेखा को गुणा करके की जाती है। प्रत्येक रोटेशन के लिए, ऑफसेट को रोटेशन की धुरी के लिए लंबवत विमान में लिया जाना चाहिए। वस्तुतः अब्बे त्रुटि को खत्म करने का एकमात्र तरीका ब्याज के बिंदु पर फीडबैक डिवाइस को स्थिति में रखना है।

एक बार जब गाइड की अनुवाद संबंधी त्रुटियों की गणना प्रत्येक दिशा में की जाती है, तो उन्हें थ्रस्ट डिवाइस से त्रुटि के साथ जोड़ा जा सकता है, जो केवल एक्स अक्ष के साथ त्रुटि में योगदान देता है, और कुल सिस्टम त्रुटि मात्रा निर्धारित की जाती है।

यदि आप एकल-अक्ष रैखिक गति उपकरण का विश्लेषण कर रहे हैं, तो आप बस अपनी स्थिति आवश्यकताओं के साथ प्रत्येक दिशा के लिए अनुवाद संबंधी त्रुटियों की तुलना कर सकते हैं। यदि किसी भी अक्ष में अस्वीकार्य त्रुटि होती है, तो आप उस अक्ष के त्रुटि घटकों को एक बार में संबोधित कर सकते हैं।

यदि सिस्टम बहु-अक्ष है, तो कई रैखिक गति असेंबली के साथ, आपके पास अभी भी केवल एक बिंदु है; यह प्रत्येक अक्ष के लिए समान है। ब्याज के बिंदु से सबसे दूर अक्ष में अब्बे त्रुटि के लिए उच्चतम क्षमता होगी। प्रत्येक चरण से अनुवाद त्रुटियों को कुल सिस्टम त्रुटि निर्धारित करने के लिए ब्याज के बिंदु पर अभिव्यक्त किया जा सकता है। हालांकि, कुल्हाड़ियों के बीच ऑर्थोगोनलिटी पर भी विचार किया जाना चाहिए। यह एक शुद्ध अनुवाद पैदा करता है। उदाहरण के लिए, एक XY चरण के मामले में, X के संबंध में y अक्ष का एक तिरछा Y अक्ष के रूप में एक अतिरिक्त X अनुवाद का उत्पादन करेगा। यह त्रिकोणमिति के साथ या सीधे ऑफसेट को मापने के साथ निर्धारित किया जा सकता है। याद रखें, रोटेशन के विपरीत, अनुवाद ऑफसेट से स्वतंत्र हैं, ब्याज की बात की दूरी। आप अपने समग्र त्रुटि बजट में सीधे ऑर्थोगोनलिटी ऑफसेट जोड़ सकते हैं।

अंत में, ध्यान रखें कि "सटीकता" शब्द का उपयोग स्वतंत्र रूप से किया जाता है, और अक्सर व्याख्या के लिए खुला छोड़ दिया जा सकता है। कभी -कभी उद्धृत सटीकता विनिर्देश केवल पोजिशनिंग स्क्रू के लिए खाते हैं। इस प्रकार का स्केच प्रतिनिधित्व भ्रामक हो सकता है। उदाहरण के लिए, एक डिजाइनर औसत लीड त्रुटि में सुधार करके सिस्टम सटीकता में सुधार करने के लिए सोच सकता है, जब समस्या वास्तव में अब्बे त्रुटि में होती है। इष्टतम दृष्टिकोण नहीं। कई बार एक सरल और किफायती ज्यामितीय समाधान होता है, एक बार त्रुटि स्रोत की पहचान की जाती है।