直線運動システムの主要パラメータ

ボールねじ、ベルト、ラック＆ピニオンシステムなどの直線位置決め装置の性能を分類する方法は数多くありますが、用語が混乱を招くことがあります。最も一般的な2つの用語である「精度」と「再現性」は、しばしば同じ意味で使用されます。「ボールねじが非常に正確だ」と言う人が、実際には「再現性がある」という意味で使っている可能性があります。実際には、精度と再現性は無関係です。システムは非常に正確でも再現性が低い場合があり、その逆もあります。その違いは次のとおりです…

【正確さ】

精度の正式な定義は、「測定、計算、または仕様が正しい、または既知の値や規格にどの程度適合しているか」です。リニアドライブシステムの場合、これは最終位置が指令された位置とどの程度一致するかを意味します。例えば、ラック＆ピニオンシステムに535mm移動するように指令した場合、その精度は535mmの移動にどれだけ近いかによって決まります。しかし、精度はどの程度でしょうか？それは許容できる誤差の量によって異なります。アプリケーションで535mm±2mmの結果を許容する場合、ボールねじが533mmから537mmの位置を達成できる限り、精度が高いとみなすことができます。

精度は、バックラッシュ、「ワインドアップ」（ねじり剛性の不足）、部品のたわみといった機械的要因に最も大きく影響されます。電気的な側面では、制御システムの帯域幅と測定システム（エンコーダまたはレゾルバ）の分解能も、駆動装置の精度に影響を与える可能性があります。これらの部品は、システムの実際の位置の指令、読み取り、補正を担っているためです。

【再現性】

再現性とは、駆動機構が同一条件下で同じ位置に複数回戻る能力です。再現性は、常に同じ方向からポイントにアプローチする一方向再現性と、どちらの方向からでもポイントにアプローチできる双方向再現性と定義できます。アプリケーション要件によって多少主観的になる精度とは異なり、再現性は絶対値です。例えば、ボールねじは±10ミクロンの再現性があると説明できます。システムが正確であっても再現可能ではない場合があるように、再現可能であっても正確ではない場合もあります。例えば、指定された移動量が535mm±2mmで、システムが複数回の試行で一貫して537.5mmに移動する場合、再現可能ではありますが正確ではありません。

再現性に最も影響を与える要因は、駆動システムの機構にあります。例えば、ラック＆ピニオンシステムのバックラッシュやボールねじのリード偏差などです。再現性は、温度変動による部品の膨張や収縮など、システム内の変化によっても影響を受ける可能性があります。精度は駆動アンプと制御装置のプログラミングによって補正できますが、再現性は一般的に補正できません。