Выбор компонентов и конструкция машины влияют на точность и повторяемость системы.

Прежде чем ответить на этот вопрос, давайте определим точность и повторяемость для линейных систем.

【Точность】

При линейном движении обычно существует две категории точности: точность позиционирования и точность перемещения. Точность позиционирования определяет разницу между целевой позицией системы и фактической позицией, которой она достигла. Точность перемещения определяет ошибки, возникающие во время движения. Другими словами, движется ли система по прямой линии или движется вверх-вниз или из стороны в сторону во время движения?

Точность дается относительно «истинного» или принятого значения или ссылки. Для точности позиционирования опорным значением является целевое положение. Для точности перемещения опорным значением является определенная плоскость движения как в вертикальном направлении (так называемая плоскостность движения), так и в горизонтальном направлении (так называемая прямолинейность движения). Обратите внимание, что точность зависит от того, насколько близко достигается целевая позиция при приближении с любого направления.

【Повторяемость】

Повторяемость определяет, насколько близко система возвращается в одно и то же положение за несколько попыток. Повторяемость может быть указана либо как однонаправленная, что означает, что спецификация действительна, когда к позиции приближаются с одного и того же направления, или как двунаправленная, что означает, что спецификация действительна, когда к позиции приближаются с любого направления.

Вопрос: «Я проектирую новую систему линейного движения. Должен ли я проектировать его с учетом высокой точности или повторяемости? Или и то, и другое?»

Линейные системы состоят из четырех основных компонентов — основания или монтажной конструкции, линейной направляющей (или направляющих), приводного механизма и двигателя — и каждый из них играет определенную роль в точности или повторяемости системы. Второстепенные компоненты, такие как муфты, разъемы, монтажные пластины, датчики и устройства обратной связи, также влияют на производительность системы. И даже факторы, которые нелегко контролировать, такие как колебания температуры и вибрация оборудования, влияют на характеристики точности и повторяемости системы.

При работе над максимизацией точности позиционирования в центре внимания обычно должен быть приводной механизм. Шариковые винты обычно считаются лучшим выбором для высокой точности позиционирования, которая определяется их классификацией погрешности шага или класса допуска. Но ходовые винты с предварительно нагруженными гайками и высокоточные реечные системы также способны обеспечить высокую точность позиционирования. Искривление и вибрация системы могут ухудшить точность позиционирования, поэтому жесткость монтажной конструкции, линейной направляющей и соединений между компонентами также важна для систем, требующих высокой точности позиционирования.

Напротив, точность перемещения системы почти полностью зависит от монтажной конструкции и системы линейных направляющих. Для большинства рециркуляционных линейных направляющих указан класс точности, определяющий предельные отклонения по высоте, параллельности и прямолинейности при движении. Но «точность» линейной направляющей зависит от поверхности, на которой она установлена, поэтому конструкция крепления является важным фактором. Установка «прецизионной» линейной направляющей на необработанное основание или алюминиевый профиль снижает точность хода направляющей.

Повторяемость линейной системы определяется прежде всего механизмом привода, то есть точностью шага винта, отклонением шага зубьев и максимальным натяжением ремня или люфтом в реечной системе. Лучший способ улучшить повторяемость — устранить люфт или зазор в приводном механизме. ШВП часто имеют предварительный натяг для устранения люфта, а многие конструкции ходовых винтов также обеспечивают нулевой люфт. Реечные системы по своей природе имеют люфт между зубчатой ​​рейкой и зубьями шестерни, но конструкции с двойной шестерней и разъемной шестерней устраняют этот люфт.

Если система испытывает значительные колебания температуры, расширение и сжатие компонентов из-за тепловых эффектов также может снизить повторяемость работы системы. В отличие от точности позиционирования или перемещения, повторяемость системы нельзя улучшить за счет обратной связи и управления. Единственный способ улучшить повторяемость линейной системы — использовать привод с более высокой повторяемостью.

Должен ли дизайнер или инженер больше заботиться о точности или повторяемости, зависит от типа приложения. В приложениях позиционирования, таких как захват и размещение или сборка, точность и повторяемость позиционирования часто являются наиболее важными факторами. Но в таких приложениях, как дозирование, резка или сварка, где единообразие и точность процесса во время перемещения имеют решающее значение, точность перемещения должна быть в центре внимания.