Линейные, угловые и планарные ошибки.

В идеальном мире система линейного перемещения должна демонстрировать идеально ровное, прямолинейное движение и каждый раз достигать заданного положения без ошибок. Но даже самые высокоточные линейные направляющие и приводы (винты, зубчатые рейки, ремни, линейные двигатели) имеют некоторые погрешности из-за допусков обработки, обращения, монтажа и даже способа их применения.

В системах линейного перемещения встречаются три типа ошибок: линейные, угловые и планарные, и каждый тип по-разному влияет на систему и область применения. Чтобы избежать переплаты за высокоточные компоненты там, где они не нужны, или получения системы, не соответствующей требованиям приложения, важно понимать различия между этими тремя типами ошибок линейного перемещения и их причины.

【Линейные ошибки】

Линейные ошибки включают в себя точность позиционирования и повторяемость. Эти ошибки иногда называют ошибками позиционирования, поскольку они определяют способность системы достигать желаемого положения. В контексте линейных систем термин «точность» обычно относится к точности позиционирования, которая представляет собой отклонение между целевым положением и положением, достигнутым системой. Повторяемость относится к тому, насколько хорошо система возвращается в одно и то же положение при многократных попытках. Основным фактором, влияющим на линейные ошибки, является приводной механизм (например, винт, реечная передача или линейный двигатель), но настройка системы также может влиять на ее способность точно и повторяемо достигать целевого положения.

【Угловые ошибки】

Угловые ошибки — это ошибки, при которых интересующая точка вращается вокруг оси. Обычно их называют ошибками крена, тангажа и рыскания, обозначающими вращение вокруг осей X, Y или Z соответственно. Если интересующая точка находится в центре стола или направляющей, угловые ошибки могут не оказывать существенного влияния на работу. Но когда интересующая точка находится на некотором расстоянии от стола или направляющей, ошибки Аббе, представляющие собой угловые ошибки, усиливающиеся с расстоянием, могут приводить к нежелательным результатам, особенно в процессах механической обработки, измерения и сборки. Основными причинами угловых ошибок, и, соответственно, ошибок Аббе, являются неточности в линейных направляющих и плохо обработанные монтажные поверхности.

【Плоские ошибки】

Плоскостные ошибки — часто называемые «прямолинейностью» и «плоскостью» — возникают во время перемещения системы, но вместо вращения вокруг оси плоскостные ошибки представляют собой отклонения от идеальной, прямой опорной плоскости. Прямолинейность определяет величину перемещения вдоль оси Y по мере перемещения системы вдоль оси X. Аналогично, плоскостность определяет величину перемещения вдоль оси Z по мере перемещения системы вдоль оси X.

Следует отметить, что точкой отсчета является ось перемещения (обычно ось X), поэтому существует только два типа планарных ошибок, связанных с движением вдоль двух оставшихся осей.

Плоскостные ошибки пагубно влияют на такие приложения, как дозирование, механическая обработка или измерение, где поведение системы во время движения имеет решающее значение. В многоосевых системах плоскостные ошибки на одной оси влияют на соседнюю ось (или оси), особенно когда оси «накладываются друг на друга», как, например, в XY-столах, плоских столах и некоторых декартовых системах.