Komponent seçimi ve makine tasarımı sistem doğruluğunu ve tekrarlanabilirliğini etkiler.

Bu soruyu cevaplamadan önce doğrusal sistemlerde doğruluk ve tekrarlanabilirliği tanımlayalım.

【Kesinlik】

Doğrusal hareketlerde, genellikle iki tür doğruluk kategorisi vardır: konumlandırma doğruluğu ve seyahat doğruluğu. Konumlandırma doğruluğu, sistemin hedef konumu ile ulaştığı gerçek konum arasındaki farkı belirtir. Seyahat doğruluğu, hareket sırasında oluşan hataları belirtir; başka bir deyişle, sistem düz bir çizgide mi hareket eder yoksa hareket ederken yukarı aşağı veya yandan yana mı hareket eder?

Doğruluk, "gerçek" veya kabul edilen bir değere veya referansa göre verilir. Konumlandırma doğruluğu için referans değeri hedef konumdur. Seyahat doğruluğu için referans değeri, hem dikey yönde (yani seyahatin düzlüğü) hem de yatay yönde (yani seyahatin düzlüğü) tanımlanmış bir hareket düzlemidir. Doğruluğun, her iki yönden yaklaşıldığında hedef konuma ne kadar yakın ulaşıldığına bağlı olduğunu unutmayın.

【Tekrarlanabilirlik】

Tekrarlanabilirlik, bir sistemin birden fazla denemede aynı konuma ne kadar yakın döndüğünü tanımlar. Tekrarlanabilirlik, tek yönlü olarak belirtilebilir; bu, konuma aynı yönden yaklaşıldığında belirtimin geçerli olduğu anlamına gelir veya iki yönlü olarak belirtilebilir; bu, konuma her iki yönden yaklaşıldığında belirtimin geçerli olduğu anlamına gelir.

Soru: "Yeni bir doğrusal hareket sistemi tasarlıyorum. Bunu yüksek doğruluk veya tekrarlanabilirlik için mi tasarlamalıyım? Yoksa her ikisi için mi?"

Doğrusal sistemler dört temel bileşenden oluşur: taban veya montaj yapısı, doğrusal kılavuz (veya kılavuzlar), tahrik mekanizması ve motor ve bunların her biri sistemin doğruluğu veya tekrarlanabilirliğinde bir rol oynar. Kaplinler, konektörler, montaj plakaları, sensörler ve geri bildirim cihazları gibi ikincil bileşenler de sistemin performansını etkiler. Sıcaklık dalgalanmaları ve makine titreşimleri gibi kolayca kontrol edilemeyen faktörler bile bir sistemin doğruluğunu ve tekrarlanabilirlik özelliklerini etkiler.

Konumlandırma doğruluğunu en üst düzeye çıkarmak için çalışırken, tahrik mekanizması genellikle odaklanılacak alan olmalıdır. Bilyalı vidalar genellikle kılavuz hatası veya tolerans derecesi sınıflandırmalarıyla belirtilen yüksek konumlandırma doğruluğu için en iyi seçim olarak kabul edilir. Ancak önceden yüklenmiş somunlara ve yüksek hassasiyetli kremayer ve pinyon sistemlerine sahip kılavuz vidalar da yüksek konumlandırma doğruluğu sağlayabilir. Sistemin esnemesi ve titreşmesi konumlandırma doğruluğunu düşürebilir, bu nedenle montaj yapısının, doğrusal kılavuzun ve bileşenler arasındaki bağlantıların sertliği de yüksek konumlandırma doğruluğu gerektiren sistemler için önemlidir.

Buna karşılık, bir sistemin seyahat doğruluğu neredeyse tamamen montaj yapısına ve doğrusal kılavuz sistemine bağlıdır. Çoğu dolaşımlı doğrusal kılavuz, seyahat sırasında yükseklik, paralellik ve düzlükteki maksimum sapmaları tanımlayan doğruluk sınıfına göre belirtilir. Ancak doğrusal bir kılavuz yalnızca monte edildiği yüzey kadar "doğrudur", bu nedenle montaj yapısı önemli bir faktördür. "Hassas" doğrulukta bir doğrusal kılavuzu işlenmemiş bir tabana veya bir alüminyum ekstrüzyona monte etmek, kılavuzun seyahat doğruluğu performansını ortadan kaldırır.

Doğrusal bir sistemin tekrarlanabilirliği öncelikle tahrik mekanizması tarafından belirlenir, yani bir vidanın kılavuz doğruluğu, bir kayışın diş aralığı sapması ve maksimum esnemesi veya kremayer ve pinyon sistemindeki boşluk. Tekrarlanabilirliği iyileştirmenin en iyi yolu, tahrik mekanizmasındaki boşluğu veya boşluğu gidermektir. Bilyalı vidalar genellikle boşluğu ortadan kaldırmak için ön yükleme ile belirtilir ve birçok kılavuz vida tasarımı da sıfır boşluk sunar. Raf ve pinyon sistemleri, dişli kremayeri ile pinyon dişleri arasında doğal olarak boşluğa sahiptir, ancak çift pinyon ve bölünmüş pinyon tasarımları bu boşluğu giderir.

Sistem önemli sıcaklık dalgalanmaları yaşarsa, termal etkiler nedeniyle bileşenlerin genleşmesi ve büzülmesi de sistemin tekrarlanabilirliğini azaltabilir. Konumlandırma veya seyahat doğruluğunun aksine, bir sistemin tekrarlanabilirliği geri bildirim ve kontrol yoluyla iyileştirilemez. Doğrusal bir sistemin tekrarlanabilirliğini iyileştirmenin tek yolu daha yüksek tekrarlanabilirliğe sahip bir sürücü kullanmaktır.

Bir tasarımcının mı yoksa mühendisin mi doğrulukla mı yoksa tekrarlanabilirlikle daha fazla ilgilenmesi gerektiği uygulama türüne bağlıdır. Al ve yerleştir veya montaj gibi konumlandırma uygulamalarında, konumsal doğruluk ve tekrarlanabilirlik genellikle en kritik faktörlerdir. Ancak, dağıtım, kesme veya kaynaklama gibi, seyahat sırasında sürecin tekdüzeliğinin ve doğruluğunun kritik olduğu uygulamalarda, seyahat doğruluğu birincil odak noktası olmalıdır.