Bileşen seçimi ve makine tasarımı sistem doğruluğunu ve tekrarlanabilirliğini etkiler.

Bu soruyu cevaplamadan önce doğrusal sistemler için doğruluğu ve tekrarlanabilirliği tanımlayalım.

【Kesinlik】

Doğrusal harekette genel olarak iki doğruluk kategorisi vardır; konumlandırma doğruluğu ve seyahat doğruluğu. Konumlandırma doğruluğu, sistemin hedef konumu ile ulaştığı gerçek konum arasındaki farkı belirtir. Seyahat doğruluğu, hareket sırasında meydana gelen hataları belirtir; başka bir deyişle, sistem düz bir çizgide mi hareket ediyor, yoksa hareket ederken yukarı-aşağı veya yan yana mı hareket ediyor?

Doğruluk, “doğru” veya kabul edilen bir değer veya referansa göre verilir. Konumlandırma doğruluğu için referans değeri hedef konumdur. Seyahat doğruluğu için referans değeri, hem dikey yönde (diğer adıyla seyahatin düzlüğü) hem de yatay yönde (diğer adıyla seyahatin düzlüğü) tanımlanmış bir hareket düzlemidir. Doğruluğun, her iki yönden yaklaşırken hedef konuma ne kadar yaklaşıldığıyla ilgili olduğunu unutmayın.

[Tekrarlanabilirlik]

Tekrarlanabilirlik, bir sistemin birden fazla denemede aynı konuma ne kadar yakından döndüğünü tanımlar. Tekrarlanabilirlik, tek yönlü olarak belirlenebilir; bu, spesifikasyonun konuma aynı yönden yaklaşıldığında geçerli olduğu anlamına gelir veya çift yönlü olup, bu, spesifikasyonun, konuma her iki yönden yaklaşıldığında geçerli olduğu anlamına gelir.

Soru: “Yeni bir doğrusal hareket sistemi tasarlıyorum. Yüksek doğruluk için mi yoksa tekrarlanabilirlik için mi tasarlamalıyım? Yoksa her ikisi 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 miktar 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 sistemin doğruluğunu ve tekrarlanabilirlik özelliklerini etkiler.

Konumlandırma doğruluğunu en üst düzeye çıkarmak için çalışırken, tahrik mekanizması genellikle odak noktası olmalıdır. Bilyalı vidalar genellikle kurşun hatası veya tolerans derecesi sınıflandırmalarıyla belirlenen yüksek konumlandırma doğruluğu için en iyi seçim olarak kabul edilir. Ancak önceden yüklenmiş somunlara ve yüksek hassasiyetli kremayer ve pinyon sistemlerine sahip kurşun vidalar da yüksek konumlandırma doğruluğu sağlama kapasitesine sahiptir. Sistemin esnemesi ve titreşimi konumlandırma doğruluğunu azaltabilir; dolayısıyla montaj yapısının, doğrusal kılavuzun ve bileşenler arasındaki bağlantıların sertliği de yüksek konumlandırma doğruluğu gerektiren sistemler için önemlidir.

Buna karşılık, bir sistemin hareket doğruluğu neredeyse tamamen montaj yapısına ve doğrusal kılavuz sistemine bağlıdır. Çoğu devridaimli doğrusal kılavuz, seyahat sırasında yükseklik, paralellik ve düzlükteki maksimum sapmaları tanımlayan doğruluk sınıfına göre belirlenir. Ancak doğrusal bir kılavuz yalnızca monte edildiği yüzey kadar "doğru" olduğundan montaj yapısı önemli bir faktördür. İşlenmemiş bir tabana veya alüminyum ekstrüzyona "hassas" doğrulukta bir doğrusal kılavuz monte etmek, kılavuzun hareket doğruluğu performansını olumsuz etkiler.

Doğrusal bir sistemin tekrarlanabilirliği öncelikle tahrik mekanizması tarafından belirlenir; yani bir vidanın hatve doğruluğu, diş hatvesi sapması ve kayışın maksimum esnemesi veya kremayer ve pinyon sistemindeki boşluk. Tekrarlanabilirliği iyileştirmenin en iyi yolu, tahrik mekanizmasındaki boşluğu veya boşluğu kaldırmaktır. Bilyalı vidalar genellikle boşluğu ortadan kaldırmak için ön yüklemeyle belirtilir ve birçok kurşun vida tasarımı da sıfır boşluk sunar. Kremayer ve pinyon sistemleri doğası gereği dişli kremayer ile pinyon dişleri arasında boşluk içerir, ancak ikili pinyon ve ayrık pinyon tasarımları bu boşluğu ortadan kaldırır.

Sistemde önemli sıcaklık dalgalanmaları yaşanıyorsa, bileşenlerin termal etkilerden dolayı genleşmesi ve daralması da sistemin tekrarlanabilirliğini azaltabilir. Konumlandırma veya hareket doğruluğundan farklı olarak bir sistemin tekrarlanabilirliği, geri bildirim ve kontrol yoluyla iyileştirilemez. Doğrusal bir sistemin tekrarlanabilirliğini geliştirmenin tek yolu, daha yüksek tekrarlanabilirliğe sahip bir sürücü kullanmaktır.

Bir tasarımcının veya mühendisin doğruluk veya tekrarlanabilirlik konusunda daha fazla endişe duyması gerekip gerekmediği uygulamanın türüne bağlıdır. Alma ve yerleştirme veya montaj gibi konumlandırma uygulamalarında konum doğruluğu ve tekrarlanabilirlik genellikle en kritik faktörlerdir. Ancak dağıtım, kesme veya kaynaklama gibi seyahat sırasında sürecin tekdüzeliği ve doğruluğunun kritik olduğu uygulamalarda, seyahat doğruluğu birincil odak noktası olmalıdır.