Lineáris modul ismételhetőség vs pozicionálási pontosság: mit jelentenek a specifikációk?

A lineáris modul következetesen visszatérhet ugyanabba a pozícióba, és még mindig kissé távolabb állhat a parancsolt koordinátától. Ez nem ellentmondás. Az ismételhetőség és a pozicionálási pontosság a mozgás különböző aspektusait méri, és mindkettő megjelenhet ugyanabban a specifikációs táblázatban.

Értékelésekor alineáris modul, a mérnökök olyan kifejezésekkel is találkoznak, mint a holtjáték, az elveszett mozgás, a futó párhuzamosság és az egyenesség. Ha ezeket az értékeket felcserélhetőként kezeljük, az olyan tengelyhez vezethet, amely egyenletesen működik, de nem felel meg a tényleges folyamatkövetelménynek.

A pontos specifikáció a feladattól függ. Az ismétlődő kiválasztás-és-elhelyezés, a kameraellenőrzés, az adagolás és a precíziós megmunkálás nem pontosan ugyanúgy értékeli a tengely teljesítményét.

Alapvető különbség

Ismételhetőségleírja, hogy a modul milyen közel áll vissza ugyanabba a pozícióba az ismételt mozgások során ugyanazon tesztkörülmények között.Pozícionálási pontosságleírja, hogy a tényleges pozíció mennyire egyezik a parancsolt pozícióval a mért út mentén.

Ismételhetőség

Tekintsünk egy modult, amely tízszer 200,00 mm-re mozog. Ha a mért megállási pozíciók szorosan csoportosítva maradnak, akkor a tengely jó megismételhetőségű. A csoport középpontja lehet 199,97 mm, nem pedig 200,00 mm, de a kis távolság azt mutatja, hogy a modul következetesen megismétli a mozgást.

A gyártók az ismételhetőséget plusz{0}}vagy-mínusz értékként, teljes tartományként vagy statisztikai értékként is kifejezhetik. Ezek a formátumok nem egyenértékűek automatikusan. A ±0,01 mm-es értéket ezért a megadott vizsgálati módszerrel együtt kell értelmezni, nem pedig közvetlenül összehasonlítani egy másik katalógusban nyomtatott minden értékkel.

Az ismételhetőség különösen fontos, ha egy tengely korlátozott számú betanított pozíciót ismétel meg. Tipikus példák közé tartozik az alkatrészek betöltése, a csavarozás, a címkézés, az adagolás és az érzékelő elhelyezése. Ha egy ismétlődő pont eltolása kalibrálható, akkor a konzisztencia többet jelenthet, mint az abszolút utazási pontosság.

Pozícionálási pontosság

A pozicionálási pontosság összehasonlítja a parancsolt koordinátát a mért koordinátával a körvonal több pontján. Előfordulhat, hogy egy modul az egyik vége közelében van a cél közelében, és fokozatosan nagyobb pozícióhibát fejleszt ki az út mentén.

A golyóscsavar által hajtott tengelyben az egyik fő forrás az ólomhiba. Ha a csavarfordulatonkénti tényleges út kissé eltér a névleges vezetéktől, a különbség a távolsággal halmozódik. Ezért lehet megadni egy pozicionálási pontossági értéket egy meghatározott útra, például 300 mm-re, ahelyett, hogy minden modulhosszra egy korlátlan érték lenne.

A pozicionálási pontosság akkor számít, ha a gépnek sok olyan koordinátát kell elérnie, amelyek mindegyike nem tanítható meg vagy nem javítható egyenként. A mérőberendezések, a több-pozíciós fúrás, az elektronikus szerelési és megmunkálási folyamatok általában nagyobb figyelmet igényelnek az abszolút pozícióra a teljes munkalöket során.

Jó ismételhetőség, eltérő pontosság

A következő egyszerűsített példa bemutatja, hogy a két specifikáció miért nem helyettesíthető egymással.

Ebben a példában a mért pozíciók minden célpontnál közel maradnak egymáshoz, így az ismételhetőség jó. A vezényelt és a tényleges pozíció közötti különbség azonban a löket során nő. A kalibrálás vagy a vezérlő kompenzációja csökkentheti a szisztematikus hibákat, de a kompenzáció nem tudja korrigálni a ciklusról ciklusra változó instabil mechanikai viselkedést.

Visszacsapás és Lost Motion

A holtjátékot gyakran használják a mechanikus sebességváltó hézagának leírására. A mozgáskiesés egy tágabb mért hatás, amely magában foglalhatja a csavar-anya hézagát, a rugalmas deformációt, a támasztó-csapágy mozgását, a tengelykapcsoló feltekercselését- és az ízület deformációját, amikor a tengely megfordul.

Egy modul jobb megismételhetőséget mutathat, ha minden célpontot ugyanabból az irányból közelítenek meg, mint amikor ugyanazt a célpontot mindkét irányból közelítik meg. A különbség azt jelzi, hogy a fordított viselkedés hozzájárul az eredményhez.

Egy előre feltöltöttgolyós csavarcsökkentheti az axiális hézagot és növelheti a merevséget. Nem tudja kompenzálni a meglazult támasztócsapágyakat, a nem megfelelő tengelykapcsolót, a rugalmas konzolokat vagy a hajtásláncban máshol előforduló rossz összeszerelést.

Egyenesség és futási párhuzamosság

A pozicionálási értékek a parancsolt tengely mentén történő elhelyezkedést írják le. Nem írják le a mozgóasztal minden geometriai hibáját. Egy kocsi elérheti a megfelelő X koordinátát, miközben oldalra vagy függőlegesen elmozdul a tervezett vonaltól.

A futási egyenesség az egyenes úttól való eltérést írja le. A futó párhuzamosság általában azt írja le, hogy a mozgó felület hogyan viselkedik egy meghatározott referenciafelülethez képest. Ezek az értékek a vezetővonaltól, a modultesttől, a rögzítési alaptól, az összeszerelés pontosságától és a mérési módszertől függenek.

Ez a megkülönböztetés fontos a kamerás szkennelés, a lézeres feldolgozás, a precíziós adagolás és az ellenőrzés során. Ezekben az alkalmazásokban egy tengely megismételheti a kódoló pozícióját, miközben az oldalirányú vagy függőleges pályahiba továbbra is befolyásolja a folyamat eredményét.

Fő befolyásoló tényezők

Mérési feltételek

Egy specifikációs érték csak akkor értelmes, ha a vizsgálati feltételeit megértjük. A lökethossz, a célhelyek, a megközelítés iránya, a ciklusok száma, a haladási sebesség, a hasznos teher, a bemelegítési állapot, a rögzítési mód és a mérőműszer egyaránt befolyásolhatja az eredményt.

Az ismételhetőség teszteléséhez a modult általában többször elmozdítják és visszahelyezik a meghatározott célpozíciókra. A kétirányú tesztelés igényesebb, mert fordított hatásokat is feltár. A pozicionálási pontosság érdekében a tényleges pozíciót több helyen mérik, és összehasonlítják a vezényelt pozícióval egy meghatározott út során.

A kódoló pozícióját nem szabad automatikusan a valódi táblázatpozícióként kezelni. A motorjeladó megerősíti a motor forgását, de a motor és a kocsi között mechanikai hibák maradhatnak. A mozgóasztalnál végzett külső mérés teljesebb kiértékelést biztosít az összeszerelt tengelyről.

Alkalmazási prioritások

Modulspecifikáció olvasása

Tegyük fel, hogy egy modul ±0,01 mm-es ismételhetőséget, ±0,05 mm/300 mm-es pozicionálási pontosságot, 0,02 mm-nél nem nagyobb holtjátékot és 0,03 mm-es futási egyenességet 300 mm-enként sorol fel. Ezek az értékek négy különálló határértéket írnak le:

• A modul ismételt ciklusok során közel visszatérhet ugyanahhoz a célhoz.
• A tényleges koordináta továbbra is eltérhet a parancstól, ahogy az utazás növekszik.
• Az irány megfordítása további helyzetváltozást eredményezhet.
• A táblázat oldalirányban vagy függőlegesen eltérhet akkor is, ha a tengely koordinátája helyes.

A fenti négy számérték inkább illusztráció, semmint univerzális termékleírás. A valós értékeket egy adott modulmérethez, lökethez, hajtástípushoz, pontossági fokozathoz, hasznos teherhez és vizsgálati módszerhez kell kötni.

Következtetés

Az ismételhetőség arra ad választ, hogy egy lineáris modul folyamatosan visszatérhet-e ugyanabba a pozícióba. A pozicionálási pontosság választ ad arra, hogy a tényleges pozíció megegyezik-e a parancsolt koordinátákkal az egész utazás során. A holtjáték a fordított viselkedést, míg az egyenesség és a futó párhuzamosság a mozgó asztal geometriai útját írja le.

Egyetlen érték sem jelenti egy modul teljes teljesítményét. A megbízható értékelés a gépi folyamattal kezdődik, azonosítja, melyik hiba befolyásolja közvetlenül az eredményt, majd összehasonlítja a kompatibilis körülmények között mért specifikációkat. Ez megakadályozza, hogy az erős ismételhetőségi értéket összetévessze a teljes-löketpontossággal.

Hivatkozások

1. ISO 230-2, Szerszámgépek tesztkódja – Numerikusan vezérelt tengelyek pozicionálása pontosságának és megismételhetőségének meghatározása.
2. ISO 3408-3, Golyós csavarok – Átvételi feltételek és átvételi tesztek.

← Vissza (DLY Blog).