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高精度與可重復性哪個重要點?
問:“我正在設計一種新的線性運動系統。我應該將其設計為高精度還是可重復性?或兩者?”
在回答這個問題之前,讓我們來定義直線模組的準確性和可重復性......
準確性
在線性運動中,通常有兩種精度 - 定位精度和行程精度。定位精度指定系統的目標位置與其達到的實際位置之間的差異。移動精度指定發(fā)生的錯誤中移動-換句話說,系統是否行駛在一條直線上,或者它向上和向下或側到另一邊因為它的旅行?
準確性與“真實”或可接受的價值或參考有關。對于定位精度,參考值是目標位置。對于行進精度,參考值是在垂直方向(也稱為行進的平坦度)和水平方向(也稱為行進的直線度)上的限定的運動平面。請注意,精確度與從任一方向接近時目標位置的接近程度有關。
重復性
可重復性定義了系統在多次嘗試中返回到相同位置的緊密程度??芍貜托钥梢灾付閱蜗?,這意味著當從同一方向接近位置時規(guī)范有效,或雙向,這意味著當從任一方向接近位置時規(guī)范有效。
組件選擇和機器設計會影響系統精度和可重復性
線性系統由四個基本組件組成 - 基座或安裝結構,線性導軌(或導軌),驅動機構和電機 - 每個都在系統的精度或可重復性中起一定作用。輔助組件,如聯軸器,連接器,安裝板,傳感器和反饋設備也會影響系統的性能。即使是不易控制的因素,如溫度波動和機器振動,也會影響系統的精度和可重復性規(guī)格。
在努力最大化定位精度時,驅動機構通常應該是焦點區(qū)域。滾珠絲杠通常被認為是高定位精度的最佳選擇,其定位精度由其引導誤差或公差等級,分類指定。但帶有預載螺母和高精度齒條齒輪系統的導螺桿也能夠提供高定位精度。系統的彎曲和振動會降低定位精度,因此安裝結構,線性導軌和部件之間的連接的剛度對于需要高定位精度的系統也很重要。
相比之下,系統的行程精度幾乎完全取決于安裝結構和直線導軌系統。大多數循環(huán)線性導軌由精度等級指定,精確等級定義了行程中高度,平行度和直線度的最大偏差。但是線性導軌僅與其安裝的表面“準確”,因此安裝結構是一個重要因素。將“精確”精度線性導軌安裝到未加工的底座或鋁擠壓件上會使導軌的行程精度性能下降。
影響系統定位和行程精度的可預測的,可測量的因素,例如螺釘導程偏差或異形軌道高度,可以通過反饋和控制系統在一定程度上得到補償。在具有閉環(huán)伺服控制的系統中,選擇低精度機械系統并使用伺服系統通過控制中的誤差映射來提高精度可能更具成本效益。
線性系統的可重復性主要由驅動機構決定 - 即螺桿的導程精度,齒距偏差和皮帶的最大拉伸,或齒條齒輪系統的齒隙。提高可重復性的最佳方法是去除驅動機構中的間隙或間隙。滾珠絲杠通常指定預加載以消除間隙,許多導螺桿設計也提供零間隙。齒輪齒條系統固有地在齒條和小齒輪齒之間存在間隙,但是雙小齒輪和分離小齒輪設計消除了這種間隙。
如果系統經歷顯著的溫度波動,由于熱效應導致的組件膨脹和收縮也會降低系統的可重復性。與定位或行程精度不同,系統的可重復性無法通過反饋和控制得到改善。提高線性系統可重復性的唯一方法是使用具有更高可重復性的驅動器。
設計師或工程師是否應該更關注準確性或可重復性取決于應用的類型。在定位應用中,例如拾取或放置或裝配,位置精度和可重復性通常是最關鍵的因素。但在分配,切割或焊接等應用中,行程過程中的均勻性和準確性至關重要,行程準確性應成為主要關注點。