Doğrusal bir modül tutarlı bir şekilde aynı konuma dönebilir ve yine de komut verilen koordinattan biraz uzakta durabilir. Bu bir çelişki değil. Tekrarlanabilirlik ve konumlandırma doğruluğu, hareketin farklı yönlerini ölçer ve her ikisi de aynı spesifikasyon tablosunda görünebilir.
Bir değerlendirirkendoğrusal modülMühendisler ayrıca boşluk, kayıp hareket, koşu paralelliği ve doğrusallık gibi terimlerle de karşılaşırlar. Bu değerleri değiştirilebilirmiş gibi ele almak, tutarlı performans gösteren ancak gerçek süreç gerekliliklerini karşılamayan bir eksene yol açabilir.
Doğru spesifikasyon göreve bağlıdır. Tekrarlayan alma-ve{-yerleştirme hareketi, kamera incelemesi, dağıtım ve hassas işleme, eksen performansını tam olarak aynı şekilde değerlendirmez.
Çekirdek Farkı
Tekrarlanabilirlikaynı test koşulları altında tekrarlanan hareketlerde modülün aynı konuma ne kadar yakından döndüğünü açıklar.Konumlandırma doğruluğuölçülen hareket boyunca gerçek konumun komut verilen konumla ne kadar yakından uyumlu olduğunu açıklar.
| Şartname | Neyi Ölçer? | Tipik Etki | Neden Önemlidir? |
|---|---|---|---|
| Tekrarlanabilirlik | Tekrar tekrar bir hedef konuma dönerken değişiklik | Boşluk, sürtünme değişimi, kontrol tepkisi, yük ve sıcaklık | Aynı çalışma noktalarında tutarlı döngüler |
| Konumlandırma doğruluğu | Hareket boyunca komut verilen ve gerçek konum arasındaki fark | Lead hatası, kompanzasyon, termal genleşme ve ölçüm referansı | Farklı koordinatlarda mutlak konumu düzeltin |
| Boşluk veya kayıp hareket | Hareket yönü tersine döndüğünde ortaya çıkan konum değişikliği | Somun boşluğu, destek yatakları, kaplin ve bağlantı sertliği | Çift yönlü konumlandırma ve kontur kontrolü |
| Doğruluk koşusu | Tabla hareket ederken yanal veya dikey sapma | Kılavuz yolu doğruluğu, taban geometrisi ve montajı | Yol kalitesi, denetim hizalaması ve takım konumu |
Tekrarlanabilirlik
On kez 200,00 mm'ye gitme komutu verilen bir modülü düşünün. Ölçülen durma konumları sıkı bir şekilde gruplandırılmışsa eksen iyi bir tekrarlanabilirliğe sahiptir. Grup 200,00 mm yerine 199,97 mm'de ortalanmış olabilir ancak küçük yayılma, modülün hareketi tutarlı bir şekilde tekrarladığını gösterir.
Üreticiler tekrarlanabilirliği artı-veya-eksi değer, toplam aralık veya istatistiksel değer olarak ifade edebilir. Bu formatlar otomatik olarak eşdeğer değildir. Bu nedenle ±0,01 mm'lik bir değer, başka bir katalogda basılan her değerle doğrudan karşılaştırmak yerine, belirtilen test yöntemiyle birlikte yorumlanmalıdır.
Tekrarlanabilirlik, bir eksen sınırlı sayıda öğretilen konumu yeniden ziyaret ettiğinde özellikle önemlidir. Tipik örnekler arasında bileşen yükleme, vidalama, etiketleme, dağıtım ve sensör konumlandırma yer alır. Tekrarlanan bir noktadaki ofset kalibre edilebiliyorsa tutarlılık, mutlak hareket doğruluğundan daha önemli olabilir.
Konumlandırma Doğruluğu
Konumlandırma doğruluğu, komut verilen koordinatı, darbe boyunca birden fazla konumda ölçülen koordinatla karşılaştırır. Bir modül, bir ucun yakınındaki hedefe yakın olabilir ve hareket boyunca giderek daha büyük bir konum hatası geliştirebilir.
Bilyalı vidayla tahrik edilen bir eksende ana kaynaklardan biri hat hatasıdır. Vida devri başına gerçek hareket nominal ilerlemeden biraz farklıysa, fark mesafeyle birlikte birikir. Bu nedenle bir konumlandırma doğruluğu değeri, her modül uzunluğu için sınırsız bir değer yerine, örneğin 300 mm başına tanımlanmış bir hareket üzerinden belirtilebilir.
Konumlandırma doğruluğu, makinenin tamamı ayrı ayrı öğretilemeyen veya düzeltilemeyen birçok koordinata ulaşması gerektiğinde önemlidir. Ölçüm ekipmanı, çok-konumlu delme, elektronik montaj ve işleme süreçleri genellikle tüm çalışma stroku boyunca mutlak konuma daha fazla dikkat edilmesini gerektirir.
İyi Tekrarlanabilirlik, Farklı Doğruluk
Aşağıdaki basitleştirilmiş örnek, iki spesifikasyonun neden birbirinin yerine kullanılmaması gerektiğini göstermektedir.
| Komuta Edilen Pozisyon | Tekrarlanan Ölçümler | Tercüme |
|---|---|---|
| 100,00mm | 99,99, 100,00, 99,99 mm | Küçük yayılma ve küçük konum hatası |
| 300,00 mm | 299,95, 299,96, 299,95 mm | Hala tekrarlanabilir, ancak mutlak hata arttı |
| 500,00 mm | 499,91, 499,92, 499,91 mm | İyi gruplama birikmiş seyahat hatasını ortadan kaldırmaz |
Bu örnekte ölçülen konumlar her hedefte birbirine yakın kalır, dolayısıyla tekrarlanabilirlik iyidir. Ancak, komut verilen konum ile gerçek konum arasındaki fark vuruş boyunca büyür. Kalibrasyon veya kontrolör dengelemesi sistematik bir hatayı azaltabilir ancak dengeleme, döngüden döngüye değişen dengesiz mekanik davranışı düzeltemez.
Boşluk ve Kayıp Hareket
Boşluk genellikle mekanik bir şanzımandaki açıklığı tanımlamak için kullanılır. Hareket kaybı, vida-somun açıklığı, elastik deformasyon, destek-yatak hareketi, bağlantı sarma-yukarı ve eksen yön tersine döndüğünde eklem deformasyonunu içerebilen daha geniş ölçülmüş bir etkidir.
Bir modül, her hedefe aynı yönden yaklaşıldığında, aynı hedeflere her iki yönden yaklaşıldığından daha iyi tekrarlanabilirlik gösterebilir. Aradaki fark, ters davranışın sonuca katkıda bulunduğunu gösterir.
Önceden yüklenmişvidalıeksenel boşluğu azaltabilir ve sertliği artırabilir. Gevşek destek yataklarını, uygun olmayan kaplini, esnek braketleri veya aktarma organlarının herhangi bir yerindeki kötü montajı telafi edemez.
Doğruluk ve Koşu Paralelliği
Konumlandırma değerleri, komut verilen eksen boyunca konumu tanımlar. Hareketli tablanın her geometrik hatasını açıklamazlar. Bir taşıyıcı, amaçlanan çizgiden yanlara doğru veya dikey olarak uzaklaşırken doğru X koordinatına ulaşabilir.
Düzlükte koşmak, düz bir yoldan sapmayı tanımlar. Koşu paralelliği genellikle hareketli yüzeyin belirli bir referans yüzeyine göre nasıl davrandığını açıklar. Bu değerler kılavuz yoluna, modül gövdesine, montaj tabanına, montaj doğruluğuna ve ölçüm yöntemine bağlıdır.
Bu ayrım kamera tarama, lazer işleme, hassas dağıtım ve incelemede önemlidir. Bu uygulamalarda, yanal veya dikey yol hatası proses sonucunu etkilemeye devam ederken bir eksen enkoder konumunu tekrarlayabilir.
Ana Etkileyen Faktörler
| Faktör | Tekrarlanabilirlik | Konumlandırma Doğruluğu | Geometrik Hareket |
|---|---|---|---|
| Bilyalı vida kurşun hatası | Tekrarlanan bir noktada sınırlı etki | İnme üzerinde büyük etki | Genellikle sınırlı doğrudan etki |
| Tepki ve uyumluluk | Yön değişiklikleri sırasında önemli | Çift yönlü konum farklılıkları yaratır | Masa tutum değişikliğine izin verebilir |
| Kılavuz yolu ve taban geometrisi | Sürtünme değişimine neden olabilir | Yerel konum bozukluğu yaratabilir | Doğruluk ve paralellik üzerinde büyük etki |
| Motor, kodlayıcı ve kontrol | Durdurma tutarlılığını etkiler | Komut izlemeyi ve telafiyi etkiler | Mekanik yol geometrisi tek başına düzeltilemez |
| Sıcaklık | Sistem ısındıkça sonuçları değiştirir | Termal genleşme seyahati değiştirir | Düzensiz ısıtma yapıyı bozabilir |
| Yük ve asılı kalma momenti | Sürtünmeyi ve yerleşmeyi değiştirebilir | Yüke-bağlı yer değiştirmeye neden olur | Taşıyıcıyı eğebilir veya saptırabilir |
Ölçüm Koşulları
Bir spesifikasyon değeri yalnızca test koşulları anlaşıldığında anlamlıdır. Strok uzunluğu, hedef konumlar, yaklaşma yönü, döngü sayısı, seyahat hızı, yük, ısınma durumu-, montaj yöntemi ve ölçüm cihazının tamamı sonucu etkileyebilir.
Tekrarlanabilirlik testi için modül normalde birkaç kez uzaklaştırılır ve tanımlanmış hedef konumlara geri döndürülür. Çift yönlü test daha zorludur çünkü aynı zamanda ters etkileri de ortaya çıkarır. Konumlandırma doğruluğu için, gerçek konum birden fazla konumda ölçülür ve belirtilen hareket boyunca komut verilen konumla karşılaştırılır.
Kodlayıcı konumu otomatik olarak gerçek tabla konumu olarak değerlendirilmemelidir. Bir motor kodlayıcı motorun dönüşünü doğrular ancak motor ile taşıyıcı arasındaki mekanik hatalar devam edebilir. Hareketli tabladaki harici ölçüm, monte edilen eksenin daha eksiksiz bir değerlendirmesini sağlar.
Uygulama Öncelikleri
| Başvuru | Birincil Endişe | Ek Endişe |
|---|---|---|
| Seç ve yerleştir | Öğretilen pozisyonlarda tekrarlanabilirlik | Yerleşme süresi ve yük değişimi |
| dağıtım | Tekrarlanabilirlik ve yol tutarlılığı | Doğruluk ve hız kararlılığı |
| Görüş denetimi | Konumlandırma doğruluğu ve düzlüğü | Titreşim ve yerleşme süresi |
| Çok-konumlu montaj | Çalışma stroku boyunca doğruluk | Çift yönlü kayıp hareket |
| Hafif işleme | Doğruluk, sertlik ve boşluk | Termal stabilite ve yük sapması |
Modül Spesifikasyonunu Okumak
Bir modülün ±0,01 mm tekrarlanabilirlik, 300 mm başına ±0,05 mm konumlandırma doğruluğu, 0,02 mm'den fazla olmayan boşluk ve 300 mm başına 0,03 mm çalışma düzlüğü listelediğini varsayalım. Bu değerler dört ayrı sınırı tanımlar:
- Tekrarlanan döngüler sırasında modül aynı hedefe yakın bir şekilde dönebilir.
- Hareket arttıkça gerçek koordinat hala komuttan farklı olabilir.
- Yönün tersine çevrilmesi ek bir konum değişikliğine neden olabilir.
- Tablo, eksenel koordinatı doğru olsa bile yanal veya dikey olarak sapabilir.
Yukarıdaki dört sayısal değer, evrensel ürün özelliklerinden ziyade açıklama amaçlıdır. Gerçek değerler belirli bir modül boyutuna, stroka, sürücü tipine, doğruluk derecesine, yüke ve test yöntemine bağlı olmalıdır.
Çözüm
Tekrarlanabilirlik, doğrusal bir modülün tutarlı bir şekilde aynı konuma dönüp dönemeyeceğini yanıtlar. Konumlandırma doğruluğu, gerçek konumun hareket boyunca komut verilen koordinatla uyumlu olup olmadığını yanıtlar. Boşluk, tersine dönme davranışını tanımlarken, düzlük ve paralellik, hareketli tablanın geometrik yolunu tanımlar.
Tek bir değer, bir modülün tam performansını temsil etmez. Güvenilir bir değerlendirme makine süreciyle başlar, hangi hatanın sonucu doğrudan etkilediğini belirler ve ardından uyumlu koşullar altında ölçülen özellikleri karşılaştırır. Bu, güçlü bir tekrarlanabilirlik rakamının tam-darbe doğruluğu ile karıştırılmasını önler.
Referanslar
- ISO 230-2, Takım Tezgahları için Test Kodu - Sayısal Olarak Kontrol Edilen Eksenlerin Konumlandırılmasının Doğruluğunun ve Tekrarlanabilirliğinin Belirlenmesi.
- ISO 3408-3, Bilyalı Vidalar - Kabul Koşulları ve Kabul Testleri.
Belirli bir hareket gereksinimi için doğrusal modülün değerlendirilmesinde yardıma mı ihtiyacınız var?
DLY, uygulamanız için uygun tahrik, strok, yük, hız ve doğruluk düzeyinin doğrulanmasına yardımcı olabilir.
