معلمة رئيسية لنظام الحركة الخطية

توجد طرق عديدة لتصنيف أداء أجهزة تحديد المواقع الخطية، مثل براغي الكرات والأحزمة وأنظمة التروس المسننة، لكن المصطلحات قد تكون مُربكة. يُستخدم مصطلحا الدقة والتكرارية، وهما الأكثر شيوعًا، غالبًا بشكل مُتبادل. فعندما يُقال إن برغي الكرات دقيق جدًا، قد يُقصد به أنه قابل للتكرار. في الواقع، الدقة والتكرارية ليستا مرتبطتين. فقد يكون النظام دقيقًا جدًا ولكنه غير قابل للتكرار، أو العكس. إليك الفرق...

【دقة】

التعريف الرسمي للدقة هو "مدى تطابق القياس أو الحساب أو المواصفات مع القيمة أو المعيار الصحيح أو المعروف". وفيما يتعلق بنظام الحركة الخطية، يمكن اعتبار ذلك مدى تطابق الموضع النهائي مع الموضع المطلوب. لذا، إذا أمرنا نظام التروس المسننة بالتحرك مسافة 535 مم، فإن دقته تُحدد بمدى اقترابه من تحقيق هذه المسافة. ولكن ما مدى دقته؟ يعتمد ذلك على هامش الخطأ المقبول. إذا كان التطبيق يسمح بنتيجة 535 مم ± 2 مم، فما دام لولب الكرة يحقق موضعًا بين 533 و537 مم، فيمكن اعتباره دقيقًا.

تتأثر الدقة بشكل كبير بالعوامل الميكانيكية مثل الخلوص، و"الالتواء" (نقص الصلابة الالتوائية)، وانثناء المكونات. أما من الناحية الكهربائية، فيمكن أن يؤثر عرض نطاق نظام التحكم ودقة نظام القياس (المشفر أو المحلل) على دقة حركة المحرك، حيث أن هذه المكونات مسؤولة عن إصدار الأوامر وقراءة وتصحيح الموضع الفعلي للنظام.

【إمكانية التكرار】

التكرارية هي قدرة آلية الحركة على العودة إلى نفس الموضع عدة مرات في ظل ظروف متطابقة. يمكن تعريف التكرارية بأنها أحادية الاتجاه، حيث يتم الوصول إلى النقطة دائمًا من نفس الاتجاه، أو ثنائية الاتجاه، حيث يمكن الوصول إلى النقطة من أي اتجاه. على عكس الدقة، التي تُعتبر نسبية إلى حد ما وتعتمد على متطلبات التطبيق، فإن التكرارية قيمة مطلقة. على سبيل المثال، يمكن وصف لولب كروي بأنه قابل للتكرار بدقة ± 10 ميكرون. وكما يمكن أن يكون النظام دقيقًا ولكنه غير قابل للتكرار، فإنه يمكن أن يكون قابلًا للتكرار ولكنه غير دقيق. على سبيل المثال، إذا كانت الحركة المحددة 535 مم ± 2 مم، وتحرك النظام باستمرار إلى 537.5 مم خلال عدة محاولات، فهو قابل للتكرار ولكنه غير دقيق.

تتركز معظم العوامل المؤثرة على قابلية التكرار في ميكانيكا نظام القيادة، مثل الخلوص في نظام الترس والجريدة المسننة، أو انحراف لولب الكرات. كما تتأثر قابلية التكرار بتغيرات النظام، كالتمدد أو الانكماش الناتج عن تقلبات درجة الحرارة. في حين يمكن تعويض الدقة من خلال برمجة مضخم القيادة ووحدة التحكم، إلا أن قابلية التكرار لا يمكن تعويضها عادةً.