Komponenttien valinta ja koneen suunnittelu vaikuttavat järjestelmän tarkkuuteen ja toistettavuuteen.

Ennen kuin vastaamme tähän kysymykseen, määritellään lineaaristen järjestelmien tarkkuus ja toistettavuus.

【Tarkkuus】

Lineaarisessa liikkeessä tarkkuus voidaan jakaa kahteen yleisesti luokkaan: paikannustarkkuuteen ja liiketarkkuuteen. Paikannustarkkuus määrittää järjestelmän tavoiteasennon ja sen saavuttaman todellisen sijainnin välisen eron. Liiketarkkuus määrittää liikkeen aikana esiintyvät virheet – toisin sanoen, liikkuuko järjestelmä suorassa linjassa vai liikkuuko se ylös ja alas tai sivulta toiselle liikkuessaan?

Tarkkuus annetaan suhteessa "todelliseen" tai hyväksyttyyn arvoon tai referenssiin. Paikannustarkkuuden referenssiarvo on kohdeasento. Liiketarkkuuden referenssiarvo on määritelty liiketaso sekä pystysuunnassa (eli liikkeen tasaisuus) että vaakasuunnassa (eli liikkeen suoruus). Huomaa, että tarkkuus liittyy siihen, kuinka lähelle kohdeasentoa saavutetaan lähestyttäessä kummastakin suunnasta.

【Toistettavuus】

Toistettavuus määrittää, kuinka tarkasti järjestelmä palaa samaan asemaan useiden yritysten aikana. Toistettavuus voidaan määrittää joko yksisuuntaiseksi, mikä tarkoittaa, että määritys on pätevä, kun asemaan lähestytään samasta suunnasta, tai kaksisuuntaiseksi, mikä tarkoittaa, että määritys on pätevä, kun asemaan lähestytään kummastakin suunnasta.

Kysymys: ”Suunnittelen uutta lineaariliikejärjestelmää. Pitäisikö minun suunnitella se suurta tarkkuutta vai toistettavuutta silmällä pitäen? Vai molempia?”

Lineaarijärjestelmät koostuvat neljästä peruskomponentista – pohjasta tai kiinnitysrakenteesta, lineaariohjaimesta (tai -ohjaimista), käyttömekanismista ja moottorista – ja jokaisella näistä on jonkinlainen rooli järjestelmän tarkkuudessa tai toistettavuudessa. Myös toissijaiset komponentit, kuten kytkimet, liittimet, kiinnityslevyt, anturit ja takaisinkytkentälaitteet, vaikuttavat järjestelmän suorituskykyyn. Ja jopa tekijät, joita ei ole helppo hallita, kuten lämpötilanvaihtelut ja koneen tärinät, vaikuttavat järjestelmän tarkkuuteen ja toistettavuuteen.

Paikannustarkkuuden maksimoimiseksi on tyypillisesti keskityttävä käyttömekanismiin. Kuularuuvit tunnustetaan yleisesti parhaaksi valinnaksi korkean paikannustarkkuuden saavuttamiseksi, joka määritetään niiden nousuvirheen eli toleranssiluokan mukaan. Mutta myös esijännitetyillä muttereilla varustetut johtoruuvit ja tarkat hammastanko- ja hammaspyöräjärjestelmät pystyvät tarjoamaan korkean paikannustarkkuuden. Järjestelmän taipuminen ja tärinä voivat heikentää paikannustarkkuutta, joten kiinnitysrakenteen, lineaarijohteen ja komponenttien välisten liitosten jäykkyys on myös tärkeää järjestelmissä, jotka vaativat suurta paikannustarkkuutta.

Järjestelmän liiketarkkuus on sitä vastoin lähes kokonaan riippuvainen kiinnitysrakenteesta ja lineaarijohdejärjestelmästä. Useimmat kiertävät lineaarijohteet on määritelty tarkkuusluokan mukaan, joka määrittelee suurimmat sallitut poikkeamat korkeudessa, yhdensuuntaisuudessa ja suoruudessa ajon aikana. Lineaarijohde on kuitenkin vain yhtä "tarkka" kuin pinta, johon se on kiinnitetty, joten kiinnitysrakenne on tärkeä tekijä. "Tarkkuus"-lineaarijohteen asentaminen työstämättömään alustaan ​​tai alumiiniprofiiliin heikentää johteen liiketarkkuutta.

Lineaarisen järjestelmän toistettavuus määräytyy ensisijaisesti käyttömekanismin mukaan – eli ruuvin nousutarkkuuden, hihnan hammasjaon poikkeaman ja suurimman venymän tai hammastanko- ja vetopyöräjärjestelmän välyksen mukaan. Paras tapa parantaa toistettavuutta on poistaa välys eli välys käyttömekanismista. Kuularuuveissa on usein esijännitys välyksen poistamiseksi, ja monet johtoruuvimallit tarjoavat myös olemattoman välyksen. Hammastanko- ja vetopyöräjärjestelmissä on luonnostaan ​​välys hammastangon ja vetopyörän hampaiden välillä, mutta kaksois- ja halkiovetoisissa vetopyörämalleissa tämä välys poistetaan.

Jos järjestelmässä esiintyy merkittäviä lämpötilanvaihteluita, komponenttien laajeneminen ja supistuminen lämpövaikutusten vuoksi voi myös heikentää järjestelmän toistettavuutta. Toisin kuin paikannus- tai liiketarkkuutta, järjestelmän toistettavuutta ei voida parantaa takaisinkytkennällä ja ohjauksella. Ainoa tapa parantaa lineaarisen järjestelmän toistettavuutta on käyttää käyttöä, jolla on suurempi toistettavuus.

Se, pitäisikö suunnittelijan vai insinöörin olla enemmän kiinnostunut tarkkuudesta vai toistettavuudesta, riippuu sovelluksen tyypistä. Paikannussovelluksissa, kuten poiminnassa ja sijoittelussa tai kokoonpanossa, paikannustarkkuus ja toistettavuus ovat usein kriittisimpiä tekijöitä. Mutta sovelluksissa, kuten annostelussa, leikkauksessa tai hitsauksessa, joissa prosessin tasaisuus ja tarkkuus ajon aikana ovat kriittisiä, ajon tarkkuuden tulisi olla ensisijainen painopiste.