פרמטר מפתח של מערכת תנועה ליניארית

ישנן דרכים רבות לסווג את הביצועים של התקני מיקום ליניאריים כגון ברגי כדור, רצועות ומערכות מתלה וגלגל שיניים, אך המינוח יכול לבלבל. שני המונחים הנפוצים ביותר, דיוק וחזרתיות, משמשים לעתים קרובות לסירוגין. כאשר מישהו אומר שבורג כדור הוא מדויק מאוד, הוא עשוי להתכוון שהוא ניתן לחזרה. למעשה, דיוק וחזרתיות אינם קשורים זה לזה. מערכת יכולה להיות מדויקת מאוד אך לא ניתנת לחזרה במיוחד, או להיפך. הנה ההבדל...

【דִיוּק】

ההגדרה הפורמלית של דיוק היא "המידה שבה מדידה, חישוב או מפרט תואמים את הערך או התקן הנכונים או הידועים". ביחס למערכת הנעה ליניארית, ניתן לפרש זאת כמידה שבה המיקום הסופי תואם את המיקום שנקבע. לכן, אם אנו מצווים על מערכת מתלה וגלגל שיניים לנוע 535 מ"מ, הדיוק שלה נקבע על ידי מידת ההתאמה שלה לתנועה של 535 מ"מ. אבל עד כמה זה מדויק? זה תלוי בכמות השגיאה שאתה מסוגל לקבל. אם היישום יאפשר תוצאה של 535 מ"מ ±2 מ"מ, אז כל עוד בורג הכדור מגיע למיקום שבין 533 ל-537 מ"מ, ניתן לראות בו מדויק.

הדיוק מושפע בעיקר מגורמים מכניים כגון תנועה אחורית (backlash), "windup" (חוסר קשיחות פיתול) וכיפוף של רכיבים. בצד החשמלי, רוחב הפס של מערכת הבקרה והרזולוציה של מערכת המדידה (מקודד או רזולוטור) יכולים גם הם להשפיע על דיוק תנועת ההינע, מכיוון שרכיבים אלה אחראים על בקרת, קריאה ותיקון המיקום בפועל של המערכת.

【הֲדִירוּת】

חזרתיות היא היכולת של מנגנון הנעה לחזור לאותו מיקום מספר פעמים בתנאים זהים. חזרתיות יכולה להיות מוגדרת כחד-כיוונית, שבה הנקודה תמיד ניגשת מאותו כיוון, או דו-כיוונית, שבה ניתן לגשת לנקודה משני הכיוונים. בניגוד לדיוק, שהוא סובייקטיבי במידה מסוימת בהתאם לדרישות היישום, חזרתיות היא ערך מוחלט. לדוגמה, ניתן לתאר בורג כדורי כבעל יכולת חזרתיות עד ± 10 מיקרון. כשם שמערכת יכולה להיות מדויקת אך לא ניתנת לחזרתיות, היא יכולה להיות גם ניתנת לחזרתיות אך לא מדויקת. לדוגמה, אם התנועה שצוינה היא 535 מ"מ ± 2 מ"מ, והמערכת נעה באופן עקבי ל-537.5 מ"מ במשך מספר ניסיונות, היא ניתנת לחזרתיות, אך לא מדויקת.

הגורמים המשפיעים ביותר על חזרתיות נמצאים במכניקה של מערכת ההינע: חופש פעולה במערכת מתלה וגלגל שיניים או סטייה מההברגה של הברגות הבורג הכדוריות. חזרתיות יכולה להיות מושפעת גם משינויים במערכת, כגון התרחבות או התכווצות של רכיבים עקב תנודות טמפרטורה. בעוד שניתן לפצות על דיוק על ידי תכנות בתוך מגבר ההינע והבקרה, חזרתיות בדרך כלל לא יכולה להיות כזו.