Понимание повторяемости, её причин и влияния на производительность системы линейного перемещения крайне важно для определения требуемых характеристик в конкретной области применения, а также для выбора соответствующих компонентов. В идеале система перемещения многократно и последовательно перемещает груз в заданную целевую точку с определённой степенью допуска или неопределённости. В данном случае термин «повторяемость» означает, насколько близки эти перемещения друг к другу. Факторы, влияющие на повторяемость, включают трение системы, жёсткость на кручение, нагрузку, ускорение, люфт и характеристики перемещения.
Повторяемость, самый фундаментальный стандарт производительности системы, определяет вариацию в серии перемещений или, более аналитически, ширину дисперсии вокруг среднего значения для значительного числа попыток позиционирования. Повторяемость, статистическое качество, обычно определяется для нормального распределения шириной дисперсии, соответствующей числу стандартных отклонений. Обычно указывается повторяемость в три стандартных отклонения (3 сигма). Рассмотрим, например, позиционер с характеристикой повторяемости 0,0001 дюйма. Для 3 сигм любая серия идентичных перемещений попадает в ширину дисперсии 0,0001 дюйма с достоверностью 99,74%. Для сравнения, 2 сигмы равны 95,44% достоверности, в то время как 6 сигм соответствуют доверительному интервалу 99,9997%. Часто системы движения должны демонстрировать только постоянство или минимальную изменчивость. Более высокие уровни точности не требуются. В таких случаях повторяемость является единственным атрибутом, необходимым для удовлетворения требования точности. Повторяемость является двунаправленной, при этом однонаправленная повторяемость определяет производительность для подходов только с одной стороны цели. На нее влияют непостоянное статическое трение (т. е. трение сцепления) и степень жесткости на кручение в трансмиссии. Трение сцепления приводит к движениям, характеризующимся скачком срыва при приложении силы для начала движения: Недостаточная жесткость на кручение вызывает скручивание, которое представляет собой входное движение без соответствующего выходного смещения. Двунаправленная повторяемость определяет производительность для подходов с любой стороны цели. Высокого уровня однонаправленной повторяемости относительно легко достичь, поскольку люфт, движение, потерянное при обратном движении, которое способствует двунаправленной повторяемости, не влияет на однонаправленное движение. Конечно, приближение к целям с одного направления жертвует временем выполнения. Двунаправленная повторяемость более требовательна.
Высокая степень двунаправленной повторяемости предполагает высокий уровень однонаправленной повторяемости. Допуски между элементами привода, такими как ходовые винты/гайки, зубчатые передачи и многокомпонентные муфты, должны тщательно контролироваться, а предварительные натяги должны регулироваться для ограничения люфта, который можно считать механической мёртвой зоной в системе движения. В программируемых системах движения конструкторы могут устранить люфт, выполняя небольшие пошаговые перемещения перед выполнением обычных перемещений в заданном направлении. Минимизация количества взаимодействующих элементов привода или люфта (или люфта) между компонентами (который возникает по мере износа компонентов) также уменьшает люфт. В катаных шарико-винтовых передачах люфт обычно составляет менее 0,001 дюйма (0,01 дюйма). Для сравнения, для высокоточных шлифованных шарико-винтовых передач люфт составляет менее 0,0001 дюйма (0,0001 дюйма). Когда требуются высокая производительность и максимальная производительность, обычно требуется также двунаправленная повторяемость.
Время публикации: 19 ноября 2018 г.