Bileşen seçimi ve makine tasarımı, sistemin doğruluğunu ve tekrarlanabilirliğini etkiler.

Bu soruyu yanıtlamadan önce, doğrusal sistemler için doğruluk ve tekrarlanabilirlik kavramlarını tanımlayalım.

【Kesinlik】

Doğrusal harekette, genel olarak iki doğruluk kategorisi vardır: konumlandırma doğruluğu ve hareket doğruluğu. Konumlandırma doğruluğu, sistemin hedef konumu ile ulaştığı gerçek konum arasındaki farkı belirtir. Hareket doğruluğu ise hareket sırasında meydana gelen hataları belirtir; başka bir deyişle, sistem düz bir çizgide mi hareket eder, yoksa hareket ederken yukarı-aşağı veya yana doğru mu hareket eder?

Doğruluk, "gerçek" veya kabul edilmiş bir değer veya referansa göre verilir. Konumlandırma doğruluğu için referans değer hedef konumdur. Hareket doğruluğu için referans değer, hem dikey yönde (yani hareketin düzlüğü) hem de yatay yönde (yani hareketin doğrultusuna) tanımlanmış bir hareket düzlemidir. Doğruluğun, her iki yönden yaklaşırken hedef konuma ne kadar yakın ulaşıldığıyla ilgili olduğunu unutmayın.

【Tekrarlanabilirlik】

Tekrarlanabilirlik, bir sistemin birden fazla denemede aynı konuma ne kadar yakın bir şekilde geri döndüğünü tanımlar. Tekrarlanabilirlik, tek yönlü (konuma aynı yönden yaklaşıldığında geçerli) veya çift yönlü (konuma her iki yönden yaklaşıldığında geçerli) olarak belirtilebilir.

Soru: “Yeni bir doğrusal hareket sistemi tasarlıyorum. Yüksek doğruluk için mi yoksa tekrarlanabilirlik için mi tasarlamalıyım? Yoksa her ikisi için de mi?”

Doğrusal sistemler dört temel bileşenden oluşur: taban veya montaj yapısı, doğrusal kılavuz (veya kılavuzlar), tahrik mekanizması ve motor. Bu bileşenlerin her biri sistemin doğruluğu veya tekrarlanabilirliğinde rol oynar. Kaplinler, konektörler, montaj plakaları, sensörler ve geri besleme cihazları gibi ikincil bileşenler de sistemin performansını etkiler. Hatta sıcaklık dalgalanmaları ve makine titreşimleri gibi kolayca kontrol edilemeyen faktörler bile sistemin doğruluk ve tekrarlanabilirlik özelliklerini etkiler.

Konumlandırma doğruluğunu en üst düzeye çıkarmak için çalışırken, genellikle odak noktası tahrik mekanizması olmalıdır. Bilyalı vidalar, genellikle yüksek konumlandırma doğruluğu için en iyi seçim olarak kabul edilir ve bu doğruluk, hata payı veya tolerans derecesi sınıflandırmalarıyla belirtilir. Ancak önceden yüklenmiş somunlu vidalar ve yüksek hassasiyetli kremayer ve pinyon sistemleri de yüksek konumlandırma doğruluğu sağlayabilir. Sistemin esnemesi ve titreşimi konumlandırma doğruluğunu düşürebilir, bu nedenle montaj yapısının, doğrusal kılavuzun ve bileşenler arasındaki bağlantıların rijitliği, yüksek konumlandırma doğruluğu gerektiren sistemler için de önemlidir.

Buna karşılık, bir sistemin hareket doğruluğu neredeyse tamamen montaj yapısına ve doğrusal kılavuz sistemine bağlıdır. Çoğu devridaimli doğrusal kılavuz, hareket sırasında yükseklik, paralellik ve düzlükteki maksimum sapmaları tanımlayan doğruluk sınıfı ile belirtilir. Ancak bir doğrusal kılavuz, yalnızca monte edildiği yüzey kadar "doğru"dur, bu nedenle montaj yapısı önemli bir faktördür. "Hassas" doğrulukta bir doğrusal kılavuzun işlenmemiş bir tabana veya alüminyum ekstrüzyona monte edilmesi, kılavuzun hareket doğruluğu performansını olumsuz etkiler.

Doğrusal bir sistemin tekrarlanabilirliği öncelikle tahrik mekanizması tarafından belirlenir; yani, bir vidanın hat hassasiyeti, bir kayışın diş adımı sapması ve maksimum esnemesi veya bir kremayer ve pinyon sistemindeki boşluk. Tekrarlanabilirliği iyileştirmenin en iyi yolu, tahrik mekanizmasındaki boşluğu veya açıklığı ortadan kaldırmaktır. Bilyalı vidalar genellikle boşluğu ortadan kaldırmak için ön yükleme ile belirtilir ve birçok kurşun vida tasarımı da sıfır boşluk sunar. Kremayer ve pinyon sistemlerinde, dişli kremayeri ile pinyon dişleri arasında doğal olarak boşluk vardır, ancak çift pinyon ve bölünmüş pinyon tasarımları bu boşluğu ortadan kaldırır.

Sistemde önemli sıcaklık dalgalanmaları meydana gelirse, termal etkiler nedeniyle bileşenlerin genleşmesi ve büzülmesi de sistemin tekrarlanabilirliğini azaltabilir. Konumlandırma veya hareket doğruluğunun aksine, bir sistemin tekrarlanabilirliği geri bildirim ve kontrol yoluyla iyileştirilemez. Doğrusal bir sistemin tekrarlanabilirliğini iyileştirmenin tek yolu, daha yüksek tekrarlanabilirliğe sahip bir sürücü kullanmaktır.

Tasarımcının veya mühendisin doğruluk mu yoksa tekrarlanabilirlik mi konusunda daha fazla endişelenmesi gerektiği, uygulamanın türüne bağlıdır. Yerleştirme uygulamalarında, örneğin alma ve yerleştirme veya montajda, konum doğruluğu ve tekrarlanabilirlik genellikle en kritik faktörlerdir. Ancak dağıtım, kesme veya kaynak gibi, hareket sırasında sürecin düzgünlüğü ve doğruluğunun kritik olduğu uygulamalarda, hareket doğruluğu birincil odak noktası olmalıdır.