Co wpływa na dokładność i powtarzalność siłownika?

Dokładność i powtarzalność to dwie odrębne, ale powiązane cechy systemu ruchu liniowego. Oba pojęcia odnoszą się ogólnie do precyzji systemu, na którą w dużej mierze wpływ ma również rozdzielczość. Żeby lepiej zrozumieć te zagadnienia, wystarczy pomyśleć o dokładności i powtarzalności jak o rzutkach na tarczy.

Dokładność – strzał w dziesiątkę. Liczy się to, jak blisko celu jesteś, choć niekoniecznie to, czy trafiasz wciąż w to samo miejsce.

Powtarzalność – liczy się to, czy za każdym razem trafiasz w to samo miejsce, nawet jeśli znajduje się ono z dala od przysłowiowej “dziesiątki”.

Rozdzielczość – oznacza najmniejszą zmianę wartości, którą można zaobserwować przy pomiarze ruchu. Im wyższa rozdzielczość tym wyższa precyzja pomiaru. Urządzeniem, które w największej mierze wpływa na rozdzielczość systemu jest rodzaj enkodera zamontowanego na silniku.

Wartość dokładności i powtarzalności jako wypadkowa wszystkich składników systemu

Wszystkie komponenty systemu, takie jak silnik, napęd oraz oczywiście sam siłownik, wpływają na dokładność i powtarzalność. Dlatego też określenie precyzji każdego układu ruchu wymaga wzięcia pod uwagę dokładności i powtarzalności, którą cechują się wszystkie liniowe komponenty systemu.

Trzeba przy tym pamiętać o tolerancji mechanicznej, która dotyczy wszystkich elementów mechanicznych. Tolerancja dotyczy takich cech komponentów, jak ich rozmiar, skręt czy wygięcie. Określana jest zatem np. dla prętów, łożysk liniowych, tulei i kół pasowych. Tolerancja różni się w zależności od sposobu produkcji tych elementów.

Oto najważniejsze czynniki, mogące wpłynąć na dokładność i powtarzalność układu.

Oprzyrządowanie (komponenty zamontowane na wózku)

Oprzyrządowanie może wywołać efekt chybotania. Odchylenie, przechylenie i nachylenie wpływają na kierunek i kąt ruchu, a co za tym idzie – na dokładność i powtarzalność.

Luz kątowy

Luz to wielkość ruchu liniowego między śrubą a nakrętką bez obracania mechanizmu. Luz wpływa na dokładność i powtarzalność wzdłuż osi X.

Dokładność skoku

Skok to odległość, na jaką przesuwa się nakrętka z każdym obrotem śruby. Rozstaw to odległość osiowa między gwintami śrub. Rozstaw = Skok dla pojedynczych śrub startowych. Nawet w precyzyjnych procesach produkcji śrub, wytwarzane są śruby z pewnymi zmianami rozstawu – wpływając w ten sposób na skok podczas obrotu śruby, co z kolei wpływa na dokładność, ale nie na powtarzalność wzdłuż osi X.

Dokładność pasa

Tolerancje w konstrukcji pasków rozrządu i kół napędowych mogą powodować drobne błędy pozycjonowania. Ta wariancja wpływa na dokładność. Wpływa też na powtarzalność, gdy pas jest krótszy niż długość skoku.

Rozdzielczość systemu

Wyższa precyzja wymaga również wyższej rozdzielczości. Informację zwrotną o położeniu dostarcza odczyt z tarczy enkodera. Im dokładniejszy enkoder, tym wyższa rozdzielczość.

Kluczem do sukcesu w celu osiągnięcia jak najlepszych parametrów dokładności i powtarzalności jest odpowiedni dobór siłownika. Niektóre aplikacje wymagają dużej powtarzalności, ale nie dużej dokładności. Dzięki zrozumieniu wymagań aplikacji można uniknąć niepotrzebnych kosztów i zaprojektować najlepszy dla nas system. Należy przy tym pamiętać, że im wyższa precyzja, tym wyższe ogólne koszty systemu.

 

Oryginalna wersja artykułu pochodzi z bloga Tolomatic i można ją znaleźć tutaj