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#Neues aus der Industrie
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Benötigt mein System hohe Genauigkeit oder Wiederholbarkeit (oder beides)?
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Die Komponentenauswahl und das Maschinendesign beeinflussen die Systemgenauigkeit und Wiederholbarkeit.
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Bevor wir diese Frage beantworten, wollen wir Genauigkeit und Wiederholbarkeit für lineare Systeme definieren.
【Accuracy】
Bei linearen Bewegungen gibt es im Allgemeinen zwei Genauigkeitskategorien - Positioniergenauigkeit und Verfahrgenauigkeit. Die Positioniergenauigkeit gibt die Differenz zwischen der Zielposition des Systems und der erreichten Ist-Position an. Die Verfahrgenauigkeit spezifiziert Fehler, die während der Bewegung auftreten - mit anderen Worten, verfährt das System in einer geraden Linie oder bewegt es sich während der Bewegung auf und ab oder von Seite zu Seite?
Die Genauigkeit wird in Bezug auf einen "wahren" oder akzeptierten Wert oder eine Referenz angegeben. Für die Positioniergenauigkeit ist der Referenzwert die Zielposition. Für die Verfahrgenauigkeit ist der Referenzwert eine definierte Bewegungsebene sowohl in vertikaler Richtung (auch bekannt als die Ebenheit des Verfahrwegs) als auch in horizontaler Richtung (auch bekannt als die Geradheit des Verfahrwegs). Beachten Sie, dass sich die Genauigkeit darauf bezieht, wie nahe die Zielposition bei der Annäherung aus beiden Richtungen erreicht wird.
【Repeatability】
Die Wiederholbarkeit definiert, wie nahe ein System über mehrere Versuche hinweg an dieselbe Position zurückkehrt. Die Wiederholbarkeit kann entweder als unidirektional angegeben werden, was bedeutet, dass die Spezifikation gültig ist, wenn die Position aus der gleichen Richtung angefahren wird, oder als bidirektional, was bedeutet, dass die Spezifikation gültig ist, wenn die Position aus einer der beiden Richtungen angefahren wird.
Frage: "Ich entwerfe ein neues lineares Bewegungssystem. Soll ich es für hohe Genauigkeit oder Wiederholbarkeit entwerfen? Oder beides?"
Linearsysteme bestehen aus vier Grundkomponenten - der Basis- oder Montagestruktur, der Linearführung (oder den Linearführungen), dem Antriebsmechanismus und dem Motor - und jede dieser Komponenten spielt eine gewisse Rolle für die Genauigkeit oder Wiederholbarkeit des Systems. Sekundäre Komponenten wie Kupplungen, Steckverbinder, Montageplatten, Sensoren und Rückmeldevorrichtungen beeinflussen ebenfalls die Leistung des Systems. Und selbst Faktoren, die nicht leicht zu kontrollieren sind, wie Temperaturschwankungen und Maschinenvibrationen, beeinflussen die Genauigkeits- und Wiederholbarkeitsspezifikationen eines Systems.
Wenn es darum geht, die Positioniergenauigkeit zu maximieren, sollte in der Regel der Antriebsmechanismus im Mittelpunkt stehen. Kugelgewindetriebe sind allgemein als die beste Wahl für hohe Positioniergenauigkeit anerkannt, die durch ihre Steigungsfehler- oder Toleranzklassenklassifizierung spezifiziert wird. Aber auch Gewindespindeln mit vorgespannten Muttern und hochpräzisen Zahnstangen- und Ritzelsystemen sind in der Lage, hohe Positioniergenauigkeiten zu erreichen. Biegung und Schwingungen des Systems können die Positioniergenauigkeit beeinträchtigen, so dass die Steifigkeit der Montagestruktur, der Linearführung und der Verbindungen zwischen den Komponenten ebenfalls wichtig für Systeme ist, die eine hohe Positioniergenauigkeit erfordern.
Im Gegensatz dazu hängt die Verfahrgenauigkeit eines Systems fast vollständig von der Montagestruktur und dem Linearführungssystem ab. Die meisten umlaufenden Linearführungen werden durch die Genauigkeitsklasse spezifiziert, die die maximalen Abweichungen in Höhe, Parallelität und Geradheit während des Verfahrwegs definiert. Eine Linearführung ist jedoch nur so "genau" wie die Oberfläche, auf der sie montiert ist, daher ist die Montagestruktur ein wichtiger Faktor. Die Montage einer "Präzisions"-Genauigkeits-Linearführung auf einer unbearbeiteten Basis oder einem Aluminium-Strangpressprofil negiert die Verfahrgenauigkeit der Führung.
Die Wiederholgenauigkeit eines Linearsystems wird in erster Linie durch den Antriebsmechanismus bestimmt, d.h. durch die Steigungsgenauigkeit einer Spindel, die Zahnteilungsabweichung und maximale Dehnung eines Riemens oder das Spiel in einem Zahnstangensystem. Der beste Weg zur Verbesserung der Wiederholgenauigkeit ist die Beseitigung des Spiels im Antriebsmechanismus. Kugelgewindetriebe werden oft mit Vorspannung spezifiziert, um Spiel zu eliminieren, und viele Gewindespindeldesigns bieten auch Spielfreiheit. Zahnstangen- und Ritzelsysteme haben von Natur aus ein Spiel zwischen der Zahnstange und den Ritzelzähnen, aber Doppelritzel- und geteilte Ritzelkonstruktionen beseitigen dieses Spiel.
Wenn das System erheblichen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist, kann auch die Ausdehnung und Kontraktion von Komponenten aufgrund thermischer Effekte die Wiederholbarkeit eines Systems verringern. Im Gegensatz zur Positionier- oder Verfahrgenauigkeit kann die Wiederholbarkeit eines Systems nicht durch Rückkopplung und Steuerung verbessert werden. Die einzige Möglichkeit, die Wiederholgenauigkeit eines Linearsystems zu verbessern, ist die Verwendung eines Antriebs mit höherer Wiederholgenauigkeit.
Ob ein Konstrukteur oder Ingenieur mehr auf Genauigkeit oder Wiederholbarkeit achten sollte, hängt von der Art der Anwendung ab. Bei Positionieranwendungen, wie z.B. Pick and Place oder Montage, sind Positioniergenauigkeit und Wiederholbarkeit oft die kritischsten Faktoren. Aber bei Anwendungen wie Dispensen, Schneiden oder Schweißen, bei denen die Gleichmäßigkeit und Genauigkeit des Prozesses während des Verfahrvorgangs entscheidend ist, sollte die Verfahrgenauigkeit im Vordergrund stehen.