Næsten alle mekaniske applikationer, vi støder på, involverer bevægelige dele og komponenter, der har et vist niveau af præcisions- og nøjagtighedskrav for at sikre korrekt drift. Dette gælder især for udstyr og maskiner, der involverer elektriske lineære aktuatorer. Faktorer som slør, konstruktionstolerance, monteringsjustering og applikationsdynamik kan i høj grad påvirke præcisionen og nøjagtigheden af lineære bevægelsessystemer, der bruger elektriske lineære aktuatorer. I denne artikel vil vi dække de afgørende aspekter af præcision og nøjagtighed, der skal overvejes, når man integrerer elektriske lineære aktuatorer i enhver applikation.
Hvad er aktuatorpræcision og -nøjagtighed?
For elektriske lineære aktuatorer betragtes evnen til at nå målpositionen så tæt som muligt som nøjagtighed, mens præcision repræsenterer evnen til at gentage de samme resultater i forhold til hinanden hver gang. Nøjagtighed bruges til at måle fejlen mellem målpositionen og den opnåede position. Præcision bruges til at måle fejlintervallet mellem, hvor langt alle de tidligere opnåede positioner var fra hinanden.
Et bueskydemål kan bruges som en analogi til at beskrive forskellen mellem præcision og nøjagtighed for aktuatorer, hvor aktuatorens målposition er repræsenteret af målets centrum (bullseye). Høj nøjagtighed og lav præcision kan ses, når en aktuator kan komme ret tæt på målpositionen, men den lander muligvis ikke på samme sted hver gang.
Lav nøjagtighed og høj præcision kan ses, når aktuatoren ikke når målpositionen, men er i stand til konsekvent at bevæge sig til den samme position, som den tidligere var, igen og igen.
I en ideel verden vil en kombination af høj præcision og nøjagtighed resultere i en aktuator, der bevæger sig til målpositionen og er i stand til konsekvent at nå det samme sted igen og igen.
Opbyg tolerance i fremstilling af dele og aktuatorer
En aktuators byggetolerance er en medvirkende faktor, der kan påvirke præcisionen og nøjagtigheden, når den er installeret. Under fremstillingsprocessen af ethvert produkt vil de fleste masseproducerede varer have en fysisk begrænsning for, hvor tæt en producent kan gentage de anførte specifikationer. De fleste af vores generelle aktuatorer har en byggetolerance på +/- 3 mm, men det er vigtigt at kontakte os eller producenten af enhver vare, du køber, hvis din applikation vil være følsom over for præcision og nøjagtighed.
Det er også vigtigt at være opmærksom på, at en lineær aktuators præcision og nøjagtighed, når den er fuldt installeret, kan blive påvirket af en række omstændigheder uden for selve enheden. Andre komponenter, der anvendes i et system, kan også have en vis konstruktionstolerance, hvilket kan introducere en anden fejlkilde, når den installeres med en aktuator, såsom:
- Remskiver
- Monteringsbeslag
- Stænger
- Bøsninger
- Ventiler
- Indramningsmaterialer
- Lejer
Modreaktion ved brug af lineære aktuatorer
Slør, også kendt som slør, lash eller slop, er et tab af bevægelse eller en frigang i en mekanisme på grund af mellemrummene mellem hver af delene, f.eks. set fra afstanden mellem sammenpassede tandhjulstænder. Når vi forsøger at vende drejeretningen på roterende tandhjul, vil vi se, at tabet eller slækket optages, før tandhjulene begynder at vende retning. Dette fænomen fra indvendige tandhjul er en af grundene til, at aktuatorens slør er ret almindeligt og kan variere i omfang afhængigt af din aktuatormodel.
Indramning, monteringsbeslag, og andet tilbehør kan også være designet med et vist spillerum for at muliggøre drejepunkter og den korrekte tilsigtede funktion. Det lille spillerum kan forøge aktuatorens slør, der allerede var til stede, og kan yderligere reducere den samlede præcision og nøjagtighed.
Positionsfejl kan også opstå på grund af ikke-mekaniske fejlkilder, såsom potentiometerfeedback, hallsensorer, og motordrivere, der bruges til at styre og aflæse en aktuators positioner via programmering. Dødtid og andre tidsforsinkelser, der kan opstå fra styresystemet, bør også tages i betragtning ved applikationer, der kræver høj præcision og nøjagtighed.
For at tage højde for generel slitage kan regelmæssige inspektioner som en del af den samlede systemvedligeholdelse og de nødvendige justeringer for tuning bidrage til at øge den langsigtede præcision og nøjagtighed. Selv hvis det værst tænkelige scenarie sjældent opstår, når alle tolerancer er på deres maksimum, er det afgørende at overveje alle potentielle tolerancer for at få en grundig forståelse af systemet og en vurdering af potentielle fejl.
Hvor vigtig er præcision og nøjagtighed?
Vigtigheden af præcision og nøjagtighed kan variere afhængigt af anvendelsen af elektriske lineære aktuatorer. Visse anvendelser kan finde præcision og nøjagtighed lige vigtige, mens andre finder den relative betydning af den ene større end den anden. Selvom det kan være muligt at bruge komponenter med høj præcision og nøjagtighed, vil det at gøre det, når det ikke var nødvendigt, øge de samlede omkostninger og systemkompleksiteten uden større fordel. Nedenfor er et par eksempler, der afspejler, hvordan vigtigheden af præcision og nøjagtighed kan variere:
- Automatiserede møbler – Låsning og oplåsning af dørene til store træskabe ved at skubbe en lås med aktuatorer kræver ikke megen præcision eller nøjagtighed for låsemekanismer, der har masser af plads til bevægelse.
- Hjemmeautomation – Automatiserede glasvinduer med aktuatorer kræver muligvis ikke meget nøjagtighed, da brugeren blot kan justere dens startposition under installationen, men det kræver præcision, så den kan nå den samme position hver gang.
- Fødevareindustrien – Aktuatorer, der bruges i pizzatopping-dispensere, behøver ikke præcision for at bevæge sig til præcis det samme sted hver gang, men kræver nøjagtighed, så toppingen lander korrekt på det tilsigtede område af pizzaen.
- Medicinske anvendelser – Robotassisteret kirurgi og væskedispensere til fremstilling af medicinbrugsmodeller som vores PA-12-R og PA-12-T Mikropræcisionsaktuatorer siden hhøje niveauer af præcision og nøjagtighed er kritiske.
Aktuatorer, der bruges til basale opgaver, kræver typisk ikke høje niveauer af præcision og nøjagtighed for at fungere inden for deres krav og kan være bedre stillet med standardaktuatorer for generel enkelhed og omkostningseffektivitet. De fleste generelle applikationer kan kræve præcision, men ikke nøjagtighed, eller omvendt, afhængigt af den specifikke anvendelse. I mere specialiserede applikationer kan både præcision og nøjagtighed blive afgørende for korrekt drift. Derfor er det afgørende at have en fuldt ud forståelse af dine applikationskrav samt eventuelle effekter, som installation, orientering og tolerancer kan have på systemets præcision og nøjagtighed.
KORT FORTALT
Elektriske lineære aktuatorer kan komme med varierende niveauer af præcision og nøjagtighed; det er dog også vigtigt at tage højde for andre fejlkilder, der er en del af dit samlede system. Ved fuldt ud at verificere præcision og nøjagtighed kravene i din applikation, kan du derefter vælge de komponenter og integrationsteknikker, der vil være passende, og senere designe omkring deres begrænsninger.
Vi håber, at du fandt denne artikel informativ, især hvis du gerne vil vide, hvordan præcision og nøjagtighed spiller en rolle i brugen af lineære aktuatorer. Hvis du har spørgsmål eller ønsker at diskutere vores produkter yderligere, er du velkommen til at kontakte os! Vi er eksperter i vores arbejde, og vi vil med glæde hjælpe dig på enhver mulig måde.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123