Fast jede mechanische Anwendung, die wir antreffen, beinhaltet bewegliche Teile und Komponenten, die ein gewisses Maß an Präzision und Genauigkeit erfordern, um einen ordnungsgemäßen Betrieb zu gewährleisten. Dies gilt insbesondere für Geräte und Maschinen, die elektrische Linearantriebe verwenden. Faktoren wie Spiel, Fertigungstoleranz, Montageausrichtung und Anwendungsdynamik können die Präzision und Genauigkeit von linearen Bewegungssystemen, die elektrische Linearantriebe nutzen, erheblich beeinflussen. In diesem Artikel werden wir die entscheidenden Aspekte von Präzision und Genauigkeit behandeln, die bei der Integration elektrischer Linearantriebe in jede Anwendung berücksichtigt werden müssen.
Was ist die Präzision und Genauigkeit von Antrieben?
Für elektrische Linearantriebe wird die Fähigkeit, die Zielposition so nah wie möglich zu erreichen, als Genauigkeit betrachtet, während Präzision die Fähigkeit darstellt, die gleichen Ergebnisse relativ zueinander jedes Mal zu reproduzieren. Genauigkeit wird verwendet, um den Fehler zwischen der Zielposition und der erreichten Position zu messen. Präzision dient zur Messung des Fehlerbereichs zwischen den Abweichungen aller zuvor erreichten Positionen.
Ein Zielscheibe kann als Analogie verwendet werden, um den Unterschied zwischen Präzision und Genauigkeit für Antriebe zu beschreiben, wobei die Zielposition des Antriebs durch die Mitte der Zielscheibe (Treffer) dargestellt wird. Hohe Genauigkeit und niedrige Präzision können beobachtet werden, wenn ein Antrieb ziemlich nah an die Zielposition herankommt; jedoch kann es sein, dass er nicht jedes Mal am gleichen Punkt landet.
Niedrige Genauigkeit und hohe Präzision können beobachtet werden, wenn der Antrieb die Zielposition nicht erreicht, aber in der Lage ist, konstant zur gleichen Position zurückzukehren, an der er zuvor war.
In einer idealen Welt wird eine Kombination aus hoher Präzision und Genauigkeit zu einem Antrieb führen, der zur Zielposition fährt und in der Lage ist, immer wieder denselben Punkt zu erreichen.
Fertigungstoleranz in der Teileherstellung und bei Antrieben
Die Fertigungstoleranz eines Antriebs ist ein beitragender Faktor, der die Präzision und Genauigkeit nach der Installation beeinflussen kann. Während des Herstellungsprozesses eines Produkts haben die meisten massenproduzierten Artikel eine physische Einschränkung, wie nah ein Hersteller die angegebenen Spezifikationen replizieren kann. Die meisten unserer Antriebe für allgemeine Zwecke haben eine Fertigungstoleranz von +/- 3 mm; es ist jedoch wichtig, uns oder den Hersteller eines Artikels zu kontaktieren, den Sie kaufen, wenn Ihre Anwendung empfindlich auf Präzision und Genauigkeit reagiert.
Es ist auch entscheidend, sich bewusst zu sein, dass die Präzision und Genauigkeit eines Linearantriebs nach vollständiger Installation durch eine Vielzahl von Umständen außerhalb der Einheit selbst beeinflusst werden können. Andere Komponenten, die in einem System verwendet werden, können ebenfalls eine gewisse Fertigungstoleranz aufweisen, die eine weitere Fehlerquelle einführen kann, wenn sie mit einem Antrieb installiert werden, wie zum Beispiel:
- Riemenscheiben
- Montagehalterungen
- Stangen
- Buchsen
- Ventile
- Rahmenmaterialien
- Lager
Rückschlag bei der Verwendung von Linearantrieben
Rückschlag, auch bekannt als Spiel, ist eine verlorene Bewegung oder Spielraum in einem Mechanismus aufgrund der Lücken zwischen den einzelnen Teilen, wie sie zwischen den Zähnen der verbundenen Zahnräder zu sehen sind. Wenn wir versuchen, die Drehrichtung der rotierenden Zahnräder umzukehren, sehen wir, dass die verlorene Bewegung oder der Spielraum aufgeholt wird, bevor die Zahnräder die Richtung umkehren. Dieses Phänomen bei internen Zahnrädern ist einer der Gründe, warum der Rückschlag von Antrieben recht häufig ist und je nach Modell Ihres Antriebs variieren kann.
Rahmen, Montagehalterungen und andere anschließbare Zubehörteile können ebenfalls mit etwas Spiel entworfen werden, um Drehpunkte und den ordnungsgemäßen Betrieb zu ermöglichen. Das leichte Spiel kann den bereits vorhandenen Rückschlag des Antriebs verstärken und die allgemeine Präzision und Genauigkeit weiter verringern.
Positionsfehler können auch aufgrund nicht-mechanischer Fehlerquellen auftreten, wie der Rückmeldung von Potentiometern, Hall-Sensoren und Motorsteuerungen, die verwendet werden, um die Positionen eines Antriebs programmatisch zu steuern und zu lesen. Totzeiten und andere Zeitverzögerungen, die im Steuerungssystem auftreten können, sollten ebenfalls für Anwendungen berücksichtigt werden, die hohe Präzision und Genauigkeit erfordern.
Um den allgemeinen Verschleiß zu berücksichtigen, kann die Durchführung regelmäßiger Inspektionen als Teil der allgemeinen Systemwartung und das Vornehmen der notwendigen Anpassungen zur Feinabstimmung dazu beitragen, die langfristige Präzision und Genauigkeit zu erhöhen. Selbst wenn das schlimmste Szenario selten auftritt, wenn alle Toleranzen auf ihrem Maximum sind, ist es entscheidend, alle potenziellen Toleranzen für ein umfassendes Verständnis des Systems und eine Bewertung möglicher Fehler zu berücksichtigen.
Wie wichtig sind Präzision und Genauigkeit?
Die Bedeutung von Präzision und Genauigkeit kann je nach Anwendungsfall der elektrischen Linearantriebe variieren. Bestimmte Anwendungen können Präzision und Genauigkeit als gleich wichtig erachten, während andere die relative Bedeutung des einen als größer als die des anderen empfinden können. Während die Verwendung von Komponenten mit hoher Präzision und Genauigkeit möglich sein kann, wird dies, wenn es nicht notwendig ist, die Gesamtkosten und die Komplexität des Systems ohne wesentlichen Nutzen erhöhen. Im Folgenden sind einige Beispiele aufgeführt, die widerspiegeln, wie die Bedeutung von Präzision und Genauigkeit variieren kann:
- Automatisierte Möbel – Das Verriegeln und Entriegeln der Türen großer Holzschränke durch das Gleiten eines Riegels mit Antrieben erfordert nicht viel Präzision oder Genauigkeit für Verriegelungsmechanismen, die viel Spielraum haben.
- Hausautomation – Automatisierte Glasfenster mit Antrieben benötigen möglicherweise nicht viel Genauigkeit, da der Benutzer einfach seine Ausgangsposition während der Installation anpassen kann, benötigen jedoch Präzision, um jedes Mal die gleiche Position zu erreichen.
- Lebensmittelindustrie – Antriebe, die in Pizzabelagspendern verwendet werden, benötigen keine Präzision, um jedes Mal genau an die gleiche Stelle zu fahren, benötigen jedoch Genauigkeit, damit die Beläge erfolgreich auf dem vorgesehenen Bereich der Pizza landen.
- Medizinische Anwendungen – Robotergestützte Chirurgie und Flüssigkeitsspender zur Herstellung von Medikamenten verwenden Modelle wie unsere PA-12-R und PA-12-T Mikro-Präzisionsantriebe, da hohe Präzisions- und Genauigkeitsniveaus kritisch sind.
Antriebe, die für grundlegende Aufgaben verwendet werden, benötigen in der Regel keine hohen Präzisions- und Genauigkeitsniveaus, um innerhalb ihrer Anforderungen zu funktionieren, und sind möglicherweise besser mit Standardmodellantrieben für die allgemeine Einfachheit und Kosteneffizienz bedient. Die meisten allgemeinen Anwendungen erfordern möglicherweise Präzision, jedoch keine Genauigkeit, oder umgekehrt, je nach genauem Anwendungsfall. In spezialisierteren Anwendungen können sowohl Präzision als auch Genauigkeit entscheidend für den ordnungsgemäßen Betrieb werden. Infolgedessen ist es wichtig, die Anforderungen Ihrer Anwendung vollständig zu verstehen sowie die potenziellen Auswirkungen, die Installation, Ausrichtung und Toleranzen auf die Präzision und Genauigkeit des Systems haben können.
ZUSAMMENFASSUNG
Elektrische Linearantriebe können unterschiedliche Präzisions- und Genauigkeitsniveaus aufweisen; es ist jedoch auch wichtig, andere Fehlerquellen zu berücksichtigen, die Teil Ihres Gesamtsystems sind. Durch die vollständige Überprüfung der Präzisions- und Genauigkeitsanforderungen Ihrer Anwendung können Sie die Komponenten und Integrationstechniken auswählen, die geeignet sind, und dann um deren Einschränkungen herum entwerfen.
Wir hoffen, dass Sie diesen Artikel informativ fanden, insbesondere wenn Sie wissen wollten, wie Präzision und Genauigkeit eine Rolle bei der Verwendung von Linearantrieben spielen. Wenn Sie Fragen haben oder unsere Produkte weiter besprechen möchten, zögern Sie bitte nicht, uns zu kontaktieren! Wir sind Experten auf unserem Gebiet und helfen Ihnen gerne in jeder möglichen Weise.
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