Σχεδόν κάθε μηχανική εφαρμογή που συναντάμε περιλαμβάνει κινούμενα μέρη και εξαρτήματα με συγκεκριμένες απαιτήσεις επαναληψιμότητας και ακρίβειας, ώστε να διασφαλίζεται η σωστή λειτουργία. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τον εξοπλισμό και τα μηχανήματα που χρησιμοποιούν ηλεκτρικούς γραμμικούς ενεργοποιητές. Παράγοντες όπως ο τζόγος (backlash), οι ανοχές κατασκευής, η ευθυγράμμιση τοποθέτησης και η δυναμική της εφαρμογής μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά την επαναληψιμότητα και την ακρίβεια των συστημάτων γραμμικής κίνησης που χρησιμοποιούν ηλεκτρικούς γραμμικούς ενεργοποιητές. Σε αυτό το άρθρο, θα καλύψουμε τα κρίσιμα σημεία της επαναληψιμότητας και της ακρίβειας που πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά την ενσωμάτωση ηλεκτρικών γραμμικών ενεργοποιητών σε οποιαδήποτε εφαρμογή.
Τι είναι η επαναληψιμότητα και η ακρίβεια ενός ενεργοποιητή;
Για τους ηλεκτρικούς γραμμικούς ενεργοποιητές, η ικανότητα να φτάνουν όσο το δυνατόν πιο κοντά στην επιθυμητή θέση θεωρείται ακρίβεια, ενώ η επαναληψιμότητα εκφράζει την ικανότητα να αναπαράγονται τα ίδια αποτελέσματα μεταξύ τους κάθε φορά. Η ακρίβεια χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του σφάλματος μεταξύ της επιθυμητής θέσης και της πραγματικά επιτευχθείσας. Η επαναληψιμότητα αφορά τη μέτρηση του εύρους σφάλματος μεταξύ των αποκλίσεων όλων των προηγουμένως επιτευχθεισών θέσεων.
Ως αναλογία, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας στόχος τοξοβολίας για να περιγράψουμε τη διαφορά μεταξύ επαναληψιμότητας και ακρίβειας στους ενεργοποιητές, όπου η επιθυμητή θέση του ενεργοποιητή αντιπροσωπεύεται από το κέντρο του στόχου (bullseye). Υψηλή ακρίβεια και χαμηλή επαναληψιμότητα φαίνονται όταν ένας ενεργοποιητής μπορεί να πλησιάζει αρκετά την επιθυμητή θέση, αλλά ενδέχεται να μην «προσγειώνεται» ακριβώς στο ίδιο σημείο κάθε φορά.
Χαμηλή ακρίβεια και υψηλή επαναληψιμότητα παρατηρούνται όταν ο ενεργοποιητής δεν φτάνει στην επιθυμητή θέση, αλλά μπορεί να μετακινείται με συνέπεια στο ίδιο ακριβώς σημείο που είχε βρεθεί προηγουμένως, ξανά και ξανά.
Σε έναν ιδανικό κόσμο, ο συνδυασμός υψηλής επαναληψιμότητας και ακρίβειας θα είχε ως αποτέλεσμα έναν ενεργοποιητή που μετακινείται στην επιθυμητή θέση και μπορεί με συνέπεια να φτάνει στο ίδιο σημείο, ξανά και ξανά.
Ανοχές κατασκευής στην παραγωγή μερών και στους ενεργοποιητές
Οι ανοχές κατασκευής ενός ενεργοποιητή είναι ένας από τους παράγοντες που μπορεί να επηρεάσουν την επαναληψιμότητα και την ακρίβεια μετά την εγκατάσταση. Κατά τη διαδικασία παραγωγής οποιουδήποτε προϊόντος, τα περισσότερα μαζικά παραγόμενα αντικείμενα έχουν έναν φυσικό περιορισμό στο πόσο κοντά μπορεί ο κατασκευαστής να αναπαράγει τις δηλωμένες προδιαγραφές. Οι περισσότεροι ενεργοποιητές γενικής χρήσης που διαθέτουμε έχουν ανοχή κατασκευής +/- 3 mm· ωστόσο, είναι σημαντικό να επικοινωνήσετε μαζί μας ή με τον κατασκευαστή οποιουδήποτε προϊόντος αγοράζετε, αν η εφαρμογή σας είναι ευαίσθητη σε επαναληψιμότητα και ακρίβεια.
Είναι επίσης κρίσιμο να γνωρίζετε ότι η επαναληψιμότητα και η ακρίβεια ενός γραμμικού ενεργοποιητή, αφού εγκατασταθεί πλήρως, μπορεί να επηρεαστούν από ποικίλες συνθήκες εκτός της ίδιας της μονάδας. Άλλα εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται σε ένα σύστημα μπορεί επίσης να έχουν κάποιες ανοχές κατασκευής, οι οποίες εισάγουν επιπλέον πηγή σφάλματος όταν εγκαθίστανται με έναν ενεργοποιητή, όπως:
- Τροχαλίες
- βραχίονες τοποθέτησης
- Ράβδοι
- Κουζινέτα
- Βαλβίδες
- Υλικά πλαισίου
- Ρουλεμάν
Τζόγος στη χρήση γραμμικών ενεργοποιητών
Ο τζόγος (backlash), γνωστός και ως play ή slop, είναι μια «χαμένη» κίνηση ή ανοχή σε έναν μηχανισμό λόγω των κενών μεταξύ των επιμέρους μερών, όπως φαίνεται στην απόσταση μεταξύ των δοντιών συμπλεκόμενων γραναζιών. Όταν προσπαθούμε να αντιστρέψουμε τη φορά περιστροφής γραναζιών, βλέπουμε ότι πρώτα «παίρνεται» η χαμένη κίνηση πριν τα γρανάζια ξεκινήσουν να περιστρέφονται αντίστροφα. Αυτό το φαινόμενο από τα εσωτερικά γρανάζια είναι ένας από τους λόγους που ο τζόγος στους ενεργοποιητές είναι αρκετά συχνός και μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με το μοντέλο του ενεργοποιητή σας.
Τα πλαίσια, οι βραχίονες τοποθέτησης και άλλα προσαρτώμενα αξεσουάρ μπορεί επίσης να σχεδιάζονται με κάποια ανοχή, ώστε να επιτρέπουν σημεία περιστροφής και τη σωστή, προβλεπόμενη λειτουργία. Αυτό το μικρό play μπορεί να προστεθεί στον ήδη υπάρχοντα τζόγο του ενεργοποιητή και να μειώσει περαιτέρω τη συνολική επαναληψιμότητα και ακρίβεια.
Θέσεις μπορεί να σφάλουν και λόγω μη μηχανικών πηγών σφάλματος, όπως η ανάδραση από ποτενσιόμετρα, αισθητήρες Hall και οδηγοί κινητήρων που χρησιμοποιούνται για τον προγραμματιστικό έλεγχο και την ανάγνωση θέσεων ενός ενεργοποιητή. Ο «νεκρός χρόνος» και άλλες χρονικές καθυστερήσεις που μπορεί να προκύψουν από το σύστημα ελέγχου θα πρέπει επίσης να λαμβάνονται υπόψη σε εφαρμογές που απαιτούν υψηλή επαναληψιμότητα και ακρίβεια.
Για να ληφθεί υπόψη η γενική φθορά, οι τακτικές επιθεωρήσεις ως μέρος της συνολικής συντήρησης του συστήματος και οι απαραίτητες ρυθμίσεις/καλιμπράρισμα μπορούν να βοηθήσουν στην αύξηση της μακροπρόθεσμης επαναληψιμότητας και ακρίβειας. Ακόμα κι αν το χειρότερο σενάριο (όλες οι ανοχές στο μέγιστο) σπάνια συμβεί, είναι κρίσιμο να εξετάζονται όλες οι πιθανές ανοχές για πλήρη κατανόηση του συστήματος και αξιολόγηση πιθανών σφαλμάτων.
Πόσο σημαντικές είναι η επαναληψιμότητα και η ακρίβεια;
Η σημασία της επαναληψιμότητας και της ακρίβειας μπορεί να διαφέρει ανάλογα με την εκάστοτε χρήση των ηλεκτρικών γραμμικών ενεργοποιητών. Σε ορισμένες εφαρμογές μπορεί να είναι εξίσου σημαντικές, ενώ σε άλλες η σχετική σημασία της μιας να υπερτερεί της άλλης. Αν και μπορεί να είναι εφικτή η χρήση εξαρτημάτων υψηλής επαναληψιμότητας και ακρίβειας, όταν αυτό δεν είναι απαραίτητο αυξάνει το συνολικό κόστος και την πολυπλοκότητα του συστήματος χωρίς ουσιαστικό όφελος. Παρακάτω παρατίθενται μερικά παραδείγματα που δείχνουν πώς μπορεί να διαφοροποιείται η σημασία τους:
- Αυτοματοποιημένα έπιπλα – Το κλείδωμα και ξεκλείδωμα των θυρών μεγάλων ξύλινων ντουλαπιών με ολίσθηση μανδάλου μέσω ενεργοποιητών δεν χρειάζεται πολλή επαναληψιμότητα ή ακρίβεια για μηχανισμούς που έχουν μεγάλο περιθώριο ανοχής.
- Οικιακή αυτοματοποίηση – Αυτοματοποιημένα γυάλινα παράθυρα με ενεργοποιητές ίσως δεν απαιτούν μεγάλη ακρίβεια, καθώς ο χρήστης μπορεί απλά να ρυθμίσει την αρχική θέση κατά την εγκατάσταση, αλλά θα απαιτούν επαναληψιμότητα ώστε να επιτυγχάνεται κάθε φορά η ίδια θέση.
- Βιομηχανία τροφίμων – Ενεργοποιητές που χρησιμοποιούνται σε διανομείς υλικών επικάλυψης πίτσας δεν χρειάζονται επαναληψιμότητα για να μετακινούνται στο ακριβώς ίδιο σημείο κάθε φορά, αλλά χρειάζονται ακρίβεια ώστε τα υλικά να πέφτουν επιτυχώς στην προβλεπόμενη περιοχή της πίτσας.
- Ιατρικές εφαρμογές – Ρομποτικά υποβοηθούμενη χειρουργική και διανομείς υγρών για παρασκευή φαρμάκων χρησιμοποιούν μοντέλα όπως οι PA-12-R και PA-12-T Micro Precision Actuators, καθώς υψηλά επίπεδα επαναληψιμότητας και ακρίβειας είναι κρίσιμα.
Οι ενεργοποιητές που χρησιμοποιούνται για βασικές εργασίες συνήθως δεν απαιτούν υψηλά επίπεδα επαναληψιμότητας και ακρίβειας για να λειτουργήσουν εντός των απαιτήσεών τους και ίσως είναι προτιμότερο να επιλέγονται τυπικά μοντέλα για απλότητα και οικονομία. Οι περισσότερες γενικές εφαρμογές μπορεί να απαιτούν επαναληψιμότητα αλλά όχι ακρίβεια, ή το αντίστροφο, ανάλογα με τη χρήση. Σε πιο εξειδικευμένες εφαρμογές, και τα δύο μπορεί να γίνουν κρίσιμα για τη σωστή λειτουργία. Ως αποτέλεσμα, είναι σημαντικό να κατανοήσετε πλήρως τις απαιτήσεις της εφαρμογής σας, καθώς και τις πιθανές επιπτώσεις που μπορεί να έχουν η εγκατάσταση, ο προσανατολισμός και οι ανοχές στην επαναληψιμότητα και την ακρίβεια του συστήματος.
ΣΥΝΟΨΗ
Οι ηλεκτρικοί γραμμικοί ενεργοποιητές μπορούν να έχουν διαφορετικά επίπεδα επαναληψιμότητας και ακρίβειας· ωστόσο είναι επίσης σημαντικό να συνυπολογίζονται άλλες πηγές σφαλμάτων που αποτελούν μέρος του συνολικού συστήματός σας. Με την πλήρη επαλήθευση των απαιτήσεων επαναληψιμότητας και ακρίβειας της εφαρμογής σας, μπορείτε να επιλέξετε τα κατάλληλα εξαρτήματα και τεχνικές ενσωμάτωσης και στη συνέχεια να σχεδιάσετε γύρω από τους περιορισμούς τους.
Ελπίζουμε να βρήκατε αυτό το άρθρο ενημερωτικό, ειδικά αν θέλατε να μάθετε πώς η επαναληψιμότητα και η ακρίβεια παίζουν ρόλο στη χρήση γραμμικών ενεργοποιητών. Αν έχετε απορίες ή θέλετε να συζητήσουμε περαιτέρω τα προϊόντα μας, μην διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας! Είμαστε ειδικοί σε αυτό που κάνουμε και θα χαρούμε να βοηθήσουμε με κάθε δυνατό τρόπο.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123