Bijna elke mechanische toepassing die we tegenkomen bevat bewegende delen en componenten die een bepaald niveau aan precisie en nauwkeurigheid vereisen om goed te functioneren. Dit geldt zeker voor apparatuur en machines waarin elektrische lineaire actuators worden gebruikt. Factoren zoals speling (backlash), fabricagetolerantie, uitlijning bij de montage en de dynamiek van de toepassing kunnen de precisie en nauwkeurigheid van lineaire bewegingssystemen met elektrische lineaire actuators sterk beïnvloeden. In dit artikel behandelen we de cruciale aspecten van precisie en nauwkeurigheid waarmee je rekening moet houden bij de integratie van elektrische lineaire actuators in elke toepassing.
Wat zijn precisie en nauwkeurigheid van actuators?
Bij elektrische lineaire actuators wordt de mogelijkheid om de doelpositie zo dicht mogelijk te benaderen gezien als nauwkeurigheid, terwijl precisie de mogelijkheid is om telkens dezelfde resultaten, onderling consistent, te reproduceren. Nauwkeurigheid wordt gebruikt om de fout te meten tussen de doelpositie en de bereikte positie. Precisie is bedoeld om de foutmarge te meten tussen hoe ver alle eerder bereikte posities onderling van elkaar afweken.
Een boogschietschijf kan als analogie dienen om het verschil tussen precisie en nauwkeurigheid voor actuators te beschrijven, waarbij de doelpositie van de actuator wordt weergegeven door het midden van de schijf (roos). Hoge nauwkeurigheid en lage precisie zie je wanneer een actuator behoorlijk dicht bij de doelpositie kan komen, maar niet elke keer op exact dezelfde plek landt.
Lage nauwkeurigheid en hoge precisie zie je wanneer de actuator de doelpositie niet bereikt, maar wel consequent naar exact dezelfde positie terugkeert als eerder.
In een ideale wereld leidt een combinatie van hoge precisie en hoge nauwkeurigheid tot een actuator die naar de doelpositie beweegt en vervolgens keer op keer dezelfde plek weet te bereiken.
Fabricagetolerantie bij onderdelenproductie en actuators
De fabricagetolerantie van een actuator is een factor die de precisie en nauwkeurigheid na installatie kan beïnvloeden. Tijdens het productieproces van elk product hebben de meeste massaproducten een fysieke beperking aan hoe dicht een fabrikant de opgegeven specificaties kan benaderen. De meeste van onze actuators voor algemeen gebruik hebben een fabricagetolerantie van +/- 3 mm; neem echter contact op met ons of met de fabrikant van het product dat je koopt als jouw toepassing gevoelig is voor precisie en nauwkeurigheid.
Het is ook belangrijk te beseffen dat de precisie en nauwkeurigheid van een lineaire actuator na volledige installatie beïnvloed kunnen worden door uiteenlopende omstandigheden buiten de eenheid zelf. Andere componenten in een systeem kunnen eveneens een fabricagetolerantie hebben, wat een extra foutbron kan introduceren wanneer ze samen met een actuator worden geïnstalleerd, zoals:
- Katrollen
- Montagebeugels
- Stangen
- Bussen
- Kleppen
- Frame‑materialen
- Lagers
Speling bij het gebruik van lineaire actuators
Speling, ook wel lash, play of slop genoemd, is verloren beweging of vrije slag in een mechanisme door de tussenruimtes tussen onderdelen, zoals de afstand tussen in elkaar grijpende tandwieltanden. Als we de draairichting van roterende tandwielen proberen om te keren, zien we dat de verloren beweging eerst wordt “opgenomen” voordat de tandwielen daadwerkelijk van richting veranderen. Dit fenomeen in interne tandwielen is een van de redenen waarom speling in actuators vrij gebruikelijk is en kan variëren afhankelijk van het model van je actuator.
Frames, montagebeugels en andere accessoires kunnen ook met wat speling ontworpen zijn om draaipunten en juiste werking mogelijk te maken. Die lichte speling kan optellen bij de al aanwezige speling van de actuator en zo de algehele precisie en nauwkeurigheid verder verminderen.
Positioneringsfouten kunnen ook ontstaan door niet‑mechanische foutbronnen zoals de terugkoppeling van potentiometers, Hall‑sensoren en motorsturingen die worden gebruikt om de posities van een actuator programmatisch aan te sturen en uit te lezen. Dode tijd en andere vertragingseffecten vanuit het besturingssysteem moeten eveneens worden meegenomen in toepassingen die hoge precisie en nauwkeurigheid vereisen.
Om algemene slijtage op te vangen, kan het uitvoeren van regelmatige inspecties als onderdeel van het totale systeemonderhoud en het doen van de nodige afstellingen voor fine‑tuning helpen om de precisie en nauwkeurigheid op lange termijn te verhogen. Zelfs als het worstcasescenario zelden voorkomt wanneer alle toleranties maximaal zijn, is het essentieel om met alle potentiële toleranties rekening te houden voor een grondig begrip van het systeem en een beoordeling van mogelijke fouten.
Hoe belangrijk zijn precisie en nauwkeurigheid?
Het belang van precisie en nauwkeurigheid kan variëren afhankelijk van de use‑case van elektrische lineaire actuators. Bepaalde toepassingen vinden precisie en nauwkeurigheid even belangrijk, terwijl andere de relatieve importantie van de één groter achten dan die van de ander. Hoewel het gebruik van componenten met hoge precisie en nauwkeurigheid mogelijk is, zal dit – als het niet nodig is – de totale kosten en systeemcomplexiteit verhogen zonder noemenswaardig voordeel. Hieronder staan enkele voorbeelden die laten zien hoe het belang van precisie en nauwkeurigheid kan verschillen:
- Geautomatiseerd meubilair – Het vergrendelen en ontgrendelen van de deuren van grote houten kasten door een grendel te laten schuiven met actuators vereist niet veel precisie of nauwkeurigheid bij grendelmechanismen met veel speling.
- Huisautomatisering – Geautomatiseerde glazen ramen met actuors vragen mogelijk niet veel nauwkeurigheid, omdat de gebruiker de beginpositie tijdens de installatie kan aanpassen, maar wél precisie zodat telkens dezelfde positie wordt bereikt.
- Voedingsindustrie – Actuors in pizzabelegdispensers hoeven niet precies elke keer naar exact dezelfde plek te bewegen, maar vragen wel nauwkeurigheid zodat het beleg op het bedoelde gedeelte van de pizza terechtkomt.
- Medische toepassingen – Robotgeassisteerde chirurgie en doseersystemen voor medicijnbereiding gebruiken modellen zoals onze PA-12-R en PA-12-T Micro‑precisie actuators, aangezien hoge niveaus van precisie en nauwkeurigheid cruciaal zijn.
Actuators die voor basistaken worden gebruikt, hoeven doorgaans niet over hoge niveaus van precisie en nauwkeurigheid te beschikken om binnen de eisen te functioneren en zijn vaak beter af met standaardmodellen, omwille van eenvoud en kostenefficiëntie. De meeste algemene toepassingen vereisen mogelijk wel precisie maar geen nauwkeurigheid, of andersom, afhankelijk van de exacte use‑case. In meer gespecialiseerde toepassingen kunnen zowel precisie als nauwkeurigheid kritisch worden voor een juiste werking. Daarom is het belangrijk om je toepassingsvereisten volledig te begrijpen, evenals de mogelijke effecten die installatie, oriëntatie en toleranties kunnen hebben op de precisie en nauwkeurigheid van het systeem.
SAMENVATTING
Elektrische lineaire actuators kunnen met uiteenlopende niveaus van precisie en nauwkeurigheid komen; het is echter ook belangrijk om rekening te houden met andere foutbronnen die deel uitmaken van je totale systeem. Door de precisie‑ en nauwkeurigheidseisen van je toepassing volledig te verifiëren, kun je de componenten en integratietechnieken kiezen die geschikt zijn en vervolgens rond hun beperkingen ontwerpen.
We hopen dat je dit artikel informatief vond, zeker als je wilde weten welke rol precisie en nauwkeurigheid spelen bij het gebruik van lineaire actuators. Als je vragen hebt of onze producten verder wilt bespreken, neem dan gerust contact met ons op! We zijn experts in wat we doen en helpen je graag op elke mogelijke manier.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123