Takmer každá mechanická aplikácia, s ktorou sa stretávame, zahŕňa pohyblivé diely a komponenty, ktoré si vyžadujú určitú úroveň precíznosti a presnosti, aby bolo zaistené správne fungovanie. Platí to obzvlášť pre zariadenia a stroje s elektrickými lineárnymi aktuátormi. Faktory ako spätná vôľa, výrobná tolerancia, zarovnanie pri montáži a dynamika aplikácie môžu výrazne ovplyvniť precíznosť a presnosť lineárnych pohybových systémov využívajúcich elektrické lineárne aktuátory. V tomto článku sa pozrieme na kľúčové aspekty precíznosti a presnosti, ktoré treba zvážiť pri integrácii elektrických lineárnych aktuátorov do akejkoľvek aplikácie.
Čo sú precíznosť a presnosť aktuátora?
Pri elektrických lineárnych aktuátoroch sa schopnosť dosiahnuť cieľovú polohu čo najbližšie považuje za presnosť, zatiaľ čo precíznosť predstavuje schopnosť opakovane dosahovať rovnaké výsledky navzájom v rovnakom vzťahu. Presnosť sa používa na meranie chyby medzi cieľovou polohou a dosiahnutou polohou. Precíznosť slúži na meranie rozsahu chyby medzi tým, o koľko sa od seba líšia všetky predtým dosiahnuté polohy.
Na vysvetlenie rozdielu medzi precíznosťou a presnosťou pri aktuátoroch možno použiť terč na lukostreľbu, kde cieľová poloha aktuátora je predstavovaná stredom terča (zásah do stredu). Vysokú presnosť a nízku precíznosť vidíme vtedy, keď sa aktuátor vie priblížiť veľmi blízko k cieľovej polohe, avšak nedopadne zakaždým na rovnaké miesto.
Nízku presnosť a vysokú precíznosť možno vidieť vtedy, keď aktuátor nedosiahne cieľovú polohu, ale dokáže sa opakovane vracať do rovnakej polohy ako predtým.
V ideálnom svete kombinácia vysokej precíznosti a presnosti povedie k aktuátoru, ktorý sa presunie do cieľovej polohy a dokáže opakovane zasahovať to isté miesto stále dookola.
Výrobné tolerancie pri výrobe dielov a aktuátoroch
Výrobná tolerancia aktuátora je jedným z faktorov, ktorý môže po inštalácii ovplyvniť jeho precíznosť a presnosť. Počas výroby má väčšina sériovo vyrábaných produktov fyzické limity, ako presne dokáže výrobca replikovať uvedené špecifikácie. Väčšina našich všeobecných aktuátorov má výrobnú toleranciu +/- 3 mm; ak je však vaša aplikácia citlivá na precíznosť a presnosť, je dôležité ozvať sa nám alebo výrobcovi daného produktu.
Je tiež dôležité uvedomiť si, že precíznosť a presnosť lineárneho aktuátora po úplnej inštalácii môžu byť ovplyvnené rôznymi okolnosťami mimo samotnej jednotky. Ďalšie komponenty použité v systéme môžu mať tiež určitú výrobnú toleranciu, ktorá pri inštalácii s aktuátorom môže zaviesť ďalší zdroj chyby, napríklad:
- Kladky
- Montážne konzoly
- Tyče
- Puzdrá
- Ventily
- Konštrukčné materiály
- Ložiská
Spätná vôľa pri používaní lineárnych aktuátorov
Spätná vôľa, známa aj ako „lash“, „play“ či „slop“, je stratový pohyb alebo vôľa v mechanizme spôsobená medzerami medzi jednotlivými dielmi, ako je to vidieť na vzdialenosti medzi zábermi ozubených kolies. Keď sa snažíme zmeniť smer otáčania ozubených kolies, najskôr sa „doberie“ stratový pohyb, kým sa kolesá začnú otáčať opačným smerom. Tento jav v prevodoch je jedným z dôvodov, prečo je spätná vôľa aktuátorov pomerne bežná a jej rozsah sa môže líšiť v závislosti od modelu vášho aktuátora.
Rámová konštrukcia, montážne konzoly a ďalšie pripojiteľné príslušenstvo môžu byť navrhnuté s určitým „voľným chodom“, aby umožnili otočné body a správnu funkciu. Mierna vôľa sa môže pripočítať k už prítomnej spätnej vôli aktuátora a ďalej znižovať celkovú precíznosť a presnosť.
Polohové chyby môžu vzniknúť aj v dôsledku nemechanických zdrojov, napríklad spätnej väzby z potenciometra, Hallových senzorov a ovládačov motora používaných na programové riadenie a čítanie polôh aktuátora. Mŕtvy čas a ďalšie časové oneskorenia, ktoré môžu vzniknúť v riadiacom systéme, treba taktiež zohľadniť v aplikáciách vyžadujúcich vysokú precíznosť a presnosť.
Aby sa zohľadnilo všeobecné opotrebovanie, pravidelné kontroly v rámci údržby celého systému a nevyhnutné doladenie môžu pomôcť zvýšiť dlhodobú precíznosť a presnosť. Aj keď k najhoršiemu scenáru, keď sú všetky tolerancie na maxime, dochádza zriedka, je kľúčové zvážiť všetky potenciálne tolerancie pre dôkladné pochopenie systému a posúdenie možných chýb.
Ako dôležitá sú precíznosť a presnosť?
Dôležitosť precíznosti a presnosti sa môže líšiť podľa použitia elektrických lineárnych aktuátorov. Niektoré aplikácie považujú precíznosť a presnosť za rovnako dôležité, iné prisudzujú väčší význam jednej z nich. Aj keď je možné použiť komponenty s vysokou precíznosťou a presnosťou, ak to nie je potrebné, zbytočne to zvýši celkové náklady a zložitosť systému bez väčšieho prínosu. Nižšie uvádzame niekoľko príkladov, ako sa dôležitosť precíznosti a presnosti môže líšiť:
- Automatizovaný nábytok – Zamkýnanie a odomkýnanie dverí veľkých drevených skríň posuvným tiahlom s aktuátormi nevyžaduje veľkú precíznosť ani presnosť pri mechanizmoch, ktoré majú veľké konštrukčné vôľe.
- Domáca automatizácia – Automatizované sklenené okná s aktuátormi nemusia vyžadovať veľkú presnosť, keďže používateľ môže počas inštalácie jednoducho doladiť počiatočnú polohu, no budú potrebovať precíznosť, aby zakaždým dorazili do rovnakej polohy.
- Potravinárstvo – Aktuátory v dávkovačoch pizzových toppingov nepotrebujú precíznosť na presun vždy do úplne rovnakého bodu, ale potrebujú presnosť, aby toppingy dopadli na zamýšľanú oblasť pizze.
- Medicínské aplikácie – Roboticky asistovaná chirurgia a dávkovače tekutín na prípravu liekov používajú modely, ako sú naše PA-12-R a PA-12-T Micro Precision Actuators, pretože vysoké úrovne precíznosti a presnosti sú kritické.
Aktuátory používané na základné úlohy zvyčajne nepotrebujú vysokú precíznosť a presnosť, aby pracovali v rámci svojich požiadaviek, a môžu byť vhodnejšie vo forme štandardných modelov pre jednoduchosť a nákladovú efektívnosť. Väčšina všeobecných aplikácií môže vyžadovať precíznosť, ale nie presnosť, alebo naopak – v závislosti od konkrétneho použitia. V špecializovanejších aplikáciách sa precíznosť aj presnosť môžu stať kritickými pre správnu činnosť. Preto je dôležité plne porozumieť požiadavkám vašej aplikácie a potenciálnym vplyvom, ktoré môže mať inštalácia, orientácia a tolerancie na precíznosť a presnosť systému.
ZHRNUTIE
Elektrické lineárne aktuátory môžu mať rôzne úrovne precíznosti a presnosti; zároveň je dôležité zohľadniť aj iné zdroje chýb, ktoré sú súčasťou vášho celkového systému. Úplným overením požiadaviek na precíznosť a presnosť vašej aplikácie si môžete zvoliť vhodné komponenty a integračné techniky a následne dizajn prispôsobiť ich obmedzeniam.
Dúfame, že ste v tomto článku našli užitočné informácie, najmä ak vás zaujímalo, akú úlohu zohrávajú precíznosť a presnosť pri používaní lineárnych aktuátorov. Ak máte otázky alebo chcete naše produkty prebrať podrobnejšie, neváhajte nás kontaktovať! Sme odborníci v tom, čo robíme, a radi vám pomôžeme, ako sa len dá.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123