Mikä on lineaariohjaimien kohtisuora ja kuinka se mitataan?

Lineaarinen ohjaimen kohtisuora kuvaa, kuinka tarkasti yksi ohjausakseli, liikeakseli tai asennuspiste muodostaa 90 asteen suhteen toiseen määritettyyn referenssiin. Se tarkistetaan yleisimmin koneen X- ja Y-liikeakseleiden välissä, missä sitä kutsutaan myös akselin neliömäisyydeksi tai ortogonaaliseksi.

Kohtisuoraisuutta ei pidä sekoittaa kahden samalle akselille asennetun kiskon väliseen yhdensuuntaisuuteen. Kaksi yhtä liikkuvaa pöytää tukevaa kiskoa on yleensä tarkoitettu yhdensuuntaisiksi. Kaksi eri liikeakselia, kuten X ja Y, on normaalisti tarkoitettu kohtisuoraksi.

Jos X- ja Y-akselit eivät ole neliömäisiä, kone voi silti liikkua tasaisesti, mutta käsketty geometria voi vääristyä. Ohjelmoidusta neliöstä voi tulla suuntaviiva ja ympyrän muotoinen rata voi osoittaa suuntageometrisen virheen, vaikka jokainen yksittäinen akseli sijoittuisi tarkasti omalla kulkullaan.

Mihin kohtisuoraisuus viittaa

Termi voi kuvata useita erilaisia ​​​​suhteita. Piirustuksessa, tarkastussuunnitelmassa tai konespesifikaatiossa on yksilöitävä tarkasti, mitä linjaa, tasoa tai liikeakselia ohjataan.

Nämä suhteet vaativat erilaisia ​​mittausasetuksia. Tulos on epätäydellinen, ellei ohjattua ominaisuutta, referenssipistettä, mittaussuuntaa ja arvioitua pituutta ole ilmoitettu.

Perpendikulaarisuus vs rinnakkaisuus

Rinnakkaisuus ja kohtisuora ovat toisiinsa liittyviä kohdistusohjaimia, mutta ne ratkaisevat erilaisia ​​ongelmia.

Ennen XY:n kohtisuoran tarkistamista jokaisella akselilla on oltava jo hyväksyttävä suoruus ja kunkin akselin yhdensuuntaiset kiskot on jo kohdistettu. Muutoin kohtisuora lukema voi sisältää virheitä useista eri lähteistä.

Katso samaan suuntaan asennettujen kiskojen mittauskuinka mitata lineaarisen ohjaimen yhdensuuntaisuutta.

Kuinka kohtisuoraisuusvirhe vaikuttaa liikkeeseen

Vaikutus riippuu siitä, mikä suhde on väärä.

Kun X- ja Y-liikeakselit eivät ole neliömäisiä:

• Neliöpolusta voi tulla suuntaviiva.
• Ympyräinterpolaatiotesti voi osoittaa geometrisen vääristymän.
• Eri akselisuunnista koneistetut ominaisuudet eivät välttämättä kohtaa aiotussa kulmassa.
• Tarkastustulokset voivat vaihdella mittaussuunnan mukaan.

Kun kiskon kiinnityspisteet eivät ole kohtisuorassa tai oikein sijoitettu:

• Kisko ei välttämättä asetu täysin molempia vertailupintoja vasten.
• Kiristyspultit voivat vääristää kiskoa tai vetää sen pois aiotusta peruspisteestä.
• Liikkuva levy voi aiheuttaa lisämomenttikuormitusta vaunuihin.
• Lopullinen akselin suunta voi poiketa koneen piirustuksesta.

XY neliömäisyysvirhe ei välttämättä tee kelkan liikkumista vaikeaksi, koska jokainen akseli voi silti olla sisäisesti suora ja yhdensuuntainen. Sitä vastoin sitova vaunu yhdistetään yleisemmin kiskon yhdensuuntaisuuteen, asennuskorkeuden vaihteluun, kontaminaatioon tai levyn vääristymiseen kuin erillisten akselien väliseen 90 asteen suhteeseen.

Määritä ensin mittaus

Ennen kuin valitset instrumentin, määritä seuraavat tiedot:

• Mikä akseli, kiskon sivupinta tai asennustaso on ohjattava ominaisuus?
• Mikä akseli tai pinta on vertailupiste?
• Onko vaatimus komponenttien geometriasta vai varsinaisesta vaunun liikkeestä?
• Millä mittauspituudella tulos arvioidaan?
• Pitäisikö tulos ilmoittaa mm, mm/m, mikrometreinä vai kulmayksiköinä?
• Mitkä lämpötila- ja koneen{0}}latausolosuhteet ovat voimassa?

Koneistettujen asennusreunojen mittaus ei automaattisesti todista, että lopulliset liikeakselit ovat kohtisuorassa. Kiskon kiinnitys, pulttien kiristäminen, vaunun vaihtelu, pöydän muodonmuutos ja kokoonpanon säätö voivat muuttaa valmiin liikegeometrian.

Tapa 1: Neliö- ja valitsinilmaisin

Kalibroitu tarkkuusneliö ja mittakellotestin ilmaisin tarjoavat käytännöllisen menetelmän kahden suhteellisen lyhyen koneen akselin suorakulmaisuuden tarkistamiseen. Neliön tulee olla riittävän tarkka vaadittuun konetoleranssiin nähden.

XY-vaiheen perusmenettely:

1. Puhdista pöytä, neliö ja indikaattorin kosketuspinnat. Poista lastut, purseet ja voiteluainejäämät, jotka voivat kallistaa neliötä.
2. Määritä X--akseli vertailuliikkeen suunnaksi.
3. Aseta tarkkuusneliö konepöydälle ja kohdista yksi työpinta yhdensuuntaisesti X--akselin liikeradan kanssa.
4. Asenna valitsin Y--akselin liikkuvaan osaan niin, että mittapää koskettaa neliön kohtisuoraa työpintaa.
5. Siirrä Y--akselia määritetyn tarkastuspituuden läpi samalla kun tallennat indikaattoriarvot.
6. Toista mittaus tarkistaaksesi toistettavuuden ja käännä tai sijoita neliö tarvittaessa uudelleen tunnistaaksesi neliön tai asetusvirheen.

Indikaattorin vaihtelu edustaa sivusuuntaista poikkeamaa mitatun Y--akselin liikematkalla sen jälkeen, kun neliö on kohdistettu oikein X--akselin referenssiin. Neliö ei saa liikkua, kun akselia ajetaan.

Menetelmä 2: Optinen mittaus

Pidemmät matkat ja suuremman tarkkuuden{0}}koneet saattavat vaatia autokollimaattorin, laserinterferometrin sopivalla kulma- tai suoruusoptiikalla tai laserseurantalaitteen. Peruslaserosoitin tai viivalaser ei riitä jäljitettävään-tarkkuuteen kohtisuoraan.

Tyypillinen optinen prosessi sisältää:

1. Määritä ensimmäisen liikeakselin suunta tai kulmakäyttäytyminen.
2. Mittaa toisen akselin suunta samassa koordinaattijärjestelmässä.
3. Laske kahden sovitetun liikesuunnan välinen kulmasuhde.
4. Toista ajot molempiin kulkusuuntiin arvioidaksesi toistettavuutta ja käänteisvaikutuksia.
5. Noudata laitteen valmistajan ympäristö- ja korvausmenettelyjä.

Optiset menetelmät vähentävät riippuvuutta lyhyestä fyysisestä neliöstä ja ovat hyödyllisiä pitkille koneen akseleille. Niiden tarkkuus riippuu edelleen instrumentin asetuksista, ilman lämpötilasta, lämpögradienteista, tärinästä ja mitattujen akselivektoreiden oikeasta tulkinnasta.

Tapa 3: CMM tai Laser Tracker

Koordinaattimittauskone tai laserseurantalaite voi arvioida kohtisuoraa mittaamalla pisteitä kahdella vertailukohdalla tai liikeradalla ja sovittamalla viiva tai taso kuhunkin tietoaineistoon.

Yleinen menettely on:

1. Määritä koneen koordinaattijärjestelmä ja tarvittavat peruspisteet.
2. Kerää riittävästi hajautettuja pisteitä pitkin ensimmäistä akselia, kiskon peruspistettä tai asennusominaisuutta.
3. Kerää pisteitä toista ohjattua ominaisuutta pitkin.
4. Sovita tarvittavat viivat tai tasot sovitulla arviointimenetelmällä.
5. Laske niiden välinen kulmasuhde tai kohtisuoran poikkeama.

Tarvittava pistemäärä riippuu ominaisuuden pituudesta, geometriasta, mittausepävarmuudesta ja tarkastusstandardista. Kiinteää lukua, kuten 20 tai 30 pistettä, ei pidä käyttää jokaisessa koneessa.

CMM-tarkastus on erityisen hyödyllinen koneistettujen alustojen, pöytien ja olkapäiden paikantamiseen ennen ohjaimen asennusta. Todellisen liikkeen-akselin kohtisuorassa mittausasetuksen on otettava huomioon vaunun tai pöydän liike eikä vain staattinen kiskon geometria.

Kuinka laskea virhe

Neliön{0}}ja-indikaattorimittauksen yksinkertaistettu kohtisuora poikkeama voidaan ilmaista seuraavasti:

Kun tulos normalisoidaan yhteen metriin:

Pienillä kulmavirheillä kulma voidaan arvioida poikkeaman ja mittauspituuden välisestä suhteesta:

Jos osoitin muuttuu esimerkiksi 0,012 mm 600 mm:n vahvistetun liikematkan aikana:

Tämä on raportointiesimerkki, ei yleinen hyväksyntätoleranssi. Sallitun arvon tulee perustua koneen suunnitteluun, piirustukseen, prosessikapasiteettiin tai sovellettavaan tarkastusstandardiin.

Ei yleismaailmallista toleranssia

Jokaiselle lineaariselle ohjausjärjestelmälle ei ole olemassa yhtä kohtisuoran toleranssia. Pakkauksen siirtoakselilla, CNC-työstökeskuksella ja koordinaattimittausasteella on hyvin erilaiset geometriset vaatimukset.

Sallittu virhe riippuu:

• Akselin liikepituus
• Vaadittu osa- tai paikannustarkkuus
• Ohjaimen ja työpisteen välinen etäisyys
• Koneen rakenne ja lämpökäyttäytyminen
• Ohjauksen tarkkuus ja esijännitys
• Mittauksen epävarmuus
• Säätimen kompensoinnin saatavuus

Toleranssissa tulee aina ilmoittaa sen arvioitu pituus. Poikkeama 0,01 mm yli 100 mm ei vastaa 0,01 mm yli 1000 mm.

Yleiset mittausvirheet

Vahvistamattoman neliön käyttäminen

Jos neliövirhe on lähellä konetoleranssia, tulos ei voi luotettavasti erottaa konevirhettä viite-työkaluvirheestä. Käytä kalibroitua neliötä sopivalla epävarmuudella.

Neliön kohdistaminen pääakseliin epäonnistui

Pöydällä olevaa tarkkaa neliötä ei kohdisteta automaattisesti X--akselin liikkeeseen. Yksi pinta on ensin asetettava yhdensuuntaiseksi valitun pääakselin kanssa, ennen kuin kohtisuoraa pintaa käytetään tarkastamaan Y.

Mittaus ennen kuin yhdensuuntaisuus on oikea

Jos kaksi kiskoa yhden akselin sisällä eivät ole yhdensuuntaisia, liikkuva pöytä voi kallistua tai takertua ajon aikana. Tuloksena oleva indikaattorin muutos voidaan sekoittaa kohtisuoraan virheeseen.

Ohitetaan ilmaisimen kosinivirhe

Anturin tulee koskettaa referenssipintaa oikeassa kulmassa ja pysyä suunnitellulla mittausalueella. Vino osoittimen varsi tai kosketuskulman muutos aiheuttaa lisävirheitä.

Mittaus lämpötilan muutoksen aikana

Koneiden rungot, neliöt, kiskot ja mittauslaitteet laajenevat lämpötilan mukana. Anna laitteen vakiintua ja vältä suoraa auringonvaloa, muuttuvaa jäähdytysnesteen lämpötilaa ja paikallisia lämmönlähteitä tarkkuustarkastuksen aikana.

Kuinka korjata kohtisuora

Korjausmenetelmä riippuu siitä, johtuuko virhe asennusalustasta, kiskon asennosta, liikkuvasta rakenteesta vai koneen kalibroinnista.

1. Vahvista pääakseli.Tarkista sen suoruus ja kiskon sisäinen yhdensuuntaisuus ennen kuin käytät sitä referenssinä.
2. Tarkasta kiinnityspinnat.Poista purseet, kolhut, lika ja kohonnut materiaali pultinreikien ympäriltä.
3. Löysää vain säädettävää akselia.Pidä vahvistettu pääakseli kiinteänä, ellei tarkastus osoita, että se on myös virheellinen.
4. Säädä oikeaa viitettä vasten.Käytä koneistettua olaketta, tarkkuusneliötä, jigiä tai mittauspalautetta akselin sijoittamiseen.
5. Kiristä asteittain.Noudata määritettyä pulttijärjestystä ja kiristysmomenttia samalla kun tarkistat, että akseli ei siirry.
6. Tarkista koko matka uudelleen.Mittaa molempiin ajosuuntaan ja toista, kun kaikki kiskot, vaunut ja levyt on kiristetty kokonaan.

Välilevyjä saa käyttää vain, jos koneen rakenne ja korjaussuunta sen sallivat. Satunnainen sovitus voi parantaa yhtä lukemaa ja aiheuttaa kiinnitys-kasvojen vääristymiä, rullaus- tai korkeusvirheitä muualla.

Jos vaadittu säätö ylittää käytettävissä olevan kokoonpanoalueen, asennusolake tai alusta saattaa vaatia uudelleen{0}}koneistuksen. Säätimen kompensointi voi vähentää tiettyjä geometrisia virheitä ohjatussa liikkeessä, mutta se ei korjaa mekaanista kiinnitystä, huonoa kiskon istuinta tai liiallista sisäistä vaunun kuormitusta.

Suositeltu tarkastusmääräys

Looginen tarkastussekvenssi estää yhden kohdistusvirheen sekoittamisen toiseen:

1. Asennuspinnan-tasaisuus ja puhtaus
2. Master kiskon suoruus
3. Kiskojen yhdensuuntaisuus kunkin akselin sisällä
4. Vaunun liike ja ajovastus
5. Eri liikeakselien välinen kohtisuora
6. Täydelliset koneen paikannus- ja interpolointitestit

Katso asennus{0}}pinnan tarkastus, katsolineaarinen ohjainkiinnitys-pinnan tasaisuus. Katso täydellinen kokoonpanosarja kohdastakuinka lineaariset liikeohjaimet asennetaan.

Johtopäätös

Lineaarinen ohjauksen kohtisuora kuvaa normaalisti 90-asteen suhdetta kahden liikeakselin välillä tai ohjaussuunnan ja tietyn koneen peruspisteen välillä. Se eroaa kiskon yhdensuuntaisuudesta, polun suoruudesta ja asennuspinnan tasaisuudesta.

Tarkka neliö ja osoitin voivat tarjota käytännöllisen työpajan tarkastuksen, kun taas optiset laitteet, CMM:t ja laserseurantalaitteet sopivat paremmin pitkiin matkoihin tai{0}}tarkempiin järjestelmiin. Menetelmästä riippumatta peruspiste, tarkastuksen pituus, instrumentin epävarmuus ja mittauskohde on määriteltävä selvästi.

DLY toimittaa HD-pallo-tyyppiä, ED-matala-profiilia, MD-miniatyyriä ja RD-rulla-tyyppiälineaariset ohjausreititH- ja P-tarkkuusvaihtoehdoilla. Lopullinen koneen kohtisuora riippuu sekä ohjaimen tarkkuudesta että koko liikejärjestelmän asennuksesta, linjauksesta ja tarkastuksesta.

← Takaisin DLY-blogiin