Pohybový systém - Definice

Abbeho chyba

Abbeho chyba je lineární polohová chyba způsobená kombinací úhlové chyby dráhy uložení (dráhy pohybu) a velikosti posunutí mezi měřicím zařízením (vodicí šroub, snímač apod.) a skutečným předmětem zájmu.

φ=h x tanθ

kde h je vzdálenost mezi snímačem a hrotem nástroje.

Pro minimalizaci Abbeho chyby musí být vzdálenost h co nejkratší.

Přesnost

Přesnost je vzdálenost mezi skutečnou polohou mechanického systému a očekávanou polohou. Typicky se udává v mikronech nebo úhlových vteřinách v dané dráze pro odchylku ±3sigma. Například přesnost ±3 µm (±20 úhlových vteřin) při ±3sigma na dráze 300 mm (300) znamená, že když se osa posune do polohy 300 mm (300) od aktuální polohy, konečná poloha bude ležet mezi 299,997 (300,0056 stupně) a 300,003 (299,9944 stupně) v 99,7% případů. Přesnost ovlivňuje zpětnovazební systém (snímač, laserový interferometr...), pohonný mechanismus a typ uložení.

Axiální házení

Axiální házení je polohová chyba vrcholu otočného stolu ve svislém směru, když se stůl otáčí ve vodorovné rovině.

Mrtvý chod

Mrtvý chod je chyba polohy způsobená obrácením směru pohybu. Je způsoben vůlí mezi prvky mechanického systému. Mrtvý chod rovněž ovlivňuje obousměrnou opakovatelnost. Mrtvý chod lze kompenzovat řídicí jednotkou polohy.

Součinitel tření

Součinitel tření je poměr mezi silou potřebnou k pohybu zátěže a velikostí zátěže. Existují dva součinitele tření: statický a dynamický (součinitel statického tření > součinitel dynamického tření).

Pracovní cyklus

Pro opakující se cyklus je pracovní cyklus poměr mezi ’aktivním’ časem a celkovým časem cyklu. Pracovní cyklus = (aktivní čas/(aktivní čas + neaktivní čas)) x 100%.

Rovinnost

Rovinnost je vertikální odchylka od roviny pohybu.

Horizontální přímost

Horizontální přímost je horizontální odchylka od přímé dráhy. Odchylka horizontální přímosti pohybu v ose X způsobí polohovou chybu v ose Y.

 

Hysterézní chyba

Hysterézní chyba je odchylka mezi dosaženou a požadovanou polohou, která vzniká v důsledku elastickych sil kumulovaných v posuvovém systému. Ovlivňuje přesnost a opakovatelnost v obou směrech.

Ortogonalita (pravoúhlost)

Ortogonalita je úroveň kolmosti mezi dráhou pohybu a dvěma patrovými (stacked) osami. Nejsou-li dvě dráhy pohybu ortogonální, vytvoří dráha v ose X polohovou chybu ve směru osa Y (pro stůl X-Y).

Klonění (Pitch)

Klonění je otáčení (úhlová odchylka od ideální přímé dráhy) kolem osy ve vodorovné rovině (pro níže uvedený příklad) kolmo ke směru dráhy. Pro dráhu v ose X způsobí klonění Abbeho chybu ve směrech X a Z.

Radiální házení

Radiální házení je polohová chyba středového průměru otočného stolu ve vodorovném směru, když se stůl otáčí ve vodorovné rovině.

Opakovatelnost

Opakovatelnost je schopnost pohybového systému spolehlivě dosáhnout zadané polohy při mnoha opakovaných pokuse za stejných podmínek. Jednosměrná opakovatelnost je schopnost opakovat pohyb pouze v jedno směru (a ignoruje účinek mrtvého chodu nebo hystereze systému). Obousměrná opakovatelnost je schopnost opakovat pohyb z obou směrů. Měření opakovatelnosti se standardně provádí s nezatíženým systémem.

Rozlišení

Rozlišení je nejmenší možný pohyb, kterého může systém dosáhnout. Může být definováno pro elektroniku, snímač a mechaniku.

Klopení (Roll)

Klopení je otáčení (úhlová odchylka od ideální přímé dráhy) kolem osy ve vodorovné rovině (por níže uvedený příklad) rovnoběžně ke směru dráhy. Pro dráhu v ose X způsobí klopení Abbeho chybu ve směrech Y a Z.

Sigma

Sigma (s) je standardní odchylka. Indikuje, jak dalece se daný proces liší od jmenovité hodnoty; čím méně, tím lépe. Pro normální rozložení pohybu, které je často předpokládáno pro polohové hodnoty, výsledek 3s=0,1 mikronu (=2 úhlové vteřiny) zaručuje, že 99,7% měření se bude pohybovat v rozmezí ±0,1 mikronu (2s=0,1 mikronu znamená 95,4% v rozmezí ±0,1 mikronu, s=0,1 mikronu znamená 68,3%  v rozmezí ±0,1 mikronu) nebo ±2 úhlové vteřiny (2s=2 úhlové vteřiny znamená 95,4% v rozmezí ±2 úhlové vteřiny, s=2 úhlové vteřiny znamená 68,3% v rozmezí ±2 úhlové vteřiny).

Tepelná roztažnost

Tepelná roztažnost je změna rozměrů a tvaru systému při změně teploty. Velikost změny závisí na velikosti součásti, úrovni změny teploty a charakteristice materiálu.

Vertikální přímost

Vertikální přímost je vertikální odchylka od přímé dráhy. Odchylka vertikální přímosti pohybu v ose X způsobí polohovou chybu v ose Z.

 

Kolísání (Wobble)

Kolísání je úhlová chyba mezi kolmicí ke styčné ploše a skutečnou osou otáčení, když jsou korigovány úhly beta (b) a gama (g).(a): úhel s upevňovacími povrchy

(b): úhel mezi skutečnou osou otáčení a základnou otočného stolu

(g): úhel mezi kolmicí ke styčné ploše a skutečnou osou otáčení

Stáčení (Yaw)

Stáčení je otáčení (úhlová odchylka od ideální přímé dráhy) kolem osy ve svislé rovině (pro níže uvedený příklad) kolmo ke směru dráhy. Pro dráhu v ose X způsobí klonění Abbeho chyby ve směrech X a Y.