Viacrozmerný vplyv presnosti olova olovo DFU na systém a technická analýza
I. Základné definície a technické ukazovatele presnosti olova
Presnosť olova sa vzťahuje na odchýlku skutočného axiálneho posunu z teoretickej hodnoty, keď sa matica skrutiek guľôčky otáča jeden týždeň a zvyčajne sa meria v jednotkách μm/100 mm alebo μm/300 mm. C5 (presný stupeň, menší alebo rovný 5 μm/300 mm), C7 (všeobecný stupeň, menší alebo rovný 15 μm/300 mm) a tak ďalej a iná presnosť má diferencovaný vplyv na výkon systému.
Po druhé, rozhodujúci vplyv na umiestnenie a presnosť opakovania
Akumulačný mechanizmus chyby lineárneho posunu
Chyba olovo priamo vedie k odchýlke „Skutočné posunutie príkazu“. Ako príklad si vezmite 10 mm olovenú skrutku:
Presnosť úrovne C5 (chyba ± 5 μm/300 mm) Po spustení 300 mm je maximálna odchýlka posunu ± 5 μm;
Ak je znížená na hladinu C7 (± 15 μm/300 mm), rovnaká cestovná odchýlka sa rozširuje na ± 15 μm, čo je ekvivalentná rozmerovej chybe obrábania strojového nástroja CNC 100 mm dlhého obrobku z ± 0,005 mm na ± 0,015 mm. Toto je ekvivalentné zvýšeniu rozmerovej chyby z ± 0,005 mm na ± 0,015 mm pri obrábaní 100 mm dlhého obrobku na stroji CNC, ktorý presahuje toleranciu IT7 (± 0,012 mm).
Prípad:Vŕtací stroj DPS v dôsledku použitia skrutky triedy C7 (chyba olovo ± 10 μm / 100 mm), spracovanie dosiek s obvodmi 100 x 100 mm, hrana posunu otvoru ± 0,03 mm, čo vedie k zvýšeniu chybnej rýchlosti doplnku o 12%, výmenou defektnej rýchlosti skrutky C5 na menej ako 1%.
Opakovať kolísanie presnosti polohy
Nedostatočná konzistentnosť sprievodcu spôsobí, že pri umiestnení rovnakej polohy niekoľkokrát spôsobí diskrétne odchýlky. Napríklad v prípade polovodičovej platformy na manipuláciu s oblátkami, ak je odchýlka opakujúceho sa polohy spôsobená chybou sprievodcu vyššia ako ± 1 μm, bude to mať za následok zlyhanie presnosti registrácie litografie a miera výnosu čipu sa zníži z 95% na 70%.
Po tretie, vplyv na plynulosť pohybu a dynamické vlastnosti
Výkyvy rýchlosti a tvorba vibrácií
Chyba olova robí medzera v kontakte s loptou a dostihou nie je rovnomerná, pohyb matíc vytvára zmeny rýchlosti „kroku“. Namerané údaje ukazujú, že:
Skrutka stupňa C3 (chyba menšia alebo rovná 1 μm/100 mm) pri rýchlosti 1 m/s, kolísanie rýchlosti menšie ako alebo rovná 0,1%;
Skrutka stupňa C7 (chyba menšia alebo rovná 10 μm/100 mm) kolísanie za rovnakých podmienok až do 1,2%, vyvolaná drsnosťou povrchu povrchu gravírovacieho stroja na obrábanie povrchu od zhoršenia RA0,8 μm do RA1,6 μm.
Problémy s rezonanciou a hlukom
Periodická chyba vodiacej cesty môže byť spojená s vnútornou frekvenciou systému, ktorá spôsobuje rezonanciu. Vysokorýchlostný triedič používa skrutku s chybou olovo ± 8 μm/100 mm, ktorá generuje 120 Hz rezonančný hluk (85 dB) pri behovej rýchlosti 60 m/min, čo je výrazne presahujúca priemyselnú štandard (menej ako alebo rovná 75 dB) a hluk sa zníži na 68 dB po nahradení vysokej skrutkovej skrutky.
Po štvrté, potenciálny vplyv na kapacitu záťaže a dĺžku života
Nerovnomerné rozdelenie kontaktného napätia
Chyba sprievodcu vedie k nerovnomernej sile na loptu, lokálne kontaktné napätie môže prekročiť menovitú hodnotu o viac ako 30%. Analýza konečných prvkov ukazuje, že:
Chyba sprievodcu ± 10 μm, maximálne miestne kontaktné napätie pretekárskej dráhy od 400 mPa do 520 MPa, presahujúce únavový limit ocele GCR15 (500 MPa), a zrýchľuje zlyhanie jamiek.
Prípad: Mechanizmus upínania vstrekovania tvarovania v dôsledku chyby sprievodcu skrutkou je veľký a po odlupovaní závodných ciest prebieha 8000 hodín, zatiaľ čo rovnaké pracovné podmienky pod úrovňou životnosti skrutky C5 20 000 hodín.
Zníženie rigidity a schopnosti proti namáhaniu
Nekonzistentnosť sprievodcu znemožňuje niekoľkým skupinám loptičiek synchrónne prenášať zaťaženie a celková tuhosť skrutky klesá. Napríklad v štruktúre predpätia s dvojitou orechom spôsobí chyba olova ± 5 μm, ktorá spôsobí odchýlku predpätia 15%a protipísanie krútiaceho momentu na pokles z 1200N ・ m na 1020N ・ M, čo bude mať za následok naklonenie stola pri obrábaní veľkého priestoru.
päť. Reťazový účinok na riadiaci systém a náklady
Aktualizácia dopytu po kompenzácii chýb
Nízko presné skrutky sa musia spoliehať na systém CNC, aby sa vykonala komplexná kompenzácia:
Keď sa prijme funkcia kompenzácie chýb tónu, skrutky na úrovni C7 musia nastaviť 200 kompenzačných bodov do 300 mm cestovania, zatiaľ čo úroveň C3 potrebuje iba 20, s 10-násobným rozdielom v programovacom pracovnom zaťažení;
Špičkové zariadenie je potrebné nainštalovať s mierkou (presnosť ± 1 μm), aby sa vytvorilo úplnú kontrolu s uzavretou slučkou, čím sa zvýši náklady na hardvér o 20% až 30%.
Zvýšenie nákladov na uvedenie do prevádzky a údržby
Debuggovanie skrutiek oloveného skrutky musí byť opakovane kalibrované, automobilový zváracia čiara s použitím skrutky na úrovni C7, jednostranného času ladenia 8 hodín (iba 2 hodiny na úrovni C3 (na úrovni C3 iba 2 hodiny) a každý rok musí používať laserové interferometre (ako napríklad Renishaw XL-80) na vykonávanie 2-násobku presnosti kompenzácie, nákladov každého času je asi 5 000 yuánskych.
Šiesta, kritériá výberu presnosti aplikácie v priemysle
| Aplikácia | Typické vybavenie | Požiadavky na presnosť | Limit tolerancie chýb |
| Výroba polovodičov | Litografický stroj, manipulácia s oblátkami | Stupeň C3 (menší alebo rovný 3 μm/300 mm) | Odchýlka posunu menšia alebo rovná ± 1 μm |
| Letectvo | Mechanizmus rakiet | Stupeň C4 (menší alebo rovný 4 μm/300 mm) | Opakujte lokalizáciu menšiu alebo rovnú ± 2 μm |
| Precízne obrábacie stroje | Päťosové obrábkové centrum | Stupeň C5 (menší alebo rovný 5 μm/300 mm) | Tolerancia obrábania menšia alebo rovná ± 0,01 mm |
| Automatizovaná výrobná linka | Stroj na umiestňovanie elektronických komponentov | Stupeň C6 (menší alebo rovný 10 μm/300 mm) | Polohovacia odchýlka menšia alebo rovná ± 0,05 mm |
| Všeobecná mašinéria | Obalové stroje, dopravné vedenia | C7 (menej ako alebo rovná 15 μm/300 mm) | Odchýlka posunu menšia alebo rovná ± 0,1 mm |
Stratégia údržby a výstrahy presnosti
Pravidelná kontrola presnosti
Použite laserový interferometer na kontrolu podľa štandardu ISO 230-2, každých 5 000 hodín prevádzky alebo presnosti spracovania presahuje štandard, zaznamenávajú trend zmeny chyby olova (napríklad je potrebné prepracovať rýchlosť rastu chýb> 1 μm/1000 hodín).
Noste výstražnú technológiu
Nainštaluje snímače deformácie na monitorovanie kontaktného napätia na pretekárskej dráhe, keď napätie kolíše viac ako 20% priemernej hodnoty (napríklad náhlu zmenu napätia spôsobeného chybou vodiacej), systém automaticky alartuje a vyzýva výmenu skrutky.
Záver
Presnosť olova olova loptičiek DFU nie je jediným technickým indexom, ale ovplyvňuje presnosť posunu, plynulosť pohybu, tuhosť systému a ďalšie rozmery, čo vedie k reťazovej reakcii na presnosť zariadenia, účinnosť a náklady. Od polovodičového spracovania nanomateriálov až po polohovanie spoločného strojového zariadenia na úrovni milimetra je výberom úrovne presnosti podľa potreby a implementáciou dynamickej údržby kľúčom k vyváženiu výkonu a nákladov. Odporúča sa určiť optimálne riešenie simuláciou (napr. Testovanie degradácie zaťaženia) počas fázy výberu, aby sa zabránilo 40% alebo väčšiemu zvýšeniu celkových nákladov na životný cyklus v dôsledku nedostatočnej presnosti.
Kontaktujte nás
📞 Telefón:+86-8613116375959
📧 E-mail:741097243@qq.com
🌐 Oficiálna webová stránka:https://www.automation-js.com/
