Der mehrdimensionale Einfluss der DFU-Ballschrauben-Leitgenauigkeit auf das System und die technische Analyse
I . Kerndefinition und technische Indikatoren für die Leadgenauigkeit
Lead accuracy refers to the deviation of the actual axial displacement from the theoretical value when the ball screw nut is rotated for one week, and is usually measured in units of μm/100mm or μm/300mm. C5 (precision grade,<=5μm/300mm), C7 (general grade,<=15μm/300mm) and so on, and different precision hat einen differenzierten Einfluss auf die Leistung des Systems .
Zweitens der entscheidende Einfluss auf die Positionierung und Wiederholung der Genauigkeit
Akkumulationsmechanismus des linearen Verschiebungsfehlers
Der Lead -Fehler führt direkt zur "Befehlsverschiebung - tatsächliche Verschiebung" -Deviation . als Beispiel: Eine 10 -mm -Lead -Schritte:
C5 -Niveaugenauigkeit (Fehler ± 5 & mgr; m/300 mm) Nach dem Laufen von 300 mm beträgt die maximale Verschiebungsabweichung ± 5 μm;
Wenn es auf den C7-Spiegel reduziert ist (± 15 μm/300 mm), dehnt sich die gleiche Reiseabweichung auf ± 15 μm aus, was dem dimensionalen Fehler der CNC-Werkzeugmaschinenbearbeitung von 100 mm langer Arbeitsteile von ± 0 . 005 mm bis ± 0 {.}}}}}}}}}}}}}} äquivalent ist. Dies entspricht einem Anstieg des dimensionalen Fehlers von ± 0,005 mm auf ± 0,015 mm, wenn ein 100 mm langes Werkstück auf einer CNC -Maschine bearbeitet wird, was die IT7 -Toleranz überschreitet (± 0,012 mm).
Fall:Eine PCB-Bohrmaschine aufgrund der Verwendung von C7-Gradschraube (Bleifehler ± 10 μm / 100 mm), die 100 × 100-mm-Leiterplatten verarbeitet, wurde der Rand des Lochversatzes von ± 0 .} 03 mm, was führte, was zu einer Fehlerrate von 12%um 12%stieg, und der Ersatz der C5-Klassenstufe fiel auf weniger als 1%.
Wiederholen Sie Schwankungen der Positionierungsgenauigkeit
Unzureichende Konsistenz der Führung wird diskrete Abweichungen verursachen, wenn die gleiche Position mehrmals angesteuert wird. Zum Beispiel, im Fall einer Handhabungsplattform für Halbleiterwafer, wenn die Wiederholungsabweichung aufgrund des Führungsfehlers mehr als ±1 µm beträgt, wird dies zu einem Ausfall der Präzision bei der Registrierung des Lithografiemusters führen, und die Ausbeute des Chips wird von 95 % auf 70 % sinken.
Drittens die Auswirkungen auf die Glätte der Bewegung und die dynamischen Eigenschaften
Geschwindigkeitsschwankungen und Vibrationsgenerierung
Der Bleifehler lässt den Ball- und Raceway -Kontaktpunktabstand nicht einheitlich sind. Die Nussbewegung erzeugt "Schritt" -Degeschwindigkeit . gemessene Daten zeigen, dass:
C3 -Gradschraube (Fehler weniger als 1 & mgr; m/100 mm) bei 1 m/s -Geschwindigkeit, Geschwindigkeitsschwankung kleiner oder gleich 0,1%;
C7 -Gradschraube (Fehler weniger als 10 & mgr; m/100 mm) Schwankungen unter den gleichen Bedingungen bis zu 1 . 2%, ausgelöst durch die Oberflächenrauheit der Oberfläche der Maschinenbearbeitungsoberfläche von Ra0,8 & mgr; m zu RA1.6 μm.
Resonanz- und Lärmprobleme
Der periodische Fehler der Führung kann mit der intrinsischen Frequenz des Systems gekoppelt werden, wodurch eine Resonanz . Ein Hochgeschwindigkeitssortierer verwendet wird, der eine Schraube mit einem Bleifehler von ± 8 & mgr; m/100 mm verwendet. Dies erzeugt 120 Hz Resonanzresonanzrauschen (85 dB) mit einer Laufgeschwindigkeit mit einer Laufgeschwindigkeit mit einem Lauf von 60 m/min. Das Geräusch ist mit dem Lärm von 65 m. Nach dem Ersetzen der hochpräzisen Schraube .
Viertens die potenziellen Auswirkungen auf die Belastungskapazität und die Lebenserwartung
Ungleichmäßige Verteilung des Kontaktstress
Der Leitfehler führt zu einer ungleichmäßigen Kraft des Balls. Die lokale Kontaktspannung kann den Nennwert um mehr als 30%. Finite -Elemente -Analyse überschreiten, zeigt, dass:
Führungsfehler ± 10 μm, die maximale lokale Kontaktspannung des Rennstegs von 400 mPa bis 520 mPa, die die Ermüdungsgrenze von GCR15 -Stahl (500 mPa) überschreitet, beschleunigt das Fit -Misserfolg .}}}}}}}}}}}}}
Fall: Ein Spritzguss -Mechanismus für Formmaschinen aufgrund des Schraubenführungsfehlers ist groß und läuft 8 000 Stunden nach dem Rennway -Ablauf, während dieselben Arbeitsbedingungen unter der C5 -Schraubenlebensdauer von 20.000 Stunden .}}}}}} läuft
Abnahme der Starrheit und der Anti-Tiling-Fähigkeit
Die Inkonsistenz der Führung macht es für mehrere Gruppen von Kugeln unmöglich, Lasten synchron zu tragen, und die Gesamtsteifigkeit der Schraube nimmt beispielsweise {. ab. In der Doppel-Nuss-Vorspannung strukturiert ein Bleifehler von ± 5 μm, was die Vorspannung von 15%bis zu einem Tisch zu erreichen, und das Anti-Tilting-Drehmque des Tischs von 1200N ・ M bis 10n bis 1020n bis 1020n bis 1020n bis 1020n bis 1020n bis 1020n bis 1020n, bis 1020n, bis 1020n, bis 1020n, bis 1020n, bis 1020n, bis 1020n, bis 1020n, bis 1020n, bis 1020n bis 1020n, bis zu einem Tisch des Tischs bis zu einem Tisch bis zum 1200 N ・ M, bis 1020n, bis 1020n, bis 1020n, verursacht, wird das Tisch bis zu 1200 N ・ M bis 1020n. Bearbeitung auf einem großen Maschinenmaschine .
Fünf . Ketteneffekt auf das Kontrollsystem und die Kosten
Aktualisierung der Nachfrage nach Fehlerkompensation
Schrauben mit niedriger Präzision müssen sich auf das CNC-System verlassen, um eine komplexe Kompensation durchzuführen:
Wenn die Funktion der Tonhöhenfehlerkompensationsfunktion übernommen wird, müssen die Schrauben von C {7- -Pegel 200 Kompensationspunkte innerhalb von 300 mm Reise festlegen, während das C 3- -Pegel nur 20 mit einem 10- -Faltenunterschied in der Programmierlast benötigt;
High-End-Geräte müssen mit einer Skala (Genauigkeit ± 1 μm) installiert werden, um eine vollständige Kontrolle über geschlossene Schleife zu bilden, wodurch die Kosten der Hardware um 20% bis 30% . erhöht werden.
Inbetriebs- und Wartungskosten steigen steigen
Das Debuggen von Bleifehlerschrauben muss wiederholt kalibriert werden, eine Automobilschweißlinie unter Verwendung von C 7- Level-Schraube, einachsige Debugging-Zeit von 8 Stunden (C 3- NUR 2 Stunden), und jedes Jahr muss die Laser-Interferometer verwendet werden (z. 5, 000 yuan .
Sechsten
| Anwendungsfelder | Typische Ausrüstung | Anforderungen an die Genauigkeit von Führung | Fehlertoleranzgrenze |
| Semiconductor Manufacturing | Lithographiemaschine, Waferhandhabungstisch | C3 -Grad (weniger oder gleich 3 μm/300 mm) | Die Verschiebungsabweichung kleiner oder gleich ± 1 μm |
| Luft- und Raumfahrt | Mechanismus zur Leitlinien für Raketen | C4 -Grad (weniger oder gleich 4 & mgr; m/300 mm) | Wiederholen Sie die Lokalisierung weniger als ± 2 μm |
| Präzisionsmaschinenmaschinen | Fünf-Achsen-Bearbeitungszentrum | C5 -Grad (weniger oder gleich 5 μm/300 mm) | Bearbeitungstoleranz weniger als ± 0,01 mm |
| Automatische Produktionslinie | Platzierungsmaschine elektronischer Komponenten | C6 -Grad (weniger als oder gleich 10 & mgr; m/300 mm) | Positionierungsabweichung weniger als ± 0,05 mm |
| Allgemeine Maschinerie | Verpackungsmaschinen, Förderleitungen | C7 (weniger oder gleich 15 μm/300 mm) | Die Verschiebungsabweichung von weniger oder gleich ± 0,1 mm |
Wartungs- und Misserfolgswarnstrategie für Genauigkeit
Regelmäßige Genauigkeitsinspektion
Verwenden Sie das Laserinterferometer, um gemäß ISO {230-2 Standard zu überprüfen. Alle 5000 Stunden Betriebs- oder Verarbeitungsgenauigkeit überschreiten den Standard, zeichnen Sie den Trend der Änderung des Bleifehlers auf (z. B. Fehlerwachstumsrate> 1 μm/1000 Stunden müssen überarbeitet werden) .}
Warntechnologie tragen
Installieren Sie Dehnungssensoren, um die Kontaktspannung des Rennstegs zu überwachen, wenn die Spannung mehr als 20% des Durchschnittswerts (z.
Abschluss
Die Bleigenauigkeit von DFU-Ballschrauben ist kein einzelner technischer Index, sondern beeinflusst die Verschiebungsgenauigkeit, die Glätte der Bewegung, die Systemsteifigkeit und andere Dimensionen, was zu einer Kettenreaktion auf die Präzision der Geräte, Effizienz und Kosten führt. Kosten . Es wird empfohlen, die optimale Lösung durch Simulation (e . g ., Last-Genauigkeitsverschlechterungstests) während der Auswahlphase zu ermitteln, um eine Erhöhung der Gesamtlebenszykluskosten aufgrund mangelnder Genauigkeit . zu vermeiden. oder mehr Anstieg der Gesamtlebenszykluskosten ..
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