精度

1.6.1 精度

SCHNEEBERGER MONORAIL 导轨的精度与周围结构共同决定了整个系统的运动精度。 导轨精度对于精密定位和高质量加工至关重要。

线性运动的精度取决于安装导轨的机床精度，也取决于 SCHNEEBERGER MONORAIL 导轨本身的精度。 精度涉及尺寸公差（高度和宽度偏差）以及运动精度（滑座沿导轨移动时的偏差）。

1.6.2 SCHNEEBERGER MONORAIL 导轨的精度等级

SCHNEEBERGER 将 MONORAIL 导轨分为不同的精度等级。为此，导轨与滑座之间的 高度和宽度尺寸公差均受到控制。

这些尺寸的公差由 SCHNEEBERGER 在内部生产规范中加以限制，从而保证了产品的一致性和可信赖性。 精度等级定义了滑座相对于导轨的高度公差和宽度公差，详细数值请参阅 SCHNEEBERGER MONORAIL 和 AMS 产品目录。

1.6.3 运动精度

理想情况下，滑座沿导轨的运动应遵循精确的直线轨迹。 然而，由于制造公差的影响，实际运动会产生一定的偏差。 运动精度描述了滑座在沿导轨移动过程中的实际运动轨迹与理想直线轨迹之间的偏差。

单个滑座的元件误差

单个滑座沿导轨移动时会产生五种元件误差（component errors）。 这些误差包括三种旋转运动和两种平移运动：

Component errors (five degrees of freedom) of a single carriage.

单个滑座的元件误差（五个自由度）。

元件误差的影响

以机器轴为例，几何行为由各个滑座的元件误差决定。 当多个轴连接在一起时，各元件误差会相互影响。 因此，在系统中保持每个滑座的变化量尽可能小是非常重要的。

多个连接滑座的运动

在实际应用中，通常使用四个滑座配合两条平行导轨的配置。 当滑座通过机床鞍座或工作台连接在一起时，单个滑座的旋转运动会被抑制， 整体系统仅表现出平移运动。

Four connected carriages with rotational movements XRX, XRY and XRZ shown.

四个连接滑座的旋转运动 XRX、XRY 和 XRZ 示意图。

在整体系统中，单个滑座的旋转运动 XRX、XRY 和 XRZ 不再可见。 整体运动是各个元件运动的综合结果。连接在一起的滑座系统仅保留平移运动自由度：

Four connected carriages with only translational movements XTX, XTY and XTZ.

四个连接滑座仅保留平移运动 XTX、XTY 和 XTZ。

1.6.4 影响运动精度的因素

SCHNEEBERGER MONORAIL 导轨的运动精度不仅受滚动元件制造精度的影响， 还受到以下因素的影响。这些因素可根据其影响范围分为三类：

连接结构的几何误差

为了获得高精度的导引，连接结构的定位面也必须具有高精度。 额外的几何误差来自机床的精度和刚度，以及整体周围结构的影响。 导轨的运动精度最终取决于导轨本身的精度与支撑面精度的综合结果。

螺钉力的影响

安装导轨时的螺钉力会导致局部压缩和变形。以下因素会影响这种变形：

• 螺钉拧紧力矩的大小
• 螺钉头部的润滑状态（影响头部摩擦）
• 支撑面的平整度
• 导轨与支撑面之间的接触状态

1.6.5 行程脉动

行程脉动（Travel pulsation）是指滑座在沿导轨移动过程中， 在 XTY（横向）和 XTZ（垂直）方向上产生的微小周期性运动。 这是由于滚动元件进入和离开载荷区域时的周期性接触所造成的。

行程脉动的成因

行程脉动主要由以下因素产生：

• 滚动元件进入载荷区域时的冲击
• 滚动元件离开载荷区域时的释放
• 滚动元件直径的微小差异
• 滚动元件与轨道接触点的弹性变形

影响行程脉动的因素

行程脉动的幅度可以通过以下参数来控制：

SCHNEEBERGER 特别注重滚动元件循环单元和进入区域的设计， 通过优化这些区域的几何形状，使滚动元件能够平稳地进入和离开载荷区域， 从而最大程度减少行程脉动。

1.6.6 提高精度的措施

以下列表提供了可用于提高运动精度的措施概览。这些措施涵盖了机床设计、导轨选择和安装方法等各个方面：