Positioniergenauigkeit

Wodurch wird die Genauigkeit beeinflusst?

Eine Vielzahl von Einflüssen wirkt auf die Genauigkeit. Am stärksten wird sich in den meisten Fällen eine Temperaturveränderung auswirken. Diese ist umso stärker, je länger das System ist und natürlich auch der Temperaturhub ist.

An zweiter Stelle finden sich regelmäßig die Einflüsse von Nicken und Gieren. Kein Tisch fährt wirklich ideal gerade, was bedeutet, dass immer ein gewisser Bogen gefahren wird. Je weiter das zu positionierende Objekt von der Führungsbahn bzw. vom Maßstab entfernt ist, desto stärker wird sich diese Bogenfahrt auswirken (Außenkurve ist länger als Innenkurve).

Erst an dritter Stelle finden sich Fehler im Messsystem, gefolgt von mechanischem Spiel und Reglerhysterese.

Wie kann ich Genauigkeit erreichen?

Der Einfluss der Temperatur muss minimiert werden. Voraussetzung dafür ist eine ausreichende Klimatisierung. Wenn diese nicht realisierbar ist, so können temperaturunempfindliche Messsysteme eingesetzt werden. Dies Messsysteme arbeiten entweder interferometrisch oder enthalten Maßstäbe aus temperaturunempfindlichen Materialien wir Glas, Cerodur oder am besten Invar.

Des Weiteren muss das zu positionierende Objekt mit möglichst geringem Abstand zur Führungsbahn und zur Maßverkörperung angebracht werden. Diese Bedingung ist als das Abbésche Komparatorprinzip bekannt Bei Einhaltung dieses Prinzips kann der Einfluss von Nicken und Gieren eliminiert werden. Da ein Positionieren in der Maß- und Führungsebene jedoch oft nicht praktikabel ist, ist ein Führungssystem mit minimalen Ablauffehlern notwendig.

Steht ein leistungsfähiger Regler zur Verfügung so können die wiederholbaren Fehler auch kompensiert werden. Oftmals ist das die preiswertere und zeitgemäßere Methode. Die nach Vermessung bekannten Genauigkeitsabweichungen werden dabei im Controller hinterlegt und die Bewegung dann positionsabhängig korrigiert.

Warum ist Wiederholgenauigkeit preiswerter als Genauigkeit?

Genaue Tische müssen in der angefahren Strecke einem Bruchteil der von der ISO definierten Entfernung „Meter“ zurücklegen. Das bedeutet, dass im Lineartisch ein Teil verbaut sein muss, welches in seiner Länge möglichst genau bekannt ist. Derartig genaue Teile sind teuer. Ein Beispiel wäre der Einbau von hochgenauen und damit teuren Maßstäben oder die Verwendung einer Präzisionsspindel. Wegen des Einflusses von Nicken und Gieren stellt ein hochgenauer Tisch auch immer hohe Anforderungen an das Führungssystem.

Wenn jedoch ein Tisch „nur“ wiederholbar konstruiert wird, so man wesentlich preiswertere Messsyteme einsetzen und die Anforderungen an das Führungssystem sinken. Durch Teaching oder Kompensation können wiederholbare Systeme immer auch im Gesamtsystem für die Anwendung genau gestaltet werden.