Apa Itu Tegak Lurus Panduan Linier dan Bagaimana Mengukurnya?

Tegak lurus pemandu linier menggambarkan seberapa dekat satu sumbu pemandu, sumbu gerak, atau datum pemasangan membentuk hubungan 90 derajat dengan referensi tertentu lainnya. Hal ini paling sering diperiksa antara sumbu gerak X dan Y suatu mesin, yang juga disebut kuadrat sumbu atau ortogonalitas.

Tegak lurus tidak sama dengan paralelisme antara dua rel yang dipasang pada sumbu yang sama. Dua rel yang menopang satu meja bergerak biasanya dimaksudkan agar sejajar. Dua sumbu gerak yang berbeda, seperti X dan Y, biasanya dimaksudkan untuk tegak lurus.

Jika sumbu X dan Y tidak berbentuk persegi, mesin mungkin masih bergerak mulus, namun geometri yang diperintahkan dapat terdistorsi. Kotak yang diprogram dapat menjadi jajaran genjang, dan jalur melingkar dapat menunjukkan kesalahan geometrik terarah bahkan ketika masing-masing sumbu diposisikan secara akurat sepanjang perjalanannya sendiri.

Yang dimaksud dengan Tegak Lurus

Istilah ini dapat menggambarkan beberapa hubungan yang berbeda. Gambar, rencana inspeksi, atau spesifikasi mesin harus mengidentifikasi dengan tepat garis, bidang, atau sumbu gerak mana yang dikendalikan.

Hubungan ini memerlukan pengaturan pengukuran yang berbeda. Suatu hasil tidak lengkap kecuali fitur yang dikontrol, datum referensi, arah pengukuran dan panjang yang dievaluasi dinyatakan.

Tegak Lurus vs Paralelisme

Paralelisme dan tegak lurus adalah kontrol penyelarasan yang terkait, namun keduanya memecahkan masalah yang berbeda.

Sebelum memeriksa tegak lurus XY, setiap sumbu harus sudah memiliki kelurusan yang dapat diterima, dan rel paralel dalam setiap sumbu harus sudah sejajar. Jika tidak, pembacaan tegak lurus mungkin mengandung kesalahan dari beberapa sumber berbeda.

Untuk pengukuran rel yang dipasang pada arah yang sama, lihatbagaimana mengukur paralelisme panduan linier.

Bagaimana Kesalahan Tegak Lurus Mempengaruhi Gerak

Efeknya bergantung pada hubungan mana yang salah.

Ketika sumbu gerak X dan Y tidak berbentuk persegi:

• Jalur persegi bisa menjadi jajar genjang.
• Tes interpolasi melingkar mungkin menunjukkan distorsi geometris.
• Fitur yang dikerjakan dari arah sumbu berbeda mungkin tidak bertemu pada sudut yang diinginkan.
• Hasil pemeriksaan dapat berbeda-beda tergantung arah pengukuran.

Jika data pemasangan rel tidak tegak lurus atau letaknya benar:

• Rel mungkin tidak terpasang sepenuhnya pada kedua permukaan referensi.
• Baut yang mengencangkan dapat merusak rel atau menariknya menjauh dari titik yang diinginkan.
• Pelat yang bergerak dapat menimbulkan beban momen tambahan pada gerbong.
• Arah sumbu akhir mungkin berbeda dari gambar mesin.

Kesalahan kuadrat XY tidak serta merta membuat kereta sulit untuk dipindahkan karena masing-masing sumbu mungkin masih lurus dan sejajar secara internal. Sebaliknya, gerbong pengikat lebih sering dikaitkan dengan paralelisme rel,-variasi ketinggian pemasangan, kontaminasi, atau distorsi pelat dibandingkan dengan hubungan 90 derajat antara sumbu terpisah.

Tentukan Pengukurannya Terlebih Dahulu

Sebelum memilih instrumen, tentukan informasi berikut:

• Sumbu, permukaan sisi rel, atau bidang pemasangan manakah yang merupakan fitur yang dikontrol?
• Sumbu atau permukaan manakah yang menjadi datum referensi?
• Apakah persyaratan geometri komponen atau gerak pengangkutan sebenarnya?
• Berapa lama pengukuran hasilnya dievaluasi?
• Apakah hasilnya harus dilaporkan dalam mm, mm/m, mikrometer, atau satuan sudut?
• Suhu dan-kondisi pemuatan mesin apa yang berlaku?

Mengukur tepi pemasangan yang dikerjakan tidak secara otomatis membuktikan bahwa sumbu gerak akhir tegak lurus. Tempat duduk rel, pengencangan baut, variasi pengangkutan, deformasi meja, dan penyesuaian rakitan dapat mengubah geometri gerakan yang telah selesai.

Metode 1: Indikator Kotak dan Dial

Indikator uji persegi dan dial presisi yang dikalibrasi memberikan metode praktis untuk memeriksa kuadrat dua sumbu mesin yang relatif pendek. Alun-alun harus memiliki akurasi yang cukup untuk toleransi mesin yang disyaratkan.

Prosedur dasar untuk tahap XY:

1. Bersihkan permukaan kontak meja, persegi dan indikator. Hapus serpihan, gerinda, dan sisa pelumas yang dapat memiringkan kotak.
2. Tetapkan sumbu X-sebagai referensi arah gerakan.
3. Tempatkan persegi presisi di meja mesin dan sejajarkan satu permukaan kerja dengan gerakan sumbu X-.
4. Pasang indikator dial pada bagian bergerak sumbu Y-sehingga probe menyentuh permukaan persegi yang tegak lurus.
5. Gerakkan sumbu Y-melalui panjang pemeriksaan yang ditentukan sambil mencatat nilai indikator.
6. Ulangi pengukuran untuk memeriksa keterulangan, lalu balikkan atau ubah posisi persegi jika perlu untuk mengidentifikasi persegi atau kesalahan pengaturan.

Variasi indikator mewakili deviasi lateral terhadap pergerakan sumbu Y-yang diukur setelah persegi disejajarkan dengan benar ke referensi sumbu X-. Persegi tidak boleh bergerak ketika sumbunya dilintasi.

Metode 2: Pengukuran Optik

Perjalanan yang lebih lama dan mesin dengan akurasi{0}}yang lebih tinggi mungkin memerlukan autokolimator, interferometer laser dengan optik sudut atau kelurusan yang sesuai, atau pelacak laser. Penunjuk laser dasar atau laser garis tidak cukup untuk pengukuran tegak lurus dengan presisi tinggi yang dapat ditelusuri.

1. Establish the direction or angular behavior of the first motion axis.
2. Ukur arah sumbu kedua dalam sistem koordinat yang sama.
3. Hitung hubungan sudut antara dua arah gerak yang dipasang.
4. Ulangi proses lari pada kedua arah perjalanan untuk mengevaluasi keterulangan dan efek pembalikan.
5. Terapkan prosedur lingkungan dan kompensasi dari produsen instrumen.

Metode optik mengurangi ketergantungan pada persegi fisik yang pendek dan berguna untuk sumbu mesin yang panjang. Akurasinya masih bergantung pada pengaturan instrumen, suhu udara, gradien termal, getaran, dan interpretasi yang benar dari vektor sumbu yang diukur.

Metode 3: CMM atau Pelacak Laser

Mesin pengukur koordinat atau pelacak laser dapat mengevaluasi tegak lurus dengan mengukur titik di sepanjang dua fitur referensi atau jalur gerak dan memasangkan garis atau bidang ke setiap kumpulan data.

Prosedur umumnya adalah:

1. Tentukan sistem koordinat mesin dan datum yang diperlukan.
2. Kumpulkan titik-titik terdistribusi yang cukup di sepanjang sumbu pertama, datum rel, atau fitur pemasangan.
3. Kumpulkan poin di sepanjang fitur terkontrol kedua.
4. Sesuaikan garis atau bidang yang diperlukan dengan menggunakan metode evaluasi yang disepakati.
5. Hitung hubungan sudut atau deviasi tegak lurus di antara keduanya.

Kuantitas titik yang diperlukan bergantung pada panjang fitur, geometri, ketidakpastian pengukuran, dan standar inspeksi. Angka tetap seperti 20 atau 30 poin tidak boleh diterapkan pada setiap mesin.

Inspeksi CMM sangat berguna untuk memeriksa alas mesin, meja, dan lokasi bahu sebelum pemasangan pemandu. Untuk tegak lurus sumbu gerak-yang sebenarnya, pengaturan pengukuran harus menangkap pergerakan kereta atau meja, bukan hanya geometri rel statis.

Cara Menghitung Kesalahannya

Untuk pengukuran persegi-dan-indikator, deviasi tegak lurus yang disederhanakan dapat dinyatakan sebagai:

Ketika hasilnya dinormalisasi menjadi satu meter:

Untuk kesalahan sudut kecil, sudut dapat diperkirakan dari rasio antara deviasi dan panjang pengukuran:

Misalnya, jika indikator berubah sebesar 0,012 mm pada jarak tempuh terverifikasi sebesar 600 mm:

Ini adalah contoh pelaporan, bukan toleransi penerimaan universal. Nilai yang diperbolehkan harus berasal dari desain mesin, gambar, kemampuan proses atau standar inspeksi yang berlaku.

Tidak Ada Toleransi Universal

Tidak ada toleransi tegak lurus tunggal yang cocok untuk setiap sistem panduan linier. Sumbu transfer pengemasan, pusat permesinan CNC, dan tahap pengukuran koordinat memiliki persyaratan geometris yang sangat berbeda.

Kesalahan yang diperbolehkan bergantung pada:

• Panjang perjalanan sumbu
• Keakuratan bagian atau posisi yang diperlukan
• Jarak antara pemandu dan titik kerja
• Struktur mesin dan perilaku termal
• Akurasi panduan dan pramuat
• Ketidakpastian pengukuran
• Ketersediaan kompensasi pengontrol

Toleransi harus selalu menyatakan panjang evaluasinya. Penyimpangan 0,01 mm terhadap 100 mm tidak setara dengan 0,01 mm terhadap 1.000 mm.

Kesalahan Pengukuran Umum

Menggunakan Kotak yang Belum Diverifikasi

Jika error persegi mendekati toleransi mesin, hasilnya tidak dapat membedakan error mesin dengan error{0}}alat referensi secara andal. Gunakan kotak yang dikalibrasi dengan ketidakpastian yang sesuai.

Gagal Menyelaraskan Kotak ke Sumbu Utama

Kotak presisi yang diletakkan di atas meja tidak secara otomatis sejajar dengan gerakan sumbu X-. Satu muka pertama-tama harus diatur sejajar dengan sumbu utama yang dipilih sebelum muka tegak lurus digunakan untuk memeriksa Y.

Mengukur Sebelum Paralelisme Benar

Jika dua rel dalam satu sumbu tidak sejajar, meja bergerak dapat mengayun atau terikat selama perjalanan. Perubahan indikator yang dihasilkan dapat disalahartikan sebagai kesalahan tegak lurus.

Mengabaikan Kesalahan Cosinus Indikator

Probe harus menyentuh permukaan referensi pada sudut yang benar dan tetap berada dalam rentang pengukuran yang diinginkan. Batang indikator yang miring atau sudut kontak yang berubah menyebabkan kesalahan tambahan.

Mengukur Selama Perubahan Suhu

Rangka mesin, kotak, rel, dan alat ukur mengembang seiring suhu. Biarkan peralatan stabil dan terhindar dari sinar matahari langsung, perubahan suhu cairan pendingin, dan sumber panas lokal selama pemeriksaan presisi.

Cara Memperbaiki Tegak Lurus

Metode koreksi bergantung pada apakah kesalahan berasal dari dasar pemasangan, posisi rel, struktur bergerak, atau kalibrasi mesin.

1. Konfirmasikan sumbu master.Verifikasikan kelurusan dan paralelisme rel internal sebelum menggunakannya sebagai referensi.
2. Periksa permukaan pemasangan.Hilangkan gerinda, penyok, kotoran dan material yang terangkat di sekitar lubang baut.
3. Kendurkan hanya sumbu yang dapat disesuaikan.Jaga agar sumbu utama tetap terpasang kecuali pemeriksaan menunjukkan bahwa sumbu tersebut juga salah.
4. Sesuaikan dengan referensi yang benar.Gunakan bahu mesin, persegi presisi, jig, atau umpan balik pengukuran untuk memposisikan sumbu.
5. Kencangkan secara progresif.Ikuti urutan baut dan torsi yang ditentukan sambil memeriksa bahwa sumbu tidak bergeser.
6. Periksa kembali perjalanan lengkapnya.Ukur pada kedua arah perjalanan dan ulangi setelah semua rel, gerbong, dan pelat dikencangkan sepenuhnya.

Shim hanya dapat digunakan jika desain mesin dan arah koreksi mengizinkannya. Pergeseran acak dapat meningkatkan satu pembacaan sekaligus menimbulkan-distorsi permukaan, kesalahan kemiringan, atau ketinggian di tempat lain.

Jika penyesuaian yang diperlukan melebihi rentang perakitan yang tersedia, bahu atau alas pemasangan mungkin memerlukan pemesinan ulang. Kompensasi pengontrol dapat mengurangi kesalahan geometrik tertentu dalam gerakan yang diperintahkan, namun tidak memperbaiki pengikatan mekanis, dudukan rel yang buruk, atau beban pengangkutan internal yang berlebihan.

Perintah Inspeksi yang Direkomendasikan

Urutan pemeriksaan yang logis mencegah satu kesalahan penyelarasan agar tidak tertukar dengan kesalahan penyelarasan lainnya:

1. Pemasangan-kerataan dan kebersihan permukaan
2. Kelurusan rel utama
3. Paralelisme rel dalam setiap sumbu
4. Pergerakan kereta dan hambatan lari
5. Tegak lurus antara sumbu gerak yang berbeda
6. Selesaikan pengujian pemosisian dan interpolasi mesin

Untuk pemeriksaan-permukaan pemasangan, lihatpemasangan pemandu linier-kerataan permukaan. Untuk urutan perakitan lengkap, lihatcara memasang pemandu gerak linier.

Kesimpulan

Tegak lurus pemandu linier biasanya menggambarkan hubungan 90-derajat antara dua sumbu gerak atau antara arah pemandu dan datum mesin tertentu. Berbeda dengan paralelisme rel, kelurusan jalur, dan kerataan permukaan pemasangan.

Kotak dan indikator yang presisi dapat memberikan inspeksi bengkel yang praktis, sedangkan peralatan optik, CMM, dan pelacak laser lebih cocok untuk perjalanan jauh atau sistem dengan akurasi{0}}yang lebih tinggi. Apapun metodenya, data, panjang inspeksi, ketidakpastian instrumen dan objek pengukuran harus didefinisikan dengan jelas.

DLY memasok tipe bola-HD, profil-rendah ED, miniatur MD, dan tipe-rol RDpanduan linierdengan opsi akurasi H dan P. Tegak lurus mesin akhir bergantung pada keakuratan pemandu dan pemasangan, penyelarasan, dan verifikasi sistem gerak lengkap.

← Kembali ke Blog DLY