كفاءة عالية ودقة وصلابة.

أقصر طريق بين نقطتين هو الخط المستقيم. ولكن إذا كنت تصمم نظام حركة خطية، فسيتعين عليك مراعاة الدعم الهيكلي، والأدلة، والمحركات، والأختام، ومواد التشحيم، والملحقات بين النقطتين أ و ب.

سواء قررت تصميم وبناء نظامك من الصفر باستخدام أجزاء قياسية أو شراء نظام مصمم خصيصًا لك، فإن اتخاذ الخيارات الصحيحة منذ البداية من شأنه أن يساعد في الحفاظ على استمرار الأمور على المدى الطويل.

الدعم والتوجيه

بناء نظام خطي يعني حرفيًا البدء من الصفر - بنظام دعم هيكلي. المكون الرئيسي لنظام الدعم عادةً هو الألمنيوم المبثوق.

يمكنك تجهيز سطح تثبيت قاعدة البثق وسطح تثبيت الدليل الخطي آليًا للتطبيقات التي تتطلب دقة تحديد المواقع. أما في تطبيقات النقل ذات الدقة المنخفضة، فيُنصح بتحسين القواعد لمقاومة الانحناء تحت الحمل ومنع التشوه أثناء البثق.

قاعدة متينة تسمح للنظام بالاستقرار على دعامات طرفية فقط. قد تحتاج القوالب الأخف وزنًا إلى دعامات متقطعة على طولها.

تُثبَّت الأدلة على القاعدة لتسهيل الحركة. الأنواع الرئيسية هي أدلة الكرة، وأدلة العجلات، وأدلة الشريحة أو المنشور.

تحمل أدلة الكرات أثقل الحمولات وتتمتع بأعلى درجات الصلابة. تتحرك مساراتها أحادية أو ثنائية القضبان باحتكاك منخفض. من عيوبها ارتفاع تكلفتها ومستوى الضوضاء الذي تُصدره.

تعمل أدلة العجلات بسرعة تصل إلى ١٠ أمتار في الثانية، مع احتكاك منخفض وصلابة عالية. ومع ذلك، قد تُسبب أحمال الصدمات تلفًا لها.

في أدلة الانزلاق، تُركّب بطانات بوليمرية على شكل منشور على سطح المقطع. يُساعدها البوليمر على الحركة بهدوء وتحمّل أحمال الصدمات العالية. تتحمّل هذه الأدلة البيئات الملوثة بالأوساخ والحصى والغبار والزيوت والمواد الكيميائية، ولكنها تعمل ببطء أكبر وتحت أحمال أخف من أدلة الكرات أو العجلات، كما يُشير تصنيفها PV، وهو حاصل ضرب الضغط في السرعة التي تتحملها.

القوة الدافعة

تُحرّك المحركات العربة إلى المواضع المطلوبة. أكثر تقنيات المحركات شيوعًا هي محركات الكرة اللولبية، ومحركات لولبية التوجيه، ومحركات الحزام.

في محركات الكرات اللولبية، تتحرك محامل الكرات على طول الأخاديد في عمود لولبي - وهو المسمار الكروي - وتدور عبر صامولة كروية. ولأن المحامل تتشارك في الحمل، فإن محركات الكرات اللولبية تتمتع بقدرة دفع عالية نسبيًا.

النتيجة دقة مطلقة، تُعرّف بأنها أقصى خطأ بين الموضع المتوقع والفعلي، حتى 0.005 مم. الأنظمة المزوّدة ببراغي كروية مؤرضة ومحمّلة مسبقًا هي الأكثر دقة.

تتميز هذه الأنظمة بقدرة دفع تصل إلى 40 كيلو نيوتن وصلابة عالية. تُحدد سرعتها الحرجة بقطر جذر المسمار، والطول غير المدعوم، وتكوين دعامة النهاية. بفضل دعامة المسمار المبتكرة، يمكن للوحدات التي تعمل بالبراغي أن تتحرك لمسافة تصل إلى 12 مترًا، وتستقبل سرعات إدخال تبلغ 3000 دورة في الدقيقة. توفر محركات الكرة اللولبية كفاءة ميكانيكية تبلغ 90%، لذا غالبًا ما تُعوّض تكلفتها المرتفعة بمتطلبات طاقة أقل.

تعمل محركات الحزام في تطبيقات النقل عالية الإنتاجية بسرعات تصل إلى 10 م/ثانية وتسارع يصل إلى 40 م/ثانية2.

التشحيم والأختام للأجهزة الخطية

تتطلب معظم أنظمة التوجيه والقيادة التزييت. يمكنك تبسيط الصيانة الوقائية المستقبلية من خلال ضمان سهولة الوصول إلى تجهيزات التزييت. على سبيل المثال، تُغذي تجهيزات Zerk المُركّبة على العربة شبكة تزييت تُغذّي كلاً من نظام اللولب الكروي والمحمل الخطي أثناء التركيب وخلال فترات الصيانة الدورية.

أدلة المنشور لا تحتاج إلى صيانة. تتميز مادة الشريحة البوليمرية بقدرة تزييت طبيعية، كما تُعيد مساحات اللباد المُشحمة تزويدها بالزيت مع كل حركة.

تمنع الأختام دخول مواد التشحيم والملوثات. أحد أنواعها هو أختام الشريط المغناطيسي - وهي أشرطة مغناطيسية من الفولاذ المقاوم للصدأ تمتد من أحد طرفي القناة إلى الطرف الآخر. تُثبّت هذه الأشرطة على أغطية الأطراف وتُحمّل بنابض للحفاظ على الشد. تمر عبر تجويف في العربة بحيث يرتفع الشريط عن المغناطيسات أمام العربة وخلفها مباشرةً أثناء مروره عبر النظام.

تقنية إغلاق بديلة، وهي أشرطة تغطية بلاستيكية، تستخدم شرائط مطاطية مرنة تتشابك مع قاعدة البثق، مثل أكياس التجميد ذات السحاب. تُشكّل مقاطع اللسان والأخدود المتوافقة سدادة متاهة تمنع دخول الجسيمات.

هناك اعتبار آخر يتعلق بكيفية تركيب المحرك. يجب أن يتوافق غلاف المحرك ووصلته مع حجم وقطر دائرة البراغي على شفة المحرك، وقطر دليل المحرك، وقطر وطول عمود المحرك.

العديد من المحركات لها أبعاد مطابقة لمعايير NEMA، لكن بعضها الآخر يعتمد على الشركة المصنعة والطراز. في كلتا الحالتين، تُسهّل حوامل المحركات المرنة المصنوعة من قطع عادية التركيب على أي محرك تقريبًا مع ضمان محاذاة دقيقة.

امزج وطابق

ليس كل مزيج من المحركات والأدلة منطقيًا. في التطبيقات العملية، غالبًا ما ترى براغي توجيهية تُحرك أدلة كروية أو منزلقة؛ وبراغي كروية مقترنة بأدلة كروية أو منزلقة؛ وأحزمة تُحرك أدلة كروية أو منزلقة أو عجلات.

يجمع محرك الكرة اللولبية مع دليل كروي لتوفير حركة متكررة، ونظام صلب يتحمل القوى والعزوم العالية. تعمل هذه الأنظمة بكفاءة في تطبيقات تحديد المواقع بدقة عالية مع أحمال عالية ودورات عمل طويلة، مثل تحميل وتفريغ قطع التروس على أدوات الآلات.

وحدات تعمل بالسير وموجهة بالكرات، مصممة للتطبيقات عالية السرعة والتسارع، مع حمولات ثقيلة وأحمال عالية العزم. تعمل هذه الوحدات على قواعد تمتد على فجوات، وتُدعم إما من الأطراف أو بشكل متقطع. أحد هذه التطبيقات هو تكديس العلب على المنصات.

الأنظمة الخطية المُدارة بالحزام والمُوجهة بالانزلاق هي وحدات منخفضة التكلفة، هادئة الصوت، ولا تحتاج إلى صيانة تُذكر. تعمل بسرعات وتسارعات معتدلة، لكنها تتميز بتحمل أحمال الصدمات. إضافة غطاء مغناطيسي يجعل هذا النوع من الأنظمة مناسبًا للبيئات ذات المحتوى العالي من الجسيمات ومتطلبات الغسيل، مثل معالجة الصفائح المعدنية بالرش.

لأن أدلة العجلات تتطلب صيانة أقل من أدلة الكرات، ولكنها أكثر من المنزلقات، فإن العجلات التي تُدار بالأحزمة تُعدّ خيارًا آخر منخفض التكلفة والضوضاء والصيانة. تحقق هذه الأنظمة سرعات وتسارعات خطية عالية، وهي شائعة الاستخدام في آلات التعبئة والتغليف.