Multi-Achsen-Stufen und -Tische

Vorbei sind die Zeiten, in denen Maschinendesigner und Bauherren zwischen dem Bau ihres eigenen linearen Systems von Grund auf oder einem begrenzten Bereich von vormontierten Systemen entscheiden mussten, die in den meisten Fällen eine unvollkommene Anpassung für ihre Anwendung waren. Hersteller bieten heute Systeme an, die auf einer Reihe von Antriebsmechanismen basieren --ballschrauben, Gürtel, Rack und Ritzel, lineare Motoren und Pneumatik - mit Führer- und Wohnungsoptionen, um praktisch jede Anwendung, Umgebung oder Platzbeschränkung anzupassen. Das Dilemma für Ingenieure geht es jetzt weniger darum, ein System zu finden, das für ihre Anwendung funktioniert, als vielmehr auf der Auswahl der besten Lösung aus der breiten Palette der verfügbaren Konfigurationen.

Viele Aides wurden erstellt, um diesen Auswahlprozess zu unterstützen. Diese haben typischerweise die Form einer Tabelle, die die Schlüsselanwendungsparameter im Vergleich zu Systemtypen zeigt, wobei die Symbole die Eignung jedes Systems für jeden Parameter bewerten können. Dieses Layout liefert zwar eine schnelle, visuelle Referenz, verpasst einige der feineren Punkte der Fähigkeiten und Schwächen jedes Systems. In dem Versuch, etwas tiefer zu graben, befasst sich der folgende Umriss mit den spezifischen Stärken und Einschränkungen der häufigsten Arten von vormontierten linearen Systemen.

【Gürtelgetriebene Systeme】】

Belt Drive -Systeme sind wahrscheinlich am besten für ihre Fähigkeit anerkannt, lange Längen zu unternehmen. Sie können auch hohe Geschwindigkeiten erreichen, da die Mechanismen des Riemenantriebs keine recirculierendes Elemente verwenden. In Kombination mit nicht reziktulierenden Guides wie Nockenwalzen oder Rädern können Riemen in der Regel Geschwindigkeiten von bis zu 10 m/s erreichen. Gürtgetriebene Systeme eignen sich auch gut für harte Umgebungen, da es keine rollenden Elemente durch Trümmer beschädigt werden und das Polyurethangürtelmaterial die häufigsten Arten der chemischen Kontamination standhalten kann.

Der Hauptnachteil von gürtelgetriebenen Systemen besteht darin, dass sich die Riemen dehnen. Sogar stahlverstärkte Gürtel, die von den meisten Systemherstellern verwendet werden, werden schließlich eine gewisse Strecke aufweisen, die die Wiederholbarkeit und die Reisegenauigkeit beeinträchtigt. Gürtbetriebene Systeme haben aufgrund der Elastizität des Gürtels auch mehr Resonanz als andere Arten von Laufwerken. Während das ordnungsgemäße Antriebsverfahren dies auskompensieren kann, können Anwendungen mit hohen Beschleunigungs- und Verzögerungsraten und/oder schweren Belastungen unerwünschte Absetzzeiten erleiden.

【Kugelschrauben angetriebene Systeme】】

Bei hohen Schublasten und hoher Positionierungsgenauigkeit sind kugelschraubgetriebene Systeme im Allgemeinen die erste Wahl. Und aus gutem Grund. Mit vorinstallierten Muttern bieten Kugelschrauben eine hintere Bewegung und können eine sehr hohe Positionierungsgenauigkeit und Wiederholbarkeit erreichen. Mit 2 mm bis 40+ mm liegende Kenne ermöglichen es auch Ballschraubensysteme, eine breite Palette von Geschwindigkeitsanforderungen zu erfüllen, und können die Hintergrundinformationen in vertikalen Anwendungen verhindern.

Die Reiselänge ist die grundlegende Einschränkung von kugelschrauben Systemen. Mit zunehmender Länge der Schraube nimmt die zulässige Geschwindigkeit aufgrund der Tendenz der Schraube ab, unter eigenem Gewicht zu saften und zu peitschen. Kugelschraubenstützen können diesem Effekt entgegenwirken, aber auf Kosten des Raum- und Gesamtsystems.

【Rack- und Ritzelantriebssysteme】】

Rack- und Ritzelsysteme erzeugen hohe Schubkräfte und können dies mit praktisch unbegrenzten Reiselängen tun. Mit ihrem Design können mehrere Wagen für dasselbe System verwendet werden, was für Anwendungen nützlich ist, bei denen Wagen unabhängig voneinander umziehen müssen, wie z.

Während qualitativ hochwertige, niedrig zurückgepackte Rack- und Pinion-Systeme im Allgemeinen verfügbar sind, haben sie im Allgemeinen eine geringere Positionierungsgenauigkeit als andere Antriebsoptionen. Und abhängig vom Zahnprofil und der Qualität der Bearbeitung können im Vergleich zu anderen linearen Systemen ein hohes Rauschen zu einem hohen Rauschpegel erzeugt werden.

【Lineare motorgesteuerte Systeme】】

Traditionell werden lineare Motoren für die meisten Anwendungen als zu teuer angesehen und werden jetzt für die Positionierung und den Umgang mit Aufgaben in Branchen wie Verpackung und Montage verwendet. Niedrigere Kosten haben zu diesem Trend beigetragen, aber für Ingenieure sind die ansprechenden Merkmale der linearen Motoren ihre hohe Geschwindigkeitsfähigkeit, die Genauigkeit der hohen Positionierung und die Bedürfnisse mit geringer Wartung. Lineare Motoren bieten auch die Fähigkeit, wie Rack- und Pinion -Systeme, mehrere, unabhängige Wagen auf einem System zu integrieren.

Da sie keine mechanischen Komponenten haben, um zu verhindern, dass die Belastung in einem Kraftverlust fällt, werden lineare Motoren im Allgemeinen nicht für die Verwendung in vertikalen Anwendungen empfohlen. Ihr offenes Design macht sie zusammen mit dem Vorhandensein starker Magnete auch anfällig für Kontaminationen und Trümmer, insbesondere Metallchips und Späne.

【Pneumatisch angetriebene Systeme】

Wenn die bevorzugte Stromübertragungsquelle Luft ist, passen pneumatische lineare Systeme in die Rechnung. Für eine einfache, Punkt-zu-Punkt-Bewegung können pneumatisch angetriebene Systeme die wirtschaftlichste und einfachste Option sein. Die meisten pneumatischen linearen Systeme sind in ein Aluminiumgehäuse eingeschlossen, wodurch Enddämpfer und Schutzabdeckungen eingebaut werden können.

Pneumatische Systeme haben die niedrigste Präzision und Steifheit der hier diskutierten Typen, aber ihre Hauptbeschränkung ist die Unfähigkeit, an mittleren Positionen zu stoppen.

Unabhängig von Ihrer Anwendung beginnen Sie bei der Prüfung der Optionen zwischen vormontierten linearen Systemen mit den vier primären Anwendungsparametern-Anstieg, Last, Geschwindigkeit und Präzision. Sobald die Größe und Bedeutung dieser Kriterien bestimmt sind, können andere Parameter wie Rauschen, Starrheit und Umgebungsfaktoren dazu beitragen, das Feld einzugrenzen und die endgültige Größe und Auswahl weniger zeitaufwändig zu gestalten.