Und wie kann es vermieden werden?

Gantries unterscheiden sich von anderen Arten von Multi-Achsen-Systemen (z. B. kartesische Roboter und XY-Tabellen), indem zwei Basis-Achsen (x) parallel verwendet werden, wobei eine senkrechte (y) Achse sie verbindet. Diese doppelte X-Achsenanordnung bietet zwar einen breiten, stabilen Fußabdruck und ermöglicht es mit Währungssystemen eine hohe Belastungskapazität, lange Fahrlängen und eine gute Starrheit, aber sie kann auch zu einem Phänomen führen, das üblicherweise als Racking bezeichnet wird.

Jedes Mal, wenn zwei lineare Achsen parallel montiert und angeschlossen sind, besteht das Risiko, dass die Achsen nicht in perfekter Synchronisation reisen. Mit anderen Worten, während der Bewegung kann eine der X -Achsen „hinter der anderen zurückbleiben“, und die führende Achse wird versuchen, seinen verzögerten Partner mitzuziehen. In diesem Fall kann die Verbindungsachse (y) -Axis verzerrt werden - nicht mehr senkrecht zu den beiden x -Achsen. Die Bedingung, bei der die X- und Y -Achsen die Orthogonalität verlieren, wird als Racking bezeichnet und kann zu Bindung führen, wenn sich das System in x -Richtung bewegt und möglicherweise sowohl die X- als auch die Y -Achsen möglicherweise schädigende Kräfte an den Achsen ist.

Das Einstellen von Gelenksystemen kann durch eine Vielzahl von Konstruktions- und Montagefaktoren verursacht werden, aber einer der einflussreichsten Faktoren ist die Methode, die X -Achsen zu treiben. Mit zwei x -Achsen parallel haben Designer die Wahl, jede x -Achse unabhängig zu fahren oder eine Achse zu fahren und die andere als „Sklave“ oder Anhänger -Achse zu behandeln.

In Anwendungen mit niedriger Geschwindigkeit mit einem relativ geringen Abstand zwischen den beiden x-Achsen (kurzer Y-Achse-Schlaganfall) kann es akzeptabel sein, nur eine x-Achse zu fahren und die zweite x-Achse ohne Antriebsmechanismus zu ermöglichen. In diesem Design ist ein wichtiges Problem die Starrheit der Verbindung zwischen den Achsen - mit anderen Worten die Starrheit der Y -Achse.

Da die angetriebene Achse effektiv die nicht getriebene Achse „entlang“ entlang ", wenn die Verbindung zwischen ihnen Biege, Verdrehen oder ein anderes nicht starrbares Verhalten erfährt, kann jeder Unterschied in der Reibung oder der Last zwischen den beiden x-Achsen sofort zu Racking und Bindung führen. Und je länger die y -Achse, desto weniger starr wird es sein. Aus diesem Grund wird die Anordnung „angetriebener Follower“ im Allgemeinen für Anwendungen empfohlen, bei denen der Abstand zwischen X-Achsen weniger als einen Meter beträgt.

Die ausgefeiltere Antriebslösung besteht darin, einen separaten Motor auf jeder Achse zu verwenden, wobei die Motoren über den Controller in einer Master-Sklavenanordnung synchronisiert sind. In dieser Anordnung müssen die Reisefehler der mechanischen Laufwerke jedoch perfekt (oder nahezu Perfekt) übereinstimmen-ansonsten kann das Racken und Binden durch geringfügige Abweichungen in der Entfernung verursacht werden, in der jede Achse pro motorischer Revolution fährt.

Bei Hochgeschwindigkeits-Anwendungen mit Präzisionssperrungen sind die Antriebsmechanismen der Wahl in der Regel Kugelschrauben sowie Rack- und Ritzelantriebe. Beide Technologien können selektiv angepasst werden, um einen ähnlichen linearen Fehler auf jeder Achse zu liefern, wodurch ein Teil des Fehlerstapels vermieden wird, der in nicht übereinstimmenden Antriebsanordnungen auftreten kann. Da Gürtel- und Kettenfahrten Pechfehler aufweisen, die schwer zu übereinstimmen und kompensieren zu können, werden diese für Gelenksysteme im Allgemeinen nicht empfohlen, wenn die X -Achsen unabhängig voneinander angetrieben werden. Andererseits sind lineare Motoren eine hervorragende Wahl für parallele Achsen in Währungssystemen, da sie keinen mechanischen Fehler haben und lange Fahrlängen und hohe Geschwindigkeiten liefern können.

Eine andere Lösung - etwas Kompromiss zwischen den beiden oben beschriebenen Optionen - besteht darin, einen Motor zu verwenden, um beide X -Achsen zu fahren. Dies kann durch Anschließen der Ausgabe der motorgetriebenen Achse mit der Eingabe der zweiten Achse über eine Abstandskopplung (auch als Verbindungswelle bezeichnet) angeschlossen werden. Diese Konfiguration beseitigt den zweiten Motor (und die zugehörige Synchronisation, die erforderlich wäre).

Die Torsionssteifigkeit der Entfernungskopplung ist jedoch wichtig. Wenn das zwischen den Achsen übertragene Drehmoment dazu führt, dass die Kopplung „Aufwickeln“ erlebt, kann es weiterhin auftreten. Diese Konfiguration ist häufig eine gute Option, wenn der Abstand zwischen den X -Achsen zwischen einem und drei Meter liegt und mit moderaten Last- und Geschwindigkeitsanforderungen.

Ein weiterer Faktor, der in Währungssystemen zu einer Streichung führen kann, ist die mangelnde Montagegenauigkeit und Parallelität zwischen den beiden x -Achsen. Jedes Mal, wenn zwei lineare Guides parallel montiert und betrieben werden, erfordern sie eine gewisse Toleranz in Parallelität, Flachheit und Geradheit, um die Überlastung der Lager auf einem oder beiden Leitfäden zu vermeiden. In Währungssystemen, in denen die X -Achsen tendenziell weit auseinander sind (aufgrund der langen Fahrt auf der Y -Achse), wird die Montage und die Parallelität der X -Achsen noch kritischer, wobei Winkelfehler über große Entfernungen verstärkt werden.

Unterschiedliche Leittechnologien erfordern unterschiedliche Präzisionsniveaus für Parallelität, Flachheit und Geradheit. In Garderoanwendungen ist die beste lineare Leitfaden -Technologie für die parallelen X -Achsen in der Regel diejenige, die die meiste Vergebung für Montage- und Ausrichtungsfehler bietet und gleichzeitig die erforderliche Belastungskapazität und Steifheit bereitstellt.

Die Umzirkulationskugel- oder Roller -Profiled Rail Guides bieten in der Regel die höchste Belastungskapazität und Steifheit aller linearen Führungstechnologien. Wenn sie jedoch in einer parallelen Konfiguration verwendet werden, erfordern sie eine sehr präzise Montagehöhe und Parallelitätstoleranzen, um eine Bindung zu vermeiden. Einige Hersteller bieten „Selbstausrichtung“ -Versionen von Umwälzkugellagern an, die eine gewisse Fehlausrichtung kompensieren können, obwohl die Starrheit und Lastkapazität verringert werden können.

Auf der anderen Seite erfordern Führungsräder, die auf Präzisionsspuren laufen, weniger Genauigkeit bei der Montage und Ausrichtung als profilierte Bahnführer. Sie können sogar auf mäßig ungenaue Oberflächen montiert werden, ohne dass Laufen Probleme wie Geschwätz und Bindung verursacht werden, selbst wenn zwei Spuren parallel verwendet werden.

Während die Ausrichtung mit einfachen Werkzeugen wie Zifferblattindikatoren und Drähten durchgeführt werden kann, machen die langen Längen, die an Währungssystemen beteiligt sind, dies häufig unpraktisch. Darüber hinaus erhöht die Ausrichtung mehrerer paralleler und senkrechter Achsen die Komplexität und die erforderliche Zeit und Arbeit exponentiell.

Aus diesem Grund ist ein Laserinterferometer oft das beste Werkzeug, um Geradheit, Flachheit und Orthogonalität zwischen Währungsachsen zu gewährleisten.