Moniakseliset vaiheet ja taulukot

Takana ovat ajat, jolloin konesuunnittelijoiden ja -rakentajien oli valittava joko rakentaako oma lineaarijärjestelmänsä tyhjästä tai tyytyäkö rajoitettuun valikoimaan esiasennettuja järjestelmiä, jotka useimmissa tapauksissa sopisivat epätäydellisesti käyttötarkoitukseensa. Valmistajat tarjoavat nykyään järjestelmiä, jotka perustuvat useisiin käyttömekanismeihin – kuularuuveihin, hihnoihin, hammastankoihin ja hammaspyöriin, lineaarimoottoreihin ja pneumatiikkaan – ohjaus- ja kotelovaihtoehtoineen, jotka sopivat käytännössä kaikkiin sovelluksiin, ympäristöihin tai tilanrajoituksiin. Insinöörien ongelmana ei ole nyt niinkään heidän sovellukseensa sopivan järjestelmän löytäminen, vaan enemmänkin parhaan ratkaisun valitseminen laajasta kokoonpanovalikoimasta.

Tässä valintaprosessissa on luotu monia avustajia. Ne ovat tyypillisesti taulukon muodossa, joka näyttää tärkeimmät sovellusparametrit verrattuna järjestelmätyyppiin ja symboleilla, jotka arvioivat kunkin järjestelmän sopivuuden kullekin parametrille. Vaikka tämä asettelu tarjoaa nopean, visuaalisen viittauksen, siitä puuttuu joitakin kunkin järjestelmän kykyjen ja heikkouksien hienompia kohtia. Yritetään kaivaa hieman syvemmälle, seuraavassa kaaviossa tarkastellaan yleisimpien valmiiksi koottujen lineaaristen järjestelmien erityisiä vahvuuksia ja rajoituksia.

【Hihnakäyttöiset järjestelmät】

Hihnakäyttöjärjestelmät tunnetaan todennäköisesti parhaiten niiden kyvystä kulkea pitkiä matkoja. Ne pystyvät myös saavuttamaan suuria nopeuksia, koska hihnakäyttömekanismit eivät käytä kierrätyselementtejä. Yhdistettynä ei-kierrättäviin ohjaimiin, kuten nokkarulliin tai pyöriin, hihnat voivat saavuttaa tyypillisesti jopa 10 m/s nopeuden. Hihnakäyttöiset järjestelmät sopivat hyvin myös ankariin ympäristöihin, koska niissä ei ole roskien vaurioittavia vierintäelementtejä ja polyuretaanihihnamateriaali kestää yleisimpiä kemiallisia kontaminaatioita.

Hihnakäyttöisten järjestelmien ensisijainen haittapuoli on hihnan venyminen. Jopa teräsvahvisteiset hihnat, joita useimmat järjestelmävalmistajat käyttävät, joutuvat lopulta venymään, mikä heikentää toistettavuutta ja matkatarkkuutta. Hihnakäyttöisillä järjestelmillä on myös enemmän resonanssia kuin muilla käyttötyypeillä hihnan joustavuuden vuoksi. Vaikka oikea taajuusmuuttajan viritys voi kompensoida tämän, sovelluksissa, joissa on suuri kiihtyvyys ja hidastusnopeus ja/tai suuri kuorma, voi esiintyä ei-toivottuja asettumisaikoja.

【Kuularuuvikäyttöiset järjestelmät】

Suurille työntövoimalle ja suurelle paikannustarkkuudelle kuularuuvikäyttöiset järjestelmät ovat yleensä ensimmäinen valinta. Ja hyvästä syystä. Esikuormitetuilla muttereilla palloruuvit tarjoavat välyksettömän liikkeen ja voivat saavuttaa erittäin suuren paikannustarkkuuden ja toistettavuuden. 2–40+ mm:n johdot mahdollistavat myös kuularuuvijärjestelmien täyttävän monenlaisia ​​nopeusvaatimuksia ja voivat estää taaksepäin ajamisen pystysovelluksissa.

Liikepituus on palloruuvikäyttöisten järjestelmien perusrajoitus. Ruuvin pituuden kasvaessa sallittu nopeus pienenee johtuen ruuvin taipumuksesta painua oman painonsa vaikutuksesta ja kokea ruoskimista. Palloruuvituet voivat auttaa torjumaan tätä vaikutusta, mutta tilan ja järjestelmän kokonaiskustannusten kustannuksella.

【Hammaspyöräkäyttöiset järjestelmät】

Hammastankojärjestelmät tuottavat suuria työntövoimaa ja voivat tehdä sen käytännössä rajoittamattomilla kulkupituuksilla. Niiden suunnittelu mahdollistaa myös useiden vaunujen käytön samassa järjestelmässä, mikä on hyödyllistä sovelluksissa, jotka edellyttävät vaunujen itsenäistä liikkumista, kuten suurissa portaalijärjestelmissä pakkaus- ja autoteollisuudessa.

Vaikka korkealaatuisia, vähävälisiä hammastanko- ja hammaspyöräjärjestelmiä on saatavana, niillä on yleensä alhaisempi paikannustarkkuus kuin muilla käyttövaihtoehdoilla. Ja riippuen hammasprofiilista ja koneistuksen laadusta, hammastanko- ja hammaspyöräkäyttöiset järjestelmät voivat tuottaa korkean melutason muihin lineaarisiin järjestelmiin verrattuna.

【Lineaariset moottorikäyttöiset järjestelmät】

Perinteisesti useimpiin sovelluksiin liian kalliiksi pidettyjä lineaarimoottoreita käytetään nyt paikannus- ja käsittelytehtävissä esimerkiksi pakkaus- ja kokoonpanotoimialoilla. Alhaisemmat kustannukset ovat osaltaan edistäneet tätä kehitystä, mutta insinöörien kannalta lineaarimoottorien houkuttelevia ominaisuuksia ovat niiden suuri nopeus, korkea paikannustarkkuus ja vähäiset huoltotarve. Lineaarimoottorit tarjoavat myös mahdollisuuden, kuten hammastanko- ja hammaspyöräjärjestelmät, integroida useita itsenäisiä vaunuja yhteen järjestelmään.

Koska niissä ei ole mekaanisia osia, jotka estäisivät kuorman putoamisen tehohäviötilassa, lineaarimoottoreita ei yleensä suositella käytettäväksi pystysovelluksissa. Niiden avoin muotoilu yhdessä voimakkaiden magneettien kanssa tekee niistä myös herkkiä saastumiselle ja roskille, erityisesti metallilastuille ja lastuille.

【Pneumaattiset käyttöjärjestelmät】

Kun ensisijainen voimansiirtolähde on ilma, pneumaattiset lineaarijärjestelmät sopivat laskuun. Yksinkertaiseen, pisteestä pisteeseen tapahtuvaa liikettä varten pneumaattiset järjestelmät voivat olla edullisin ja yksinkertaisin integroitava vaihtoehto. Suurin osa pneumaattisista lineaarisista järjestelmistä on suljettu alumiinikoteloon, joka mahdollistaa päätypeltien ja suojakansien sisällyttämisen.

Pneumaattisten järjestelmien tarkkuus ja jäykkyys on alhaisin tässä käsitellyistä tyypeistä, mutta niiden päärajoitus on kyvyttömyys pysähtyä väliasentoihin.

Sovelluksestasi riippumatta, kun harkitset valmiiksi asennettujen lineaaristen järjestelmien vaihtoehtoja, aloita neljästä ensisijaisesta sovellusparametrista – iskun, kuormituksen, nopeuden ja tarkkuuden. Kun näiden kriteerien suuruus ja tärkeys on määritetty, muut parametrit, kuten melu, jäykkyys ja ympäristötekijät, voivat auttaa rajaamaan alaa ja tehdä lopullisesta mitoituksesta ja valinnasta vähemmän aikaa vievää.