Lineaaritoimilaite on itsekantava rakennejärjestelmä, joka pystyy muuttamaan pyöreän liikkeen lineaariseksi liikkeeksi. Moottori tuottaa tämän liikkeen, joka lähettää liikkeen (tai voiman) akselia pitkin. Tällä tavoin lineaaritoimilaitteet toimivat eri tavalla kuin perinteiset sähkömoottorit, jotka toimivat pyöreässä liikkeessä.

Lineaarisen karamoottorin ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää sen monipuolisten sovellusten ymmärtämiseksi. Lineaarisen karamoottorin avulla voidaan tuottaa liikkeitä, kuten työntää, vetää, nostaa, laskea tai kallistaa kuormaa.

Koska lineaaritoimilaitteet suorittavat monia erilaisia ​​tehtäviä, niitä on saatavilla useita erityyppisiä. Kuten arvata saattaa, kaikki lineaaritoimilaitteet eivät palvele täsmälleen samaa tarkoitusta. Ymmärtääksemme paremmin, mitä lineaaritoimilaite on ja sen toiminnallisuus, tarkastellaan joitakin näiden laitteiden yleisiä sovelluksia.

Mihin lineaaritoimilaitetta käytetään?

Kaikki lineaaritoimilaitteet eivät ole samanlaisia, mutta ne tuottavat samanlaisen lineaarisen liikkeen voimalla. Toisaalta lineaaritoimilaitteet liikuttavat esineitä tai kappaleita suorassa linjassa. Mutta vielä pidemmälle vieden ne suorittavat tämän liikkeen tarkasti ja suurella nopeudella.

Lineaarikäyttöjärjestelmä muuntaa pyörimisliikkeen lineaariliikkeeksi, mikä tuottaa vaikuttavan tehokkuustason tietyissä tehtävissä ja kokonaistuotannossa. On kuitenkin tärkeää huomata, että erityyppiset lineaarikäyttöjärjestelmän lineaaritoimilaitteet voivat sopia tarpeisiin paremmin kuin toiset.

Optimaalinen valinta riippuu prosesseistasi ja siirrettävistä materiaaleista. Lineaarisen käyttöjärjestelmän vaatimusten yksityiskohtien ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää sopivimman toimilaitteen valitsemiseksi sovellukseesi.

Tarkkuuslineaaritoimilaitteiden yleisin käyttötapa on niiden yhdistäminen moniakselisiin karteesisiin robottijärjestelmiin. Niitä on myös suosittu käyttää koneiden kiinteinä osina.

Pääsektorit:

Sähkökäyttöistä lineaarikaramoottoria voidaan hyödyntää monenlaisilla toimialoilla. Olipa kyseessä pieni operaatio tai merkittävän määrän materiaalia päivittäinen käsittely, pointtina on, että operaatiostasi riippumatta löytyy varmasti juuri sinulle sopiva lineaarikaramoottoreiden valikoima.

Siksi alla oleva luettelo ei ole missään nimessä täydellinen luettelo sektoreista, vaan vain joitakin yleisempiä esimerkkejä. On selvää, miksi nämä sektorit hyötyvät hallitusta ja tarkasta lineaarisesta liikkeestä.

1. teollisuusautomaatio
2. servot ja poiminta- ja sijoitusjärjestelmät tuotantoprosesseissa
3. kokoonpano
4. pakkaus ja lavaus

 

Ajattele itse asiassa sovelluksia, kuten

1. laser- tai plasmaleikkauskoneet
2. koneistettujen kappaleiden lastaus ja purku
3. työstökeskusten syöttö tuotantolinjalla
4. tai teollisen antropomorfisen robotin liikuttaminen ylimääräistä ulkoista akselia pitkin sen toiminta-alueen laajentamiseksi

Kaikissa näissä sovelluksissa käytetään yhtä tai useampaa lineaaritoimilaitetta. Käytetyn lineaaritoimilaitteen tyyppi riippuu useista tekijöistä, kuten tarkkuudesta, kuormituskyvystä ja nopeudesta. Kaiken kaikkiaan liikkeensiirron tyyppi on tyypillisesti se, mikä ratkaisee.

Liikkeensiirtoa on kolmea päätyyppiä:hihna / hammastanko ja hammaspyörä / ruuvi.

Miten voit varmistaa, että valitset oikean toimilaitteen? Mitä muuttujia uuteen sovellukseen perehtyvän teollisen suunnittelijan on otettava huomioon?

Lineaarisen liikkeen ratkaisuista puhuttaessa on tärkeää tarkastella asiaa oikeasta näkökulmasta. Tarkemmin sanottuna tämä tarkoittaa käsillä olevaa sovellusta. Tämä on aina etusijalla päätettäessä tarvitsemasi lineaarisen karamoottorin tyyppiä.

Tarkkuuslineaaritoimilaitetta valittaessa on erittäin tärkeää määritellä selkeästi odotuksesi tuloksista ja suorituskyvystä. Tämä yksityiskohtainen analyysi auttaa sinua räätälöimään tarkkuuslineaaritoimilaitteesi juuri sinun tarpeisiisi.

Harkitsemalla näitä tekijöitä perusteellisesti olet paremmin valmistautunut tunnistamaan paitsi tarvitsemasi tarkkuuslineaarisen toimilaitteen tyypin, myös erityiset vaatimukset, jotka varmistavat optimaalisen suorituskyvyn sovelluksessasi.

Tämä huolellinen valintaprosessi varmistaa, että valitsemasi tarkkuuslineaaritoimilaite täyttää ainutlaatuiset tarpeesi korkeimmalla tarkkuudella ja luotettavuudella.

Siksi kannattaa aloittaa pohtimalla vaadittavaa dynamiikkaa, iskunpituutta ja tarkkuutta. Tarkastellaan näitä tarkemmin.

Korkea dynamiikka

Monilla teollisen muotoilun aloilla suunnittelijan vaatimukset liittyvät usein nopeutta. Näihin kuuluu tyypillisesti myös sykliaikojen lyhentäminen. Hyvä esimerkki tästä on pakkausteollisuus. Loppujen lopuksi mitä tarkempi ja nopeampi pakkaus, sitä nopeammin pakkaukset lähtevät ovesta ulos.

Ei siis ole yllätys, että korkea dynamiikka on usein lähtökohta ratkaisun määrittelyssä.

Hihnaveto on usein ihanteellinen ratkaisu, kun kyseessä on korkea dynamiikka, ottaen huomioon seuraavat seikat:

1. ne mahdollistavat jopa 50 m/s2:n kiihtyvyydet ja jopa 5 m/s:n nopeudet jopa 10–12 m:n vetojen pituisilla liikkeillä
2. Hihnan avulla käytettävä XYZ-portaali pystyy käsittelemään kuormia erittäin pienistä noin 200 kg:aan.
3. Voitelutyypin mukaan näillä järjestelmillä voi olla erityisen pitkät huoltovälit, mikä varmistaa tuotannon jatkuvuuden.

Joskus yli 10–12 metrin iskuilla tarvitaan suurta dynamiikkaa. Näissä tapauksissa hammastankokäyttöiset toimilaitteet ovat yleensä erinomainen ratkaisu. Tämä johtuu siitä, että nämä lineaaritoimilaitteet mahdollistavat jopa 10 m/s2:n kiihtyvyydet ja jopa 3,5 m/s:n nopeudet. Ja kaikki tämä mahdollisesti äärettömillä iskuilla.

Hammastanko- ja hammaspyörätoimilaitemallit toteuttavat pyörän ja akselin konseptin. Tarkemmin sanottuna pyörivä pyörä liikuttaa vaijeria, ketjua tai hihnaa lineaarisen liikkeen aikaansaamiseksi.

Erilaisen toimilaitteen valinta ei takaa samoja tuloksia. Esimerkiksi ruuvijärjestelmä, joka on epäilemättä paljon tarkempi, olisi varmasti liian hidas. Tällaisella toimilaitteella ei pystyisi käsittelemään niin pitkiä iskuja.

Vaikka ruuvitoimilaite on uskomattoman yleinen työkalu, ruuvin kiertäminen sen eteenpäin ajamiseksi, sillä on kuitenkin nopeusrajoituksia tilanteesta riippuen.

Pitkät vedot

Lineaaritoimilaitteilla luoduissa järjestelmissä, jotka ovat tyypillisiä karteesisen robotiikan XYZ-konfiguraatioita, on usein pitkät iskunpituudet. Tämä on yleistä esimerkiksi poiminta- ja sijoitus- sekä syöttötyöstökeskuksissa. Näiden pitkien tuotantolinjojen vuoksi iskunpituus voi usein olla kymmeniä metrejä.

Lisäksi monissa tapauksissa näillä pitkillä iskuilla – jotka yleensä koskevat Y-akselia – on käsiteltävä huomattavan raskaita kuormia. Joissakin tapauksissa kuormat voivat usein painaa satoja kiloja. Lisäksi useat pystysuorat Z-akselit toimivat itsenäisesti näillä pidemmillä iskuilla.

Tällaisissa sovelluksissa paras valinta Y-akselille on hammastankokäyttöinen toimilaite. Tämä johtuu useista tekijöistä, kuten:

1. Jäykän hammastankojärjestelmän ansiosta ne voivat toimia mahdollisesti rajattomasti iskunpituuksilla. Samalla ne voivat toimia säilyttäen jäykkyyden, tarkkuuden ja tehokkuuden.
2. Induktiokarkaistusta teräksestä valmistetuilla hammastankoilla varustetuissa toimilaitteissa on käyttölaitteen sisällä kaltevat hampaat. Nämä hampaat liukuvat kiertäviä kuulalaakerikiskoja tai prismaattisia kiskoja pitkin.
3. Useiden, omalla moottorillaan varustettujen vaunujen asennusmahdollisuus mahdollistaa lukuisten itsenäisten pystysuuntaisten Z-akseleiden käytön.

Hihnajärjestelmä on ihanteellinen jopa 10–12 metrin iskuille. Silti kuularuuvitoimilaitteita rajoittaa (pitkillä iskuilla) niiden kriittinen nopeus.

Paikannuksen toistettavuus

Toisaalta on tilanteita, joissa suunnittelija pyrkii maksimaaliseen tarkkuuteen. Näin voi olla esimerkiksi mikrokomponenttien kokoonpanossa tai tietyissä lääketieteen alan sovelluksissa. Näissä tapauksissa on vain yksi selkeä valinta: lineaariakselit kuularuuvikäytöillä.

Ruuvikäyttöiset lineaaritoimilaitteet tarjoavat parhaan suorituskyvyn tästä näkökulmasta. Tämä johtuu suurelta osin niiden jopa ±5 μ:n paikannuksen toistettavuudesta. Tätä suorituskykyä eivät pysty saavuttamaan hihna- tai ruuvikäyttöiset toimilaitteet. Sekä hihna- että ruuvikäyttöiset lineaaritoimilaitteet saavuttavat enintään ±0,05 mm:n paikannuksen toistettavuuden.