Tarkista viisi linkkiä suunnitteluketjussa, jotka ovat niin kriittisiä tarkkuustoimenpiteelle.

Lineaarinen liikejärjestelmä on vain yhtä vahva kuin sen ketjun ja sähkömekaanisten elementtien ketjussa kaikkein vaarannevat yhteydet. Jokaisen komponentin ja ominaisuuden (ja sen vaikutuksen suunnittelun tulosten) ymmärtäminen parantaa päätöksiä ja kertoimet, että lopullinen muotoilu täyttää täysin sovellusvaatimukset. Loppujen lopuksi järjestelmän takaisku, tarkkuus ja muut suorituskykyiset näkökohdat voidaan jäljittää elementteihin lyijyruuvin suunnittelussa ja valmistuksessa, backlash-mutterin, kytkinten, moottorin ja ohjausstrategian.

Työskentely lineaaristen motion-toimittajien kanssa, joilla on asiantuntemusta kaikista suunnittelun linkeistä, on paras tapa saada huippusuunnittelu. Viime kädessä optimoidut liikkeenohjausjärjestelmät ovat kuin korkean suorituskyvyn urheiluauto, kaikki sen elementit ovat tasapainossa ... joille oikean kokoinen moottori + oikeansiirto + oikeat renkaat + hyvät ohjausominaisuudet (kuten antilock-jarrut ja vetovoiman hallinta) = loistava suorituskyky.

Harkitse joitain esimerkkejä malleista, jotka vaativat suorituskykyä. Joissakin 3D -tulostustyypeissä kerrosresoluutiot työnnetään niinkin alhaiseksi kuin 10 um kerrosta kohti. Lääketieteellisissä laitteissa annosteluyksiköiden on tuotettava hengenpelastuslääkkeitä ja ohjausannoksia mikrolitriksi. Samantyyppiset tiukka tarkkuus voidaan nähdä puolijohdeteollisuuden optisissa ja skannauslaitteissa, siru- ja kiekkojen käsittelylaitteissa sekä laboratorio-automaatiotilassa.

Vain lineaariset liikkeen mallit, jotka on rakennettu kokonaisvaltaisella lähestymistavalla komponenttien valintaan ja integrointiin, voivat täyttää nämä yhä korkeammat suorituskykyvaatimukset. Usein sopivin ratkaisu näihin rakenteisiin on moottorivetoinen ruuvi ja mutteri sopivalla ohjausarkkitehtuurilla. Joten tarkastellaan keskeisiä näkökohtia ja suorituskykyominaisuuksia jokaiselle linkille tämän tyyppisessä lineaarisessa kokoonpanossa.

Link One: Leadscrew- ja mutterin laatu

Lyijäruuvit ovat olleet olemassa vuosikymmenien ajan eri muodoissa, joissa on joukko pähkinäkuvioita ja materiaaleja. Suuren osan ajasta lyijysarkkojen valmistukseen käytetyt koneet säädettiin manuaalisesti - laadun rajoittaminen koneen kykyyn ja operaattorin taitotasoon. Useimmat valmistajat käyttävät nykyään edelleen tämän tyyppisiä laitteita, mutta nykyaikaiset automatisoidut prosessit vievät lyijyruuvin laatua seuraavalle tasolle.

Esimerkiksi tällaisissa toimenpiteissä käytetään CNC-ohjattua syöttöä, vinojen säätöä ja paineen säätimiä rullatehtävien prosessille, jotta saadaan kaikkein johdonmukaisimmat lyijyruuvien langanmuodot. Näiden lyijäruuvien pintapinta on jatkuvasti sileä ja vapaa pintahaaraista, jotka voivat repiä polymeerimuttereissa… ennennäkemättömän järjestelmän tarkkuuden ja elämän saavuttamiseksi.

Samanaikaisesti edistyneitä metrologia- ja tarkastustekniikoita, jotka jäljittävät lyijyruuvien säikeiden muoto ja muoto, osoittavat tuloksia pisteestä pisteestä lyijytarkkuuksiin, jotka ovat jopa kolme kertaa parempia kuin perinteisten manuaalisten menetelmien. Joka pitää johdonmukaisesti lyijytarkkuudet arvoon 0,003 tuukaan./Jalkaa ruuvin pituuden yli.

Kuljetustyyppisissä sovelluksissa, jotka siirtävät jonkin objektin pisteitä akselia pitkin, perinteinen menetelmä lyijytarkkuuden tarkistamiseksi 300 mm tai kuusi tuumaa on riittävä. Mutta korkeimmissa tarkkuussovelluksissa kunkin akselin säikeen tarkkuus on merkityksellinen. Poikkeama sopivasta langan geometriasta tunnetaan langan juopumuksena.

Uudet automatisoidut CNC-valmistuslaitteet, prosessit ja yksityiskohtaiset tarkastusmenetelmät tuottavat tiukemman hallinnan ja laadun siten, että yksittäisen säikeen korkea ja matala piste osoittaa huomattavasti parantuneen alaryynnin tarkkuuden-toisin sanoen vähemmän juopuvuutta. Tämä puolestaan ​​auttaa lyijyruuvia pitämään sijoittamisen toistettavuutta yhdellä kierroksella 1 µm: iin. Tämä on erityisen kriittinen suorituskykymetriikka, kuten kalliiden kiekkojen ja sirujen käsittely puolijohdeteollisuudelle ja lääkkeiden tarkkaan jakaminen ruiskupumpuun.

Kierteisen liikkumisen jälkeen edistyneet ruuvintoimittajat suoristavat ruuviakselit automatisoiduilla virheiden ja juoksun minimoimiseksi, jotka voivat aiheuttaa tärinää, melua ja ennenaikaisen kulumisen. Ruuvin akselin suoruus on kriittinen, koska mikä tahansa virhe korostetaan, kun se on koottu moottorin kanssa. Sitä vastoin perinteiset (manuaaliset) ruuvien suoristamismenetelmät voivat tuottaa lumikulmavaikutuksen ruuvi-akselin geometriassa-yhden kaarin tai useiden kaarien muodossa, jotka koristavat pitkän akselin akselin ympärille. Automaattinen suoristaminen ja tarkastus eliminoivat nämä virheet, mikä johtaa vakaan ruuvien suorituskykyyn.

Viimeinen askel lyijyruuvien tuotannossa on PTFE -pinnoitteen soveltaminen. Vain yhdenmukainen sileä viimeistely tarjoaa pitkän käyttöiän ja järjestelmän suorituskyvyn. PTFE: n epäjohdonmukainen levitys (johtuu suboptimaalisesta pinnoitusympäristöstä tai laitteista) voi vauhdittaa pistämistä, halkeamia, kuplia, hiipumista tai pinnan karheutta, jotka aiheuttavat mutterin ennenaikaisen kulumisen ja lyhentyneen kokoonpanon käyttöikän.

Linkki kaksi: mutterin ja ruuvin vuorovaikutus

Perinteiset vastakkaiset mutterit käyttävät moniosaista mallia, joka vaatii kelajousen siirtämiseksi lineaarisesti mutteria pitkin sormien sulkemiseksi ja ruuvin ja mutterin välisen sovituksen ohjaamiseksi.

Näissä malleissa epäonnistuvat ongelmat ovat jousen satunnainen ja muuttuva voima, mutterin kollekon liukuminen ja vaihteleva paine mutterimateriaalin kuluessa. Sitä vastoin yksi vaihtoehtoinen mutteri, joka on suunniteltu toimittamaan vakiovoimaa, sisältää yksinkertaistetun kaksiosaisen mallin, joka kohdistaa painetta mutterisormeille säteittäisellä tavalla, joka on suunta, joka tarvitaan puhdistuksen tai pelaamiseen mutterin ja ruuvin välillä.

Harkitse tavanomaista kelajous- ja Collet-suunnittelua vastakkaisen lyijyruuvin mutteriin. Tässä muuttuva voimakelajousi tuottaa aksiaalivoiman, joka muunnetaan säteittäisiksi voimiksi mekaanisten häiriöiden avulla. Suunnittelu riippuu injektiovaltuutetuista komponenteista voiman asettamiseksi yhtä lailla sormiin. Vertailuarvojen testaus vahvistaa, että esikuormitus muuttuu dramaattisesti ensimmäisissä 1000 syklissä.

Sitä vastoin tietyt vakiovoimat vastakkaiset lyijyruuvien mutterit tarjoavat takaiskujen suorituskyvyn, joka on kaksi tai neljä kertaa parempi kuin perinteiset mallit, kuten Lab Automation -asiakkaan FDA-testaus on validoitu. Jatkuva voimajousisuunnittelu varmistaa yhdenmukaisen esikuorman akselin käyttöiän ajan. Itsevoiteltava mutterimateriaali PTFE: llä voitelua ja tehostettua tehokkuutta.

Yksi suurimmista eduista jatkuvan voiman vastaisen johtajasuunnitelmutterin mutterien kyvystä on viritetty sovellukseen, jossa säädetään jouseen ja muihin parametreihin. Tämä viritys mahdollistaa esikuormituksen, takaiskujen, vetämisvoiman ja juoksukeskuksen optimoinnin tarvittavien teknisten tietojen täyttämiseksi. Jokainen ruuvi- ja mutteriyhdistelmä yhdessä jokaisen täyden moottorin ja ruuvikokoonpanon kanssa voidaan testata jokaiselle näistä suorituskykyominaisuuksista validoinnin ja lopullisen tarkastuksen aikana.

Linkki kolme: kytketty tai suora yhteys asemaan

Seuraava ketjun linkki on se, kuinka ruuvi kiinnittyy moottoriin. Tätä voidaan saavuttaa kolme perustietoa.

Ensimmäinen on perinteisin menetelmä, jossa kytkentä viedään kokoonpanoon ruuvin ja laajentavan nasta -akselin kanssa rakennettujen moottorin välisellä komponentilla. Tämä malli vaatii enemmän tilaa kytkimen pituudelle ja siihen liittyvälle kiinnityskotelolle, ja se myös voi luoda kohdistusongelmia. Komponenttien määrän lisääntymisen vuoksi on vaikeampaa pitää kaikki keskiviivalla. Jos yksi tai useampi komponentti on poissa kierroksesta tai kohdistuksesta, tulos voi olla nokkatyyppinen vaikutus, joka vaikuttaa suuresti suorituskykyyn ja järjestelmän elämään.

Toinen menetelmä työntää ruuvin kapenevaan reikään sen kiinnittämiseksi mekaanisesti (takaa) pultilla. Tällainen kokoonpano on yleistä moottoreilla, jotka vaativat usein huoltoa - ja nopea menetelmä purkamiseen ja uudelleenkokoonpanoon. Haittapuoli on, että kohdistusta on vaikea pitää ja se voi vauhdittaa lumikurssikäsittelyä, joka vahvistaa epätarkkuuksia ruuvin pituuden yli. Lisäksi tämä ruuviruuvin lumi-karja luo kulumispisteet, jotka voivat kannustaa huolto- ja ennenaikaisen järjestelmän vikaantumisen tarvetta.

Kolmas menetelmä on ruuvin suora sovitus onttoon akseliin moottorin sisällä ja kiinnittämällä ruuvi moottorin takana olevalla laserhitsauksella. Tämä menetelmä varmistaa, että ruuvin sopivuuteen moottorin kanssa on suurin mahdollinen sitoutuminen moottorin kanssa. Joissakin tapauksissa hitsaus voidaan korvata teollisella liimalla, joka luo pysyvän sidoksen ruuvin ja moottorin välille. Tämä kokoonpanomenetelmä tarjoaa myös korkeimman tarkkuuden tarjoamalla ruuvissa vähiten runoutta, mikä johtaa pidentyneeseen käyttöikään ja minimoimalla huoltotarve.

Lyijyruuvin, mutterin ja kytkentäkohdistuksen optimointi pidentää koko järjestelmän käyttöikää. Perustasona verrataan järjestelmän muihin elementteihin, testaaminen monissa suuntauksissa, joissa on erilaisia ​​johtoja, ja kuormitus- ja nopeuksilla. Tulokset ovat osoittaneet, että matka -elämän L10 -käyttöikä ylittää 40 kertaa.

Toisin sanoen, perinteiset moottori- ja liukuliippuruuvien asetukset sisältävät useita komponentteja, jotka vaativat kokoonpanoa ja joita on vaikea kohdistaa. Ne tuovat leikkiä ja toleranssia, jotka heikentävät tarkkuutta ja lisäävät epäonnistumismahdollisuuksia. Korkeat komponenttien määrät tekevät myös korkeammat kokoonpanokustannukset. Mutta integroidut hybridi -lineaariset toimilaitteen asetukset sisältävät lyijyruuvin, joka on kohdistettu ja kiinnitetty suoraan moottorin kanssa - vähemmän komponentteja. Se tekee suuremman jäykkyyden, tarkkuuden ja luotettavuuden ... samoin kuin yleisen suunnittelun arvon.

Linkki neljä: Moottorityypin ja suunnittelun valinta

Lineaarisissa toimilaitteissa on valikoima moottorivaihtoehtoja. Yleisimmät moottorivalinnat ovat avoimen silmukan askel, suljettu silmukkaversio joko levyllä asennetulla ohjauksella tai teollisesti koteloitu älykäs askel ja viimeiseksi harjaton DC (BLDC) -moottori. Jokaisella on oma suorituskyky ehdotus tai nopeudet ja kuormitusominaisuudet, ja jokaisella on myös omat edut ja haitat kustannusten, integroinnin, hallinnan ja muun kanssa, jotka katamme myöhemmin.

Suurin vaikutus moottorin lineaariseen liikkeen suorituskykyyn vaatii konepellin alla olevan ilmeen moottorin sisäisessä suunnittelussa. Tyypilliset yleiskäyttöiset moottorit käyttävät aaltoilevaa pesukonetta laakereiden ja kokoonpanon pitämiseen paikoillaan. Tämä on yleensä riittävä pyöriville sovelluksille, ja sitä voidaan usein soveltaa myös lineaariseen. Aaltoilevat aluslevyt kuitenkin tarjoavat moottorin sisällä olevan määrän vaatimustenmukaisuutta, joka voi kannustaa pieniä määriä aksiaalista tai lineaarista leikkiä, jotka kääntyvät lineaarisen asennon epätarkkuuksiin.

Tämän lievittämiseksi yksi tai molemmat kahdesta elementistä voidaan muokata suunnittelussa. Suuremmat laakerit voidaan asettaa lisäämään kokoonpanon työntövoimakuormituskyvyn, ja SPRAMM -mutteri voidaan lisätä ja säätää ennalta määrättyyn vääntömomentin määritelmään, jotta pelaaminen on järjestelmästä.

Linkki viisi: valintaohjausvaihtoehtojen valinta

Viimeinen linkki, joka vetää kaikki elementit yhteen, on se, kuinka fyysinen lineaarinen liike on ohjattava ja ohjattava. Perinteisesti tämä tarvitsisi useita erillisiä kappaleita, mukaan lukien vahvistin ja ohjain. Jokainen tarvitsee kaappia ja siihen liittyvää laitteistoa, johdotusta, kooderia ja antureita palautetta varten. Nämä asetukset voivat tulla monimutkaisiksi ja hankaliksi asentaa, vianetsintä ja käyttää.

Smart Motor Solutions -yrityksen syntyminen on ajonnut johdotuksen yksinkertaistamisen ja vähentämään askeltyyppisen suorituskyvyn ja ohjauksen saamiseen liittyvien liittimien ja anturien lukumäärää. Tämä tarjoaa kustannussäästöjä alhaisemman komponenttien määrän sekä vähemmän asennukseen liittyvän ajan ja työvoiman ansiosta. Nämä moottorit tulevat myös esityksessä teollistuneita paketteja, jotka tiivistävät ja suojaavat hallitusta ja hallintaa väärinkäytöksiltä tai saastumiselta luokituksilla IP65: ksi tai IP67: ksi.

Kun sovellus vaatii erityisiä räätälöityjä ominaisuuksia, se on minimoinut tila- ja koon näkökohdat tai alhaiset kustannukset ovat kriittinen ohjain, räätälöity kapseloitu IP20-moottoriin kiinnitetty kortinhallinta on hyödyllinen vaihtoehto. Tämä pätee erityisesti tyyliteltyihin koteloihin tai laitteisiin sijoitetuissa suurten volyymissovelluksissa. Tällaiset toimilaitteet antavat älykkäiden moottorien edut (tyypillisesti huomattavilla kustannussäästöillä) ja hallinta on oikealla moottorilla helpompaa ja nopeampaa viestintää isäntä- tai PLC: n kanssa.