Muutamien yksinkertaisten ohjeiden noudattaminen lineaaristen liikejärjestelmien suunnittelussa voi parantaa järjestelmän suorituskykyä ja toimilaitteen käyttöikää.

Monet automatisoidut koneet käyttävät lineaarisia ohjauskomponentteja, kuten profiloituja kiskoja, pyöreitä kiskoja tai muita vierintä- tai liukulaakerirakenteita ohjaamaan ja tukemaan laitteiden liikkuvia osia. Lisäksi monta kertaa nämä liikkuvat elementit ovat jonkin tyyppisen lineaarisen toimilaitteen käyttämiä.

Yksi yleisimmistä ongelmista kaikenlaisissa lineaarisissa järjestelmissä on kohdistusvirhe. Virheellinen kohdistus voi johtaa lukuisiin ongelmiin, kuten epäjohdonmukaisiin lineaarisiin liiketuloksiin, lineaarilaakerijärjestelmän lyhentyneeseen käyttöikään, ennenaikaiseen kulumiseen tai toimilaitejärjestelmän vikaantumiseen sekä epäsäännölliseen liikkeeseen, kuten nopeuden vaihteluun tai huojumiseen.

On kuitenkin olemassa joitakin yleisiä tapoja parantaa järjestelmän yleistä suorituskykyä optimoimalla lineaariohjaimen ja toimilaitteen kohdistus.

Toimilaitteet ja ohjaimet

Vaikka ohjatulle koneen osalle voidaan antaa liikettä useilla tavoilla, jotkin yleisimmistä jakautuvat kahteen luokkaan. Ensimmäinen on sauvamaiset toimilaitteet. Tankotyyppiset toimilaitteet voivat olla joko nestekäyttöisiä, kuten hydraulisia tai pneumaattisia, tai sähköisiä, kuten lyijyruuvit tai kuularuuvit.

Toinen on tangottomat toimilaitteet. Myös nämä voivat olla joko nestekäyttöisiä tai sähköisiä johtoruuvin, kuularuuvin, hihnan tai lineaarimoottorin kautta. Molempia toimilaitteita voidaan käyttää ohjatuissa järjestelmissä. Jokaisella on kuitenkin hienoisia eroja siinä, miten sitä parhaiten käytetään järjestelmän suorituskyvyn ja käyttöiän maksimoimiseksi.

Itse ohjauselementit, olivatpa ne profiloituja, pyöreitä kiskoja tai muita vierintä- tai liukujärjestelmiä, on mitoitettava ja valittava suunnitteluvaiheessa oikein ja asennettava valmistajan suositusten mukaisesti kiinnittäen erityistä huomiota linjausprosessiin. Näin varmistetaan, että valitun ohjausjärjestelmän suorituskyky maksimoidaan tietyssä sovelluksessa.

Vaatimustenmukaisuuden jäsenten merkitys

Tankomaiset toimilaitteet, joille on ominaista männänvarsi tai toimilaitteen varsi, joka ulottuu ja vetäytyy jokaisen syklin aikana, tarjoavat tyypillisesti useita asennusvaihtoehtoja. Useimmat sauvatyyppisten toimilaitteiden toimittajat tarjoavat yleensä asennusvaihtoehtoja, kuten porattuja ja kierrereiät laitteessa, asennusjalat, pallomaiset sauvaliitokset, kohdistusliittimet, haarukat tai tapit. Kun käytät ohjattua mekanismia, varmista, että jokainen osajärjestelmä, toimilaite ja ohjausyksikkö pystyvät liikkumaan esteettömästi ja tasaisesti. Järjestelmät, jotka yrittävät kytkeä käyttöelementin jäykästi käytettävään elementtiin, voivat osoittaa epäyhtenäistä suorituskykyä, koska nämä kaksi elementtiä yrittävät liikkua eri tasoissa, jolloin toinen tai molemmat alijärjestelmät ovat kuormitettuja yli kykyjensä.

Tällaisessa järjestelmässä tankotyyppistä toimilaitetta voidaan parhaiten käyttää, kun käyttöelimen (toimilaite) ja käytettävän (ohjainjärjestelmä) välissä on jonkinlainen yhteensopivuuselin. Esimerkiksi toimilaitteen tankoon asennettu pallomainen tangon pää mahdollistaa asennuskohdan kääntymisen pallomaisen liitoksen ympäri. Tämän tyyppistä liitäntää ohjaimessa voidaan parhaiten käyttää yhdessä nivelen tai haarukan kanssa toimilaitteen vastakkaisessa päässä, jossa se kiinnittyy koneen runkoelementtiin. Tällainen asennustapa mahdollistaa liitoksen yhteensopivuuden lisäämättä tarpeetonta rasitusta joko käyttölaitteeseen (toimilaite) tai käytettävään (ohjainjärjestelmä).

Tangottomat toimilaitteet, joille on tunnusomaista, että niiden isku on niiden kokonaispituuden sisällä, voi sisältää myös toimilaitteeseen sisäänrakennetun ohjausjärjestelmän. Tankottomissa toimilaitteissa, kun niitä käytetään yhdessä erillisen ohjausjärjestelmän kanssa, on myös oltava yhteensopiva osa käyttölaitteen ja käytettävien osien välisessä yhteydessä. Useimmat toimilaitteiden toimittajat tarjoavat erilaisia ​​tämäntyyppisiin asennuksiin tarkoitettuja kiinnikkeitä, kuten kelluvia kiinnikkeitä.

Ohjaimella varustetut sauvattomat toimilaitteet voivat ohjata ja tukea laitteita samalla kun ne korvaavat erillisen ohjausjärjestelmän. Tämä ominaisuus voi olla erityisen hyödyllinen ja säästää monta kertaa koneenrakentajan aikaa ja rahaa prosessissa. Kiinteillä ohjaimilla varustetut tangottomat toimilaitteet voidaan rakentaa koneisiin yhdistelminä monenlaisiin liiketarpeisiin. Moniakseliset konfiguraatiot, kuten xy tai xyz, sekä portaalikokoonpanot ovat kaikki mahdollisia oikealla mitoituksella. Kiinteillä ohjaimilla varustettujen saumattomien toimilaitteiden asennuksessa kohdistus on yhtä tärkeä.

Yhdistettyjen elementtien rinnakkaisuus ja kohtisuoraisuus

Yksiakselisessa konfiguraatiossa käytettävän varrettoman toimilaitteen, jossa on kiinteä ohjain, on täytettävä vain sijoitteluodotukset. Kohdistusprosessi on suoraviivainen, koska toimilaite toimii yksittäin ja saa kuormansa paikoilleen ilman ulkoista ohjausta. Esimerkkejä tämäntyyppisistä asetuksista ovat työpisteestä työpisteeseen tai kohdistus kiinnitykseen laitteistossa.

Tangottomien toimilaitteiden kohdistaminen moniakselisissa kokoonpanoissa tulee haastavammaksi, koska useiden toimilaitteiden on toimittava yhdessä. Näitä toimilaitteita asennettaessa on siis otettava huomioon kaikkien yhdistettyjen laitteiden yhdensuuntaisuus ja kohtisuoraus optimaalisen suorituskyvyn ja maksimaalisen käyttöiän takaamiseksi.

Yhdistettyjen elementtien rinnakkaisuus

On olemassa kolme muuttujaa, jotka voivat vaikuttaa yhdensuuntaisuuteen lineaarisia toimilaitteita asennettaessa. Näiden kysymysten esittäminen ja vastaaminen maksimoi yhdensuuntaisuuden ja järjestelmän suorituskyvyn.

1. Onko toimilaitteet asennettu vaunujen kanssa samalle korkeudelle? Virhe tässä tasossa aiheuttaa epäsuotuisan Mx-akselin taivutusmomentin toisen tai molempien yksiköiden laakerijärjestelmään.

2. Onko toimilaitteet asennettu tasaiselle etäisyydelle toisistaan ​​päästä toiseen? Virhe tässä tasossa aiheuttaa epäsuotuisan sivukuormituksen Fy-akselille laakerijärjestelmään, ja jos se on vakava, se voi aiheuttaa yksiköiden kiinnittymisen.

3. Ovatko toimilaitteet asennettu tasaisesti toisiinsa nähden? Kulmavirhe aiheuttaa epäsuotuisan taivutusmomentin My-akselilla molempien yksiköiden laakerijärjestelmässä.

Yhdistettyjen elementtien kohtisuora

Lineaarisia toimilaitteita asennettaessa on kaksi muuttujaa, jotka vaikuttavat kohtisuoraan.

1. Onko XYZ-järjestelmässä Z-akseli asennettu kohtisuoraan Y-akseliin nähden? Virhe tässä tasossa aiheuttaa epäsuotuisan taivutusmomentin Y-akselin toimilaitteen laakerijärjestelmään kaikilla tai kaikilla mahdollisilla akseleilla.

2. Liikkuvatko ne portaalijärjestelmässä, jossa kaksi toimilaitetta samanaikaisesti X- tai Y-akselilla liikkuvat? Virheellinen kohdistus tai riittämätön servon suorituskyky aiheuttaa ei-toivotun taivutusmomentin Mz-akselilla laakerijärjestelmään.

Kohdistussuosituksiin ja asennukseen liittyvät todelliset toleranssit riippuvat toimilaitteen valmistajasta ja laakerityypistä. Yleisenä nyrkkisääntönä on kuitenkin ottaa huomioon laakerijärjestelmän tyyppi. Suorituskykyiset laakerityypit, kuten profiilikiskojärjestelmät, ovat yleensä melko jäykkiä ja kohdistus on kriittisempi. Rullaa tai pyöriä käyttävissä keskisuorituskykyisissä järjestelmissä on usein välyksiä, jotka antavat anteeksi kohdistamisessa. Liukulaakereissa tai liukujärjestelmissä on usein suurempi välys ja ne voivat olla jopa anteeksiantavampia.

Kun asennat lineaarisia toimilaitteiden asennusjärjestelmiä, käytettävissä on useita mittaustyökaluja, jotka auttavat varmistamaan oikean kohdistuksen mittareista laserjärjestelmiin. Riippumatta siitä, mitä työkaluja käytetään, luo aina yksi akseli referenssiksi XY- ja Z-tasoille ja asenna muut laitteet vertailuakselin suhteen. Tämä auttaa saamaan toimilaitejärjestelmästäsi parhaan mahdollisen suorituskyvyn ja pisimmän käyttöiän.