Elektroninen, optiikka-, tietokone-, tarkastus-, automaatio- ja laserteollisuus vaativat monipuolisia paikannusjärjestelmän eritelmiä.Kukaan järjestelmä ei ole kaikille sopiva.

Jotta varmistetaan, että korkean tarkkuuden paikannusjärjestelmä toimii optimaalisesti, järjestelmän muodostavien komponenttien-laakerit, asennon mittausjärjestelmä, moottori- ja ajatusjärjestelmä ja ohjain-on toimittava yhdessä sekä mahdollista sekä mahdollista soveltamiskriteerien täyttämiseksi .

Pohja- ja laakeri

Jos haluat päättää optimaalisesta järjestelmän kokoonpanosta, harkitse järjestelmän mekaanista osaa ensin. Lineaarisissa vaiheissa nämä ovat neljä yleistä pohja- ja omaavaa suunnitteluvalintaa:
• Alumiinipohja ja liu'uta Bolton Ball -yrityksillä.
• Alumiini- tai teräspohja ja alumiini- tai teräspuoli neljällä kierrättävällä rullakerroksella teräskiskoilla.
• Meehaniittivalurautainen pohja ja liuku kiinteillä rullaa kantavilla tavoilla.
• Graniittioppaat, joissa on graniitti- tai valurauta- ja ilmalaakerit.

Alumiini on kevyempi kuin meehaniitti tai teräs, mutta vähemmän jäykkä, vähemmän vakaa, vähemmän kykenevä ottamaan lyöntiä ja vähemmän stressinkestäviä. Lisäksi alumiini on paljon herkempi lämpötilan muutoksille. Valurauta on 150% jäykempi kuin alumiini ja 300% parempi tärinän vaimennuksessa. Teräs on kestävä ja vahvempi kuin rauta. Se kärsii kuitenkin pitkittyneestä soivasta, mikä on haitallista liikkua ja asettua aikoja.

Ilmalaakereilla varustetut graniittioppaat tarjoavat jäykimmän, kestävimmän yhdistelmän. Graniitti voidaan kiillottaa tasaisuuden ja suoruuden suhteen submikronialueella. Graniittipöydän haitta on, että graniitin massan takia siinä on suurempi avaruuskuori ja painaa enemmän kuin teräs- tai rautapohjainen paikannusjärjestelmä. Koska laakereiden ja graniitti -opaspintojen välillä ei ole kosketusta, kulumista ei kuitenkaan ole, ja ilmalaakerit ovat suurelta osin itsepuhdistuksia. Graniitissa on myös erinomaiset tärinänvaimennusominaisuudet ja lämpöstabiilisuus.

Lisäksi taulukon suunnittelu on tärkeä taulukon kokonaissuorituskyvyssä. Pöydät ovat erilaisia ​​kokoonpanoja pulttiyksiköistä, joissa on monia osia yksinkertaisiin valettuihin emäksiin ja liukuihin. Yhden materiaalin käyttö koko taulukossa tarjoaa yleensä tasaisemman vasteen lämpötilan vaihteluihin, mikä johtaa tarkempaan järjestelmään. Ominaisuudet, kuten nauhat, tarjoavat vaimennuksen, joka mahdollistaa Swiftin asettumisen.

Integraalilla tavoilla on etuna kiinnitettyihin tapoihin nähden, että jopa pitkän ajan kuluttua ei tarvita preload-tapoja tarvita.

Ristetyillä rullalaakereilla on linjakontakti rullan ja Racewayn välillä, kun taas pallolaakereissa on pisteen kosketus Ballin ja Racewayn välillä. Tämä johtaa yleensä sujuvampaan liikkeisiin rullalaakereille. Pinnan muodonmuutokset (ja kuluminen) on vähemmän liikkuvan pinnan yli ja kosketusalue on suurempi, joten kuorma jakautuu tasaisemmin. Kuormat jopa 4,5 - 14 kg/rulla ovat vakiona, samoin kuin korkea mekaaninen jäykkyys noin 150 - 300 newtonia/mikronia. Haitat sisältävät luontaisen kitkan linjasta.

Pieni kosketusalue, joka rajoittaa kuulalaakerin kitkaa, rajoittaa kuitenkin myös sen kuormituskapasiteettia. Rullalaakerit ovat yleensä pidempiä kuin kuulalaakerit. Rullalaakerit maksavat kuitenkin enemmän.

Yhden valmistajan vakiopöytäkoot sisältävät pituuden 25-1 800 mm ja 100-600 mm liukuleveys.

Ilmanlaakerin kokoonpano koostuu vastakkaisten lentolaakerien tai ohjattavien harvinaisten maametallien, jotka on upotettu ohjaaviin jäseniin, esittämistä hissistä ja ohjauslaakereista. Tämä kosketusmalli välttää muiden laakerimallien kitkan. Ilmalaakerit eivät myöskään kärsineet mekaanista kulumista. Lisäksi ilmalaakerit voidaan etäisyydellä toisistaan. Siten tuloksena olevat geometriset virheet keskiarvotetaan, mikä tuottaa alle 1 mm: n kaaria ja suoraa kulmapoikkeamia, jotka ovat alle 1 sekunnin kaaria ja yli 200 mm.

Numeerisia arvoja on vaikea tarjota - ne riippuvat monista tekijöistä. Esimerkiksi paikannustarkkuus ei riippuu vain laakereista tai oppista, vaan myös sijainnin mittausjärjestelmästä ja ohjaimesta. Paikkajärjestelmän kitka ei riipu pelkästään valitsemastasi käyttöjärjestelmästä, vaan myös laakerin säätämisestä, pöydän tiivistämisestä, voitelusta ja niin edelleen. Siksi tarkat arvot, jotka voidaan saavuttaa, riippuvat hyvin paljon kaikkien komponenttien yhdistelmästä, mikä puolestaan ​​riippuu sovelluksesta.

Käyttöjärjestelmä

Niistä monista käyttöjärjestelmistä-hihna, teline- ja pinioni, lyijyruuvi, tarkkuus- ja pohjakuuliruuvi ja lineaarinen moottori-vain kahta viimeistä otetaan huomioon useimmissa korkean tarkkuuden sijaintijärjestelmissä.

Kuuliruuvivedet ovat erimielisiä resoluutio-, tarkkuus- ja jäykkyysominaisuuksia, ja ne voivat tarjota suuria nopeuksia (yli 250 mm/s). Koska palloruuvivetoa rajoittaa kuitenkin ruuvin kriittinen kierto -nopeus, korkeampi nopeus vaatii pienemmän sävelkorkeuden, vähemmän mekaanisella edulla ja suuremmalla moottorilla. Tämä tarkoittaa yleensä vaihtamista korkeamman voiman moottorikäyttöön, jolla on suurempi väyläjännite. Kuulusruuvivedet, vaikka se on laajalti käytetty, voivat myös kärsiä mekaanisesta takaiskusta, tuuletusta, nousun syklisiä virheitä ja kitkaa. Huomaa myös moottorin ja ajamisen liittäneen mekaanisen kytkennän jäykkyys.

Lineaarisella servomoottorilla sähkömagneettinen voima kiinnittää suoraan liikkuvan massan ilman mekaanista yhteyttä. Ei ole mekaanista hystereesiä tai nousun syklistä virhettä. Tarkkuus riippuu täysin laakerijärjestelmästä ja palautteen ohjausjärjestelmästä.

Dynaaminen jäykkyys osoittaa, kuinka hyvin servojärjestelmä ylläpitää sijaintia vasteena impulssikuormitukseen. Yleensä suurempi kaistanleveys ja suurempi voitto tarjoavat suuremman dynaamisen jäykkyyden. Tämä voidaan kvantifioida jakamalla mitattu impulssikuormitus taipumisetäisyydellä:

Dynaaminen jäykkyys = Δf/Δx

Korkea jäykkyys ja korkea luonnollinen taajuus johtavat erinomaiseen servokäyttäytymiseen lyhyillä asettumisaikoilla. Dia reagoi nopeasti asentokomentojen muutokseen, koska moottorin ja liukumäen välillä ei ole mekaanista sidosta. Koska palloruuvi ei ole ”soitettu”, nopeaa liikkumista ja asunto -aikoja voidaan saavuttaa.

Harjaton lineaarinen moottori koostuu pysyvästä magneettikokoonpanosta, joka on kiinnitetty konepohjaan ja kelakokoonpanosta, joka on kiinnitetty liukuun. Kelakokoonpanon ja magneettien välillä ylläpidetään noin 0,5 mm: n rako. Kahden kokoonpanon välillä ei ole fyysistä kosketusta.

Liikkuvan kelakokoonpanon ytimessä on sarja päällekkäisiä ja eristettyjä kuparikeloja. Nämä ovat tarkkuushaavoja ja sijoitetaan kolmivaiheiseen toimintaan. Sarjaa Hall Effect -antureita käytetään elektroniseen kommutointiin. Kommutuselektroniikan suunnittelu tarjoaa liikkeen merkityksettömän voima -aaltoilun. Koska kommutointi on pikemminkin elektronista kuin mekaanista, kommutointi kaareutuu.

Nämä ominaisuudet tekevät lineaarisesta servomotorista hyödyllistä sovelluksissa, jotka vaativat suurta kiihtyvyyttä (esimerkiksi 2,5 m/s2 tai enemmän), suurta nopeutta (sanotaan 2 m/s tai enemmän) tai tarkan nopeudenhallinnan, jopa erittäin pienellä nopeudella (sano vain muutama mm /sek). Lisäksi tällainen moottori ei tarvitse voitelua tai muuta huoltoa eikä hänellä ole kulumista. Kuten minkä tahansa muun moottorin kohdalla, lämmön hajoamisen vuoksi jatkuvan voiman tai virran RMS -arvo ei saa ylittää sallittuja arvoja pitkiä aikoja.

Voit hankkia lineaarisia servomoottoreita jatkuvista ajomatkan voimista, jotka ovat 25 - yli 5000 N. Useimmissa suurissa moottoreissa on ilma- tai vesijäähdytys. Useita lineaarisia moottoreita voidaan kytkeä rinnakkais- tai sarjajärjestelyihin saadaksesi korkeammat käyttövoimat.

Koska moottorin ja liukumäen välillä ei ole mekaanista sidosta, palloruuvilla ei ole mekaanista pelkistystä. Kuorma siirtyy 1: 1 -suhteessa moottoriin. Kuoruilla liu'ella olevalla palloruuvivetolla moottorin liu'ulle vähenee vähennyssuhteen neliö. Tämä tekee lineaarisesta moottorin käytöstä vähemmän sopivan sovelluksiin, joissa on usein kuormitusmuutoksia, ellet valitse ohjainta, jonka voit ohjelmoida erilaisilla moottorin ohjausparametrijoukkoilla, jotka vastaavat erilaisia ​​kuormia, jotta servokompensaatio saadaan.

Monille pystysuorille sovelluksille palloruuvi on helpompaa ja kustannustehokkaampaa-lineaarinen moottori on jatkuvasti virrannut painovoiman korvaamiseksi. Myös sähkömekaaninen jarru voi lukita taulukon asennon, kun virta on pois päältä. Voit kuitenkin käyttää lineaarista moottoria, jos kompensoit moottorin ja kuormituksen painon jousella, vastapainolla tai ilmasylinterillä.

Alkukustannuksissa lineaarisen moottorin ja palloruuvin, joka sisältää moottorin, kytkimien, laakerien, laakerilohkojen ja kuulakorvin välillä, on vähän eroa. Yleensä harjatyyppinen lineaarimoottori on hiukan halvempi kuin palloruuviveto, ja harjattomat versiot ovat yleensä jonkin verran kalliimpia.

Alkuperäisiä kustannuksia on enemmän. Realistisempi vertailu sisältää ylläpidon, luotettavuuden, kestävyyden ja korvauskustannukset, mukaan lukien työvoima. Tässä lineaarinen moottori näyttää hyvin.

Osa 2 kattaa sijaintijärjestelmät.