Sistemi guidati a cinghia, a vite a sfere, a rotelle e pignoni, motori lineari, sistemi a guida pneumatica.

Sono finiti i giorni in cui i progettisti e i costruttori di macchine dovevano scegliere tra la costruzione del proprio sistema lineare da zero o la sistemazione per una gamma limitata di sistemi pre-assemblati che, nella maggior parte dei casi, erano adatti alla loro applicazione. Oggi i produttori offrono sistemi basati su una gamma di meccanismi di trasmissione - viti da palla, cinture, rack e pignoni, motori lineari e pneumatica - con opzioni di guida e alloggi per adattarsi praticamente a qualsiasi applicazione, ambiente o vincolo di spazio. Il dilemma per gli ingegneri ora riguarda meno la ricerca di un sistema che funzionerà per la loro applicazione e più sulla scelta della soluzione migliore dall'ampia gamma di configurazioni disponibili.

Molti assistenti sono stati creati per aiutare con questo processo di selezione. Questi in genere assumono la forma di una tabella che mostra i parametri dell'applicazione chiave rispetto al tipo di sistema, con simboli per valutare l'idoneità di ciascun sistema per ciascun parametro. Mentre questo layout fornisce un riferimento visivo rapido, perde alcuni dei punti più fini delle capacità e di debolezza di ciascun sistema. Nel tentativo di scavare un po 'più a fondo, il seguente schema esamina i punti di forza e i limiti specifici dei tipi più comuni di sistemi lineari pre-assemblati.

Sistemi a cinghia

I sistemi di trasmissione a cinghia sono probabilmente meglio riconosciuti per la loro capacità di percorrere lunghe lunghezze. Sono anche in grado di ottenere velocità elevate, poiché i meccanismi di trasmissione della cinghia non utilizzano elementi di ricircolo. Se abbinato a guide non recircolanti, come rulli a camme o ruote, le cinture possono in genere ottenere velocità fino a 10 m/s. I sistemi a cinghia sono anche adatti per ambienti difficili, poiché non ci sono elementi di rotolamento da danneggiare dai detriti e il materiale della cintura in poliuretano può resistere ai tipi più comuni di contaminazione chimica.

Lo svantaggio principale dei sistemi a cinghia è che le cinture si allungano. Anche le cinture rinforzate in acciaio, che vengono utilizzate dalla maggior parte dei produttori di sistemi, alla fine sperimenteranno un certo tratto, che degrada la ripetibilità e l'accuratezza del viaggio. I sistemi a cinghia hanno anche più risonanza rispetto ad altri tipi di unità, a causa dell'elasticità della cintura. Mentre la messa a punto corretta dell'unità può compensare questo, le applicazioni con alte velocità di accelerazione e decelerazione e/o carichi pesanti possono sperimentare tempi di assestamento indesiderati.

Sistemi a vite a sfere

Per carichi di spinta elevata e una precisione di posizionamento elevato, i sistemi a vite a sfera sono generalmente la prima scelta. E per una buona ragione. Con i dadi precaricati, le viti a sfere forniscono un movimento privo di contraccolpi e possono ottenere una precisione di posizionamento molto elevata e una ripetibilità. I cavi che vanno da 2 mm a 40+ mm, consentono anche ai sistemi di vite a sfera di soddisfare una vasta gamma di requisiti di velocità e possono prevenire il back driving in applicazioni verticali.

La lunghezza di viaggio è la limitazione fondamentale dei sistemi a vite a vite. All'aumentare della lunghezza della vite, la velocità consentita diminuisce, a causa della tendenza della vite a abbassarsi sotto il proprio peso e dell'esperienza della frustata. I supporti a vite a sfera possono aiutare a contrastare questo effetto, ma a spese dello spazio e del costo complessivo del sistema.

Sistemi a rack e pignoni

I sistemi di rack e pignoni producono forze di spinta elevate e possono farlo con lunghezze di viaggio praticamente illimitate. Il loro design consente inoltre di utilizzare più carrozze sullo stesso sistema, che è utile per le applicazioni che richiedono che le carrozze si muovano in modo indipendente, come i grandi sistemi di cavalli nelle industrie di imballaggi e automobili.

Mentre sono disponibili sistemi di pignone e pignone di alta qualità, a bassa bassa bassa bassa bassa bassa bassa bassa bassa bassa bassa bassa bassa bassa. E a seconda del profilo del dente e della qualità della lavorazione, i sistemi basati su rack e pignoni possono produrre un alto livello di rumore rispetto ad altri sistemi lineari.

Sistemi di motore lineare

Tradizionalmente considerati troppo costosi per la maggior parte delle applicazioni, i motori lineari vengono ora utilizzati per il posizionamento e la gestione delle attività in settori come l'imballaggio e l'assemblaggio. Costi inferiori hanno contribuito a questa tendenza, ma per gli ingegneri, le caratteristiche accattivanti dei motori lineari sono la loro capacità ad alta velocità, la precisione elevata di posizionamento e bassi requisiti di manutenzione. I motori lineari offrono anche la capacità, come i sistemi di rack e pignoni, di integrare più carrozze indipendenti su un sistema.

Poiché non hanno componenti meccanici per evitare che il carico diminuisca in una condizione di perdita di potenza, i motori lineari non sono generalmente consigliati per l'uso in applicazioni verticali. Il loro design aperto, insieme alla presenza di potenti magneti, li rende anche suscettibili a contaminazione e detriti, in particolare chip e trucioli di metallo.

Sistemi pneumatici guidati

Quando la fonte di trasmissione di potenza preferita è aria, i sistemi lineari pneumatici si adattano alla fattura. Per un movimento semplice e punto-punto, i sistemi guidati pneumatici possono essere l'opzione più economica e semplice da integrare. La maggior parte dei sistemi lineari pneumatici sono racchiusi in un alloggiamento in alluminio, che consente di incorporare gli smorzatori di fine e le coperture protettive.

I sistemi pneumatici hanno la più bassa precisione e rigidità dei tipi discussi qui, ma la loro principale limitazione è l'incapacità di fermarsi in posizioni intermedie.

Indipendentemente dall'applicazione, quando si considerano le opzioni tra i sistemi lineari pre-assemblati, inizia con i quattro parametri dell'applicazione primari: troia, carico, velocità e precisione. Una volta determinate l'entità e l'importanza di questi criteri, altri parametri, come rumore, rigidità e fattori ambientali, possono aiutare a restringere il campo e rendere il dimensionamento e la selezione finali meno che richiedono tempo.