Lunghezza della corsa, velocità, precisione, montaggio, manutenzione.

Stai lavorando a un'applicazione che richiede un movimento lineare-forse è un sistema di montaggio pick-and-place, una linea di imballaggio o un cavalletto per il trasferimento di materiali-ma progettare il proprio attuatore da zero, soluzione delle varie parti, montare e allineare i componenti e implementare un sistema di manutenzione non è un uso efficace del tuo tempo. Inizi a guardare attuatori lineari pre-progettati e pre-assemblati, ma ci sono così tante opzioni riguardanti il ​​tipo, le dimensioni e il principio operativo che è difficile sapere da dove iniziare nella selezione.

Il primo passo per restringere il campo è scegliere quale meccanismo di azionamento è meglio per l'applicazione. La maggior parte dei produttori offre almeno due opzioni di guida, con la cinghia dentata e la vite a sfera sono le più comuni, mentre le unità motori pneumatiche e lineari servono applicazioni di nicchia. Di seguito sono riportati cinque fattori che ti aiuteranno a guidare la tua scelta tra i due tipi più comuni di attuatore: cinghia dentata e vite a sfera.

1. Lunghezza della corsa

La distanza che l'attuatore deve muoversi in una direzione, nota come lunghezza della corsa, è il primo requisito da considerare nella scelta tra vite a sfera o azionamento a cinghia. Gli attuatori a vite a sfere si trovano comunemente a lunghezze di 1000 mm o meno, sebbene le viti a sfera di diametro maggiore possano essere utilizzate a lunghezze fino a 3000 mm. Questo limite è governato dalla velocità critica della vite. Man mano che aumenta la lunghezza di una vite, la sua velocità critica o la velocità con cui la vite inizia a incontrare vibrazioni di piegatura, diminuisce. In poche parole, mentre una vite si allunga e diventa più veloce, inizia a "frustare" come una corda per saltare.

Per gli attuatori con trasmissione a cinghia dentata, la possibilità di tentare la cinghia limita la lunghezza massima. Usando cinture con larghezza maggiore (più area di contatto) e pitch dente più elevato, gli attuatori di azionamento si trovano comunemente nelle applicazioni che richiedono una lunghezza della corsa da 10 a 12 metri.

2. Velocità

Il secondo fattore critico nella scelta di un attuatore è la velocità. La velocità massima per la maggior parte degli attuatori di trasmissione a cinghia è di 5 m/s. Questo limite è influenzato dal sistema guida, che impiega più comunemente cuscinetti a ricircolo. Per applicazioni che richiedono velocità più elevate, fino a 10 m/s, è possibile utilizzare un'unità a cinghia in combinazione con ruote precaricate o rulli a camme anziché cuscinetti a ricircolo.

Come accennato in precedenza, in un attuatore a vite a sfere, all'aumentare della lunghezza, la velocità critica diminuisce. In generale, gli attuatori a vite a sfera possono raggiungere velocità fino a 1,5 m/s a lunghezze di corsa inferiori a 1 metro. I supporti a vite a sfera possono fornire ulteriore rigidità riducendo la lunghezza non supportata della vite, consentendo all'attuatore di raggiungere velocità più elevate e lunghezze più lunghe. Quando si considerano supportare la vite a sfera, consultare il produttore per assistenza nell'esecuzione dei calcoli della velocità e della lunghezza necessari.

3. Precisione

La precisione è ampiamente usata per indicare la precisione di viaggio (in cui il trasporto o la sella si trova nello spazio durante il movimento), l'accuratezza del posizionamento (in che misura l'attuatore raggiunge la posizione target) o la ripetibilità (in che misura l'attuatore raggiunge la stessa posizione con ogni ictus). Mentre l'accuratezza del viaggio è fortemente influenzata dalla struttura, dalla base e dal montaggio dell'attuatore, l'accuratezza del posizionamento e la ripetibilità sono principalmente funzioni del meccanismo di trasmissione.

Le viti a sfera, in particolare se sono precaricate, hanno una migliore precisione di posizionamento rispetto alle unità a cinghia a causa della loro rigidità. Tuttavia, la "inesattezza" nel posizionamento può essere misurata e compensata nel sistema di controllo dell'attuatore. Per questo motivo, la ripetibilità (la capacità di raggiungere la stessa posizione con ogni ictus) diventa spesso il fattore più importante nelle applicazioni ad alta precisione. Per un'elevata ripetibilità, la rigidità del meccanismo di trasmissione è fondamentale, rendendo una vite a sfera precaricata e un assemblaggio del dado la scelta migliore.

4. Montaggio

In alcuni casi, la direzione in cui l'attuatore è montato detterà quale meccanismo di guida è la migliore. Entrambe le azionamenti a cinghia e a vite sono adatte per orientamenti di montaggio orizzontale e inclini, ma le applicazioni che richiedono un montaggio verticale necessitano di una valutazione più attenta.

Mentre ogni sistema che muove un carico ha bisogno di meccanismi di sicurezza integrati, le unità a vite a sfera sono spesso viste come azionarie più sicure delle cinghia per trasportare carichi verticali. Questo perché le viti a sfera, a seconda del carico, del cavo della vite e dell'attrito nel sistema, sono riluttanti a una guida posteriore o "caduta libera" se si verifica un fallimento del freno o del danno catastrofico al sistema. Quando è richiesto un attuatore a cinghia in un'applicazione verticale, un freno esterno o un contrappeso dovrebbero essere considerati seriamente.

5. Manutenzione

La causa principale di fallimento per gli attuatori lineari è la mancanza di lubrificazione. Sia gli attuatori a vite a sfera che a cinghia richiedono che il sistema di guida sia periodicamente lubrificato, ma le viti a sfera introducono un altro componente che deve essere monitorato per una corretta lubrificazione. Alcuni produttori lo hanno affrontato fornendo sistemi che sono lubrificati per la vita (con la vita definita come una distanza di viaggio fissa o un numero di giri, con un determinato carico, velocità e ambiente), ma molte applicazioni non rientrano in questi parametri specificati e richiederanno lubrificazione a un certo punto durante la loro vita prevista.

Sebbene gli attuatori a cinghia abbiano il vantaggio di un minor numero di componenti da mantenere, quando l'ambiente contiene polvere o chip, cercare un design dell'attuatore che minimizzi il potenziale di contaminazione per entrare negli alloggiamenti della puleggia. Ciò garantirà una vita più lunga per i cuscinetti della puleggia e ridurrà l'usura sulla cintura stessa.

Entrambe le unità a cinghia e le azionamenti a vite a sfere hanno benefici per le prestazioni. Quando si effettua una selezione iniziale, ricorda che le unità a cinghia sono in genere la scelta migliore per lunghi Stokes e velocità elevate, mentre le unità a vite a sfera sono migliori per applicazioni che richiedono un'elevata ripetibilità o un montaggio verticale. In alcune applicazioni, entrambi i meccanismi di guida soddisfano i criteri sopra descritti. In questi casi, il produttore può guidarti nella scelta dell'attuatore giusto basato su fattori più avanzati, come l'accelerazione, il tempo di assestamento o le condizioni ambientali.