שלבים ושולחנות רב צירתיים

חלפו הימים שבהם נאלצו מעצבי מכונות ובונים לבחור בין בניית מערכת ליניארית משלהם מאפס או להתמקם במגוון מוגבל של מערכות שהורכבו מראש, שברוב המקרים היו התאמה לא מושלמת ליישום שלהם. היצרנים מציעים כיום מערכות המבוססות על מגוון מנגנוני כונן - ברגי כדור, חגורות, מתלה ופינונים, מנועים לינאריים ודלקת ריאות - עם אפשרויות מדריך ודיור שיתאימו כמעט לכל אילו יישום, סביבה או חלל. הדילמה של המהנדסים עוסקת כעת במציאת מערכת שתעבוד ליישום שלהם, ויותר על בחירת הפיתרון הטוב ביותר מהמגוון הרחב של התצורות הזמינות.

עוזרים רבים נוצרו כדי לעזור בתהליך בחירה זה. בדרך כלל אלה לוקחים צורה של טבלה המציגה פרמטרי יישום מפתח לעומת סוג מערכת, עם סמלים כדי לדרג את ההתאמה של כל מערכת עבור כל פרמטר. בעוד שפריסה זו מספקת התייחסות מהירה ויזואלית, היא מחמיצה כמה מהנקודות העדינות יותר של יכולות וחולשותיה של כל מערכת. בניסיון לחפור מעט עמוק יותר, המתווה הבא בוחן את החוזקות והמגבלות הספציפיות של הסוגים הנפוצים ביותר של מערכות ליניאריות שהורכבו מראש.

【מערכות מונעות חגורה】

מערכות כונן חגורה מוכרות ככל הנראה בצורה הטובה ביותר ביכולתן לנסוע באורכים ארוכים. הם גם מסוגלים להשיג מהירויות גבוהות, מכיוון שמנגנוני כונן החגורה אינם משתמשים באלמנטים מחזוריים. כאשר הם משויכים עם מדריכים שאינם מחזירים, כמו גלילי מצלמה או גלגלים, חגורות יכולות בדרך כלל להשיג מהירויות עד 10 מ '/ש'. מערכות מונעות חגורה מתאימות גם לסביבות קשות, מכיוון שאין אלמנטים מתגלגלים שנפגעו על ידי פסולת, וחומר חגורת הפוליאוריטן יכול לעמוד בסוגים הנפוצים ביותר של זיהום כימי.

החיסרון העיקרי של מערכות מונעות חגורה הוא שחגורות נמתחות. אפילו חגורות מחוזקות מפלדה, המשמשות את מרבית יצרני המערכות, יחוו בסופו של דבר מתיחה מסוימת, מה שמשפיל את יכולת ההחזרה ודיוק הנסיעות. למערכות מונעות חגורה יש גם תהודה רבה יותר מאשר סוגים אחרים של כוננים, בגלל גמישות החגורה. בעוד שכוונון כונן נאות יכול לפצות על כך, יישומים עם שיעורי תאוצה והאטה גבוהים ו/או עומסים כבדים עשויים לחוות זמני יישוב לא רצויים.

【מערכות מונעות בורג כדור】

עבור עומסי דחף גבוהים ודיוק מיקום גבוה, מערכות מונעות בורג כדור הן בדרך כלל הבחירה הראשונה. ולא בכדי. עם אגוזים שנטענו מראש, ברגי הכדור מספקים תנועה ללא התנגשות ויכולים להשיג דיוק ומיקום גבוה מאוד. מוביל בין 2 מ"מ ל- 40 מ"מ, מאפשרים גם למערכות בורג כדור לעמוד במגוון רחב של דרישות מהירות ויכולות למנוע אחורי ביישומים אנכיים.

אורך הנסיעה הוא המגבלה הבסיסית של מערכות מונעות בורג כדור. ככל שאורך הבורג עולה, המהירות המותרת פוחתת, בשל נטיית הבורג לשקוע תחת משקלו שלו ולחוות שוט. תומכי בורג הכדור יכולים לעזור להתמודד עם אפקט זה, אך על חשבון המרחב ועלות המערכת הכוללת.

【מערכות מונעות מתלה ופניון】

מערכות מתלה ומין מייצרות כוחות דחף גבוהים ויכולות לעשות זאת באורכי נסיעה בלתי מוגבלים כמעט. העיצוב שלהם מאפשר גם להשתמש בכרכרות מרובות באותה מערכת, המועילה ליישומים הדורשים כרכרות לנוע באופן עצמאי, כמו מערכות גנטיות גדולות בתעשיות האריזה והרכב.

אמנם מערכות מתלה וגביות נמוכות וגביות זמינות, אך באופן כללי, יש להן דיוק מיקום נמוך יותר מאשר אפשרויות כונן אחרות. ובהתאם לפרופיל השן ובאיכות העיבוד שבבי, מערכות מונעות מתלה ומונעות יכולות לייצר רמת רעש גבוהה בהשוואה למערכות לינאריות אחרות.

【מערכות מונעות מנוע ליניאריות】

באופן מסורתי נחשב ליקר מדי עבור מרבית היישומים, מנועים לינאריים משמשים כיום למיקום וטיפול במשימות בתעשיות כמו אריזה והרכבה. עלויות נמוכות תרמו למגמה זו, אך עבור מהנדסים, המאפיינים המושכים של מנועים ליניאריים הם יכולת המהירות הגבוהה שלהם, דיוק המיקום הגבוה ודרישות תחזוקה נמוכה. מנועים לינאריים מציעים גם את היכולת, כמו מערכות מתלה ופניון, לשלב כרכרות מרובות ועצמאיות במערכת אחת.

מכיוון שאין להם רכיבים מכניים למניעת העומס נפילה במצב אובדן כוח, בדרך כלל אין מומלץ למנועים ליניאריים לשימוש ביישומים אנכיים. העיצוב הפתוח שלהם, יחד עם נוכחות מגנטים חזקים, הופך אותם לרגישים לזיהום ופסולת, במיוחד שבבי מתכת וגבינות.

【מערכות מונעות פנאומטיות】

כאשר מקור העברת הכוח המועדף הוא אוויר, מערכות לינאריות פנאומטיות מתאימות לחשבון. לקבלת תנועה פשוטה, נקודה לנקודה, מערכות מונעות פנאומטיות יכולות להיות האפשרות החסכונית והפשוטה ביותר לשילוב. מרבית המערכות הליניאריות הפנאומטיות סגורות בבית אלומיניום, המאפשר לשלב שופטי קצה וכיסויי מגן.

למערכות פנאומטיות יש את הדיוק והקשיחות הנמוכה ביותר של הסוגים שנדונו כאן, אך המגבלה העיקרית שלהן היא חוסר היכולת לעצור בעמדות ביניים.

ללא קשר ליישום שלך, כשאתה שוקל את האפשרויות בין מערכות ליניאריות שהורכבו מראש, התחל עם ארבעת פרמטרי היישום העיקריים-מבט, עומס, מהירות ודיוק. לאחר קביעת גודל וחשיבותם של קריטריונים אלה, פרמטרים אחרים, כמו רעש, קשיחות וגורמים סביבתיים, יכולים לעזור לצמצם את השדה ולהפוך את הגודל והבחירה הסופית פחות זמן רב.