עבור רוב יישומי התנועה ליניארית, מערכות קונבנציונליות מונעות חגורה או ברגים עובדות היטב. עם זאת, בעיות יכולות להתעורר כאשר נדרשים מרחקים לינאריים ארוכים יותר.

מערכות מונעות חגורה הן בחירה ברורה כאשר נדרשות תנועות ליניאריות ארוכות. מערכות פשוטות יחסית אלו משתמשות בהנעי גלגלת כדי ליצור מתח לאורך הרצועה, וניתן להעלות אותן במהירות למהירויות גבוהות. עם זאת, כאשר מערכות אלו מגיעות לתנועות ארוכות יותר, עלולות להתעורר בעיות עם חגורות נפולות. לא ניתן לשמור על מתח לאורך המערכת.

מטבע הדברים יש גם נתינה רבה במערכת מחגורות הגומי או הפלסטיק עצמן. גמישות זו לאורך המערכת עלולה לגרום לרטט או קפיצה, מה שיוצר אפקט הקצפה על הכרכרה. אם תהליך מסוים לא יכול להתמודד עם זה, מערכת מונעת ברגים עשויה להיות אפשרות טובה יותר. למערכות המונעות בורג יש אלמנט מכני קבוע המבטיח שליטה מלאה על הכרכרה בכל עת עם עצירה ומיקום מדויקים.

בטיחות היא יתרון נוסף של מערכות מונעות ברגים. מערכות מונעות חגורה פחות בטוחות בגלל האפשרות לשבירת החגורה. תקלה כזו תהיה בלתי מבוקרת, ובאפליקציות אנכיות, העומס עלול ליפול ולפגוע במכונות או אפילו בכוח אדם. למערכת מונעת ברגים אין את הבעיה הזו. גם בעת כשל, מערכת מונעת ברגים תעצור את נפילת המטען ותבטיח בטיחות.

מבחינה היסטורית, הבעיה עם מערכות מונעות ברגים הייתה הקושי להגיע לאורך מהלך ארוך יותר. בדרך כלל ניתן לספק מערכות מונעות בורג באורכים של עד 6 מטרים באמצעות זוגות של בלוקי מיסבים לתמיכה בבורג ולעצור כל אפקט הצלפה במהירויות סיבוב גבוהות יותר. אפילו במהירויות נמוכות יותר, ברגים ארוכים יותר זקוקים לתמיכה נגד כיפוף שנגרם על ידי המשקל שלהם. מערכת תמיכת בלוקים נושאת זו מורכבת באופן מסורתי מזוגות של בלוקים המחוברים עם מוט או חוט. הזוגות נעים יחד לאורך מערכת התנועה הליניארית.

כאשר מערכת דורשת מהלך ארוך יותר, ניתן להוסיף עוד זוגות בלוקי מיסבים כדי לתמוך בבורג בחלוקות קבועות לאורכו. עבודה של עד שלושה או אפילו ארבעה זוגות יחד יכולה להיות מעשית, אבל חיבור המוטות או החוטים בין הבלוקים הופך לקשה מעבר למספר הזה.

משיכות ארוכות יותר

האתגר הראשון להשגת מהלך ארוך יותר הוא ליצור מערכת שיכולה להציע יותר נקודות תמיכה לבורג הארוך יותר. פתרון אחד הוא לבטל את המערכת המחוברת של הבלוקים, ובמקום זאת, להשתמש במערכת שבה הבלוקים יכולים לקרוס זה לתוך זה ולהיפרד בעת הצורך. ברגע שהבלוקים מגיעים למצבם המוגדר, הם נשארים שם כדי להנחות ולתמוך בבורג. במערכת כזו ניתן לממש 10, 12 או אפילו 13 נקודות תמיכה עם זוגות בלוקי מיסבים. מערכת תמיכה זו עבור בורג הכדור או בורג העופרת יכולה לאפשר מרחקי נסיעה ארוכים ללא כיפוף או הצלפה.

כדי לחרוג מאורך של 6 מטרים, האתגר הבא הוא ליצור בורג ארוך יותר. עם זאת, עקב מגבלות בחומר הגלם הזמין, ברגים מיוצרים בדרך כלל רק באורך של עד 6 מטרים. אז איך ניתן להשיג אורך שבץ של יותר מ-10 מטר? התשובה טמונה בחיבור שני ברגים יחד ובשימוש בטכניקות ייצור מדויקות.

ברגי עופרת וברגי כדורים מיוצרים על קו גלגול, וכל חלק עשוי להיות מיוצר עם סטיית עופרת מעט שונה. כדי לחבר שני חלקים יחד, לכן, יש להתגבר על הבדלים בסטיית עופרת. כדי ששני ברגים יתחברו בהצלחה, יש להשתמש בברגי הכדורים המדויקים ביותר עם הסטייה הקטנה ביותר האפשרית. הברגים חייבים להיות מעובדים במדויק, כדי להבטיח שחום לא ייכנס לחלק וישנה את הקוטר או הגיאומטריה של העופרת. אפילו סטייה קטנה כמו 0.01 או 0.001 מילימטר יכולה ליצור בעיות עבור המערכת הסופית.

לאחר העיבוד, הברגים נשואים יחד באמצעות ברז וחור עם סטייה מינימלית בין שני המובילים. לבסוף הם מאובטחים באמצעות דבק בעל חוזק גבוה. (ריתוך הברגים יחד ישנה שוב את הגיאומטריה ויוצר בעיות.)

ניתן לייצר מערכות מונעות ברגים עם מערכות בלוק תמיכה מתקפל וברגים מיוצרים בצורה מדויקת באורכים של 10.8 מטר ומעלה. למערכת עם אורך מהלך של 2 עד 3 מטרים תהיה מהירות מקסימלית של כ-4,000 סל"ד. בדרך כלל עם מערכת ארוכה יותר, יהיה צורך להוריד את מהירות הסיבוב במידה ניכרת כדי למנוע הקצפה. אבל, עם תומכים נוספים, מערכת מונעת ברגים באורך של עד 10 מטרים יכולה לפעול ב-4,000 סל"ד.

יישומים ארוכי אורך

מערכות מונעות בורג בעלות אורכי מהלך ארוכים משמשות במגוון רחב של תעשיות כדי לספק מיקום ליניארי מדויק. דוגמה טובה היא מערכת ריתוך אוטומטית לצינורות מתכת וצינורות. נדרש מיקום מדויק של פיית ריתוך על פני אורכי נסיעה ארוכים. ביישומים בהם מרותכים חומרים איכותיים כמו טיטניום, הפעולה מתבצעת בוואקום כדי למנוע חמצון של המתכת.

יישומים רבים בתעשיית הרכב דורשים אורך נסיעה ארוך. לדוגמה, רובוטים בעלי שישה צירים מורכבים לעתים קרובות על מפעילים ליניאריים בעלי מהלך ארוך עבור פעולות ריתוך או טיפול במכונה. למרות שמהירות עשויה להיות לא גורם קריטי להובלת זרועות רובוט, נדרשים אורך ארוך ומיקום מדויק מאוד.

ייצור כבל אופטי הוא פעולה רציפה במהירות גבוהה שלא ניתן להפסיק מבלי לסכן את איכות הסיבים המיוצרים. הכבלים מסולסלים על סלילים גדולים. כאשר סליל אחד מלא, יש להחליף אותו במהירות כדי למזער את אובדן המוצר. דיוק ומהירות חיוניים ליעילות התהליך. מערכות מונעות ברגים ארוכות יכולות להציע הן ביישום זה, יחד עם היכולת להתמודד עם העומס הרב של הסלילים.

כל יישום הדורש תנועה של ציוד כבד במישור האנכי נהנה מהקשיחות והפונקציונליות הבטיחותית של בורג ליניארי. בתעשיית המטוסים, למשל, מזיזים מצלמות דיוק גבוהות למעלה ולמטה. ברגים נושאים את המשקל הכבד בצורה מאובטחת ומדויקת. ביישומים כאלה, מערכות הובלת כדורים מיוחדות עם כדורים בקוטר גדול משמשות לתפוס את רגע העומס הדינמי.

שיפורים במערכות קיימות

ביישומים רבים של תנועה ליניארית באורך ארוך, בורג הכדור נותר פתוח לחלוטין. ישנן שתי בעיות נפוצות במערכות כאלה: או שהמערכת לא יכולה לפעול במהירות הרצויה, או שהמערכת קשה לתחזוקה, מכיוון שהבורג הפתוח מושך אבק ופסולת, מה שמצריך ניקוי קבוע כדי למנוע כשל מוקדם של אום הכדור.

ביישומים כאלה, התמיכה הנוספת שמספקת תצורת בלוק המיסב המוערם פירושה שניתן להפעיל את הבורג במהירות גבוהה בהרבה. ניתן לפתור בעיות ניקיון ואמינות באמצעות מערכת מכוסה ואטומה המגנה על הבורג ומציעה הפחתה משמעותית בדרישות התחזוקה. הבורג המצורף מוגן מפני חדירת אבק ופסולת וללא ניקוי קבוע, יכול לשמור על ביצועים ואמינות מיטביים.

במערכת כזו, הכרכרה יכולה להיות מצוידת בתעלות קדומות ולחבר אותה עם פטמת שומן. זה מאפשר שימון מנקודה אחת ללא צורך בפתיחת המעטפת. מכיוון שלעולם אין לפתוח את היחידה, כמויות מוגבלות של אבק או מים עלולות לחדור למערכת. הוא מוגן אפילו בסביבות המלוכלכות ביותר.