יישומים נפוצים למובילי מסילה לינארית

מסילות ליניאריות הן עמוד השדרה של יישומים תעשייתיים רבים, המספקות הנחיה בחיכוך נמוך וקשיחות גבוהה לעומסים שיכולים לנוע בין גרמים בודדים לאלפי קילוגרמים בלבד. מגוון הגדלים, דרגות הדיוק והעומסים המוקדמים שלהם הופכים את המסילות ליניאריות שמתאימות כמעט לכל דרישות ביצועים.

הסיבות לשימוש במסילות ליניאריות הן רבות, אך היתרונות הברורים ביותר שלהן על פני סוגים אחרים של מדריכים הם קיבולת עומס, דיוק נסיעה וקשיחות. לדוגמה, מובילי פיר עגול יכולים לעמוד בעומסים כלפי מטה או התרוממות בלבד, בעוד שמובילי מסילה ליניאריים יכולים לעמוד בעומסים כלפי מטה/הרמה ועומסי רגע. ובניגוד למובילי גלילים מוצלבים, שתנועתם מוגבלת לרוב למטר אחד או פחות, מסילות ליניאריות יכולות לספק אורכי נסיעה ארוכים מאוד. בהשוואה למובילי מיסבים רגילים, למסילות ליניאריות יש קשיחות וקשיחות גבוהות יותר, ולעתים קרובות בעלות מאפייני עומס/חיים טובים יותר.

מובילים ליניאריים מספקים גם רמה גבוהה של דיוק נסיעה, הודות לעיבוד מדויק של אחד או שני הקצוות של המסילה, המשמשים כמשטחי ייחוס. ועם שתיים, ארבע או שש שורות של אלמנטים מתגלגלים - או כדורים כדוריים או גלילים גליליים - הקשיחות גבוהה והסטייה של בלוק המיסב מינימלית. כל התכונות הללו משתלבות כדי לספק מערכת הנחייה ליניארית המתאימה באופן מושלם ליישומים הדורשים דיוק גבוה, קשיחות גבוהה וחיים ארוכים.

【יישומי מסילה אחת】

מכיוון שלמסילות ליניאריות יש כדורים (או גלילים) תומכי עומס בכל צד של המסילה, הם יכולים לעמוד בעומסים תלויים, גם כאשר משתמשים במסילה בודדת בלבד. (לעומת זאת, יש להשתמש במנחים ליניאריים של פיר עגול בזוגות כאשר קיימים עומסים תלויים.) בגלל תכונה זו, יישומים רבים משתמשים במסילה ליניארית אחת, כדי לחסוך במקום או כדי למנוע בעיות עם חוסר יישור בין רכיבים אחרים במערכת. הנה כמה דוגמאות ליישומים המשתמשים במסילה ליניארית אחת...

מפעילים ליניאריים - מסילות ליניאריות הן לרוב מנגנון המדריך המועדף עבור מפעילים המונעים באמצעות חגורות, ברגים או צילינדרים פנאומטיים, בגלל יכולתם לעמוד בעומסי רגע. הם יכולים גם להכיל מהירויות נסיעה של עד 5 מ"ש, וזה חשוב במערכות מונעות בחגורה או פנאומטית.

מערכות הובלה עיליות - כאשר עומסים מרוכזים מתחת למסילה ולגוש הנושא, כפי שקורה לעתים קרובות במערכות הובלה עיליות, מסילות ליניאריות הן בחירה טובה להנחיה. יכולת העמסה הגבוהה שלהם מאפשרת הובלת מטענים כבדים, וקשיחות המסילה הליניארית עוזרת להקשיח את המערכת כולה.

רובוטים של גאנטרי - התכונה המגדירה של גאנטרי היא שיש לו שני צירי X (ולפעמים שני Y ושני Z). הצירים הבודדים כוללים בדרך כלל מסילה ליניארית אחת והם מונעים על ידי בורג או מערכת רצועה וגלגלת. כששני צירים עובדים במקביל (X ו-X', למשל) מתממשות יכולות מומנט טובות מאוד, למרות שלכל ציר יש רק מסילה לינארית אחת.

【יישומי מסילה כפולה】

כאשר קיימים עומסי מומנט גבוהים, ניתן להשתמש במסילות ליניאריות בזוגות, מה שמאפשר את פתרון עומס הרגע לכוחות על בלוקי המיסב. בתצורה זו, ניתן להרכיב את מנגנון ההנעה בין המסילות הליניאריות, מה שהופך את המערכת הכוללת לקומפקטית מאוד. יישומי מסילה ליניארית כפולה כוללים:

שלבים ליניאריים - שלבים הם בדרך כלל מערכות דיוק גבוהות מאוד, כלומר דיוק נסיעה גבוה והסטה מינימלית הם בעלי חשיבות עליונה. גם אם העומס מרוכז על הבמה עם טעינה מועטה או ללא רגע, לעתים קרובות נעשה שימוש במסילות ליניאריות כפולות כדי להבטיח שהקשיחות וחיי המיסבים יהיו מקסימליים.

מכונות - כמו שלבים, כלי מכונות דורשים רמות גבוהות מאוד של דיוק וקשיחות נסיעה, כדי להבטיח שהכלי מייצר חלקים באיכות גבוהה. שימוש בשתי מסילות במקביל - בדרך כלל עם שני בלוקים מיסבים לכל מסילה - מבטיח כי הסטייה ממוזערת. כלי מכונות חווים גם עומסים גבוהים מאוד, כך שפתרון העומס על פני ארבעה בלוקי מיסבים עוזר למקסם את חיי המיסבים.

רובוטים קרטזיים - מכיוון שרובוטים קרטזיים משתמשים בדרך כלל רק במערכת ליניארית אחת לכל ציר, חשוב שכל ציר יוכל לעמוד בעומסי רגע גבוהים. זו הסיבה שרוב צירי הרובוט הקרטזיאניים בנויים ממפעילים ליניאריים המשלבים שני מובילים ליניאריים במקביל.

יחידות הובלה של רובוטים - רובוטים בעלי שישה צירים מספקים תנועה גמישה ליישומים הדורשים הגעה וסיבוב בכיוונים רבים. אבל אם הרובוט צריך לעבור לתחנה אחרת או לאזור עבודה אחר, מערכות מסילה כפולות יכולות לפעול כ"ציר שביעי", להעביר את הרובוט כולו למקום חדש. יתרון משמעותי של מסילות ליניאריות ביישומים אלה הוא היכולת לחבר מסילות מרובות עבור אורכי נסיעה ארוכים מאוד - לרוב העולה על 15 מטרים.

כמובן, מסילות ליניאריות אינן הפתרון המושלם לכל יישום. לדוגמה, מסילות ליניאריות אינן מתאימות בדרך כלל ליישומים במרחב הצרכני - כמו מובילי דלתות ומגלשות למגירות - לעתים קרובות בגלל העלות. ומסילות ליניאריות דורשות משטחי הרכבה מדויקים מאוד, לא רק כדי להפיק את היתרונות של דיוק הנסיעה הגבוה שלהן, אלא גם כדי להימנע מקשירה של בלוק המיסב, מה שעלול להוביל לקיצור חיים. הם גם חייבים להיות נתמכים באופן מלא, בניגוד למערכות פיר ליניאריות, שניתן לתמוך רק בקצה. המשמעות היא שלא רק שהעלות הקדמית של מסילה לינארית גבוהה בדרך כלל מזו של פיר עגול או מערכת מיסבים רגילים, אלא שגם עלות ההכנה וההרכבה גבוהה יותר.

מסילות ליניאריות יכולות גם להיתפס כפחות חלקות, או "מחורצות", בתכונות הריצה שלהן מאשר סוגי מיסבים אחרים. הסיבה לכך היא המגע המתרחש בין הכדורים (או הגלילים) נושאי המטען לבין מסלולי המירוצים. טעינה מוקדמת של מערכת מסילות ליניארית, הנעשית לעיתים קרובות כדי להגביר את הקשיחות, עלולה להחריף את תחושת ה"חריצים" כאשר בלוק המיסב מועבר לאורך המסילה. (אפקט זה נעלם כאשר עומס מופעל על המיסב, אך לעתים קרובות התפיסה נשארת.)

עבור יישומים שאינם דורשים את קיבולת העומס, הקשיחות או דיוק הנסיעה של מסילה ליניארית, מובילים ליניאריים אחרים - כגון מערכות גל עגול, מובילי מיסבים רגילים, או אפילו מגלשות רולר מוצלבות - עשויים להיות מתאימים ופחות יקרים.