Após algumas diretrizes simples para projetar sistemas de movimento linear, pode melhorar o desempenho do sistema e a vida do atuador.

Muitas máquinas automatizadas dependem de componentes de orientação linear, como trilhos perfilados, trilhos redondos ou outras estruturas de rolamento ou deslizamento, para orientar e apoiar os elementos móveis do equipamento. Além disso, muitas vezes esses elementos em movimento são acionados por algum tipo de dispositivo de atuador linear.

Um dos problemas mais comuns em sistemas lineares de qualquer tipo é o desalinhamento. O desalinhamento pode levar a uma série de problemas, como resultados de movimento linear inconsistentes, vida útil reduzida do sistema de rolamentos lineares, desgaste prematuro ou falha do sistema do atuador e movimento errático, como variação de velocidade ou balanço.

No entanto, existem algumas maneiras comuns de melhorar o desempenho geral do sistema, otimizando o alinhamento do guia e atuador linear.

Atuadores e guias

Embora existam várias maneiras de transmitir moção a um membro da máquina guiada, algumas das mais comuns se enquadram em duas categorias. O primeiro é os atuadores do estilo haste. Os atuadores do estilo de haste podem ser alimentados por fluido, como hidráulico ou pneumático, ou elétricos, como parafusos de chumbo ou parafusos de bola.

O segundo são os atuadores sem haste. Estes também podem ser alimentados por fluido ou elétricos através de um parafuso de chumbo, parafuso de bola, correia ou motor linear. Ambos os estilos de atuadores encontram aplicação em sistemas guiados. No entanto, cada um tem diferenças sutis em como é melhor empregado para maximizar o desempenho e a vida do sistema.

Os próprios elementos do guia, sejam os trilhos perfilados, o trilho redondo ou outros sistemas de rolamento ou deslizamento, devem ser devidamente dimensionados e selecionados durante a fase de projeto e instalados seguindo as recomendações do fabricante, prestando atenção especial ao processo de alinhamento. Isso garante que o desempenho do sistema de orientação selecionado seja maximizado para o aplicativo específico.

Importância dos membros da conformidade

Os atuadores do estilo de haste, caracterizados pela haste do pistão ou haste do atuador que se estendem e se retraem a cada ciclo, geralmente oferecem várias opções de montagem. Opções de montagem, como orifícios perfurados e tocados no dispositivo, pés de montagem, juntas de haste esféricas, acopladores de alinhamento, clevases ou munions são comumente oferecidos pela maioria dos fornecedores de atuadores do estilo de haste. Quando empregado com um mecanismo guiado, verifique se cada subsistema, atuador e montagem de guia são capazes de não ser o movimento suave e desimpedido. Os sistemas que tentam acoplar rigidamente o elemento de acionamento ao elemento acionado podem exibir desempenho inconsistente, pois esses dois elementos tentam se mover em aviões separados com um ou ambos os subsistemas carregados além de sua capacidade.

Um atuador do estilo Rod nesse sistema é melhor empregado com algum membro de conformidade entre o membro da unidade (atuador) e o sistema orientado (sistema de guia). Por exemplo, uma extremidade esférica montada na haste do atuador permite que o ponto de montagem gire sobre a articulação esférica. Esse tipo de conexão no guia é melhor usado em conjunto com uma trunião ou clevis na extremidade oposta do atuador, onde se conecta ao elemento da estrutura de máquinas. Esse esquema de montagem permite a conformidade na conexão sem adicionar estresse indevido à unidade (atuador) ou ao acionado (sistema de guia).

Os atuadores do estilo sem haste, caracterizados por seu derrame contido dentro de seu comprimento total, também podem conter um sistema de guia embutido no atuador. Os atuadores sem haste, quando usados ​​em conjunto com um sistema de guia separados, também precisarão incluir um membro compatível na conexão entre a unidade e os membros direcionados. A maioria dos fornecedores de atuadores oferece uma variedade de montagens destinadas a esse tipo de instalação, como suportes flutuantes.

Atuadores sem haste que incluem um sistema de guia podem executar a tarefa de orientar e apoiar o equipamento enquanto substituía um sistema de guia separado. Esse recurso pode ser particularmente útil e muitas vezes salva o tempo e o dinheiro do construtor de máquinas no processo. Atuadores sem haste com guias integrais podem ser incorporados às máquinas em combinações para atender a uma ampla variedade de necessidades de movimento. Configurações de vários eixos, como XY ou XYZ, juntamente com as configurações de pórtico, são todas possíveis com o dimensionamento adequado. Na instalação de atuadores sem haste com guias integrais, o alinhamento é igualmente importante.

Paralelismo e perpendicularidade dos elementos unidos

Um atuador sem haste com um guia integral usado em uma configuração de eixo único só precisa atender às expectativas de posicionamento. O processo de alinhamento é direto, pois o atuador trabalha singularmente colocando sua carga em posição sem nenhuma orientação externa. Exemplos desse tipo de configuração incluem ponto de trabalho ao trabalho ou alinhamento para fixar no equipamento.

O alinhamento de atuadores sem haste nas configurações de vários eixos se torna mais desafiador, pois vários atuadores precisam trabalhar juntos. Portanto, ao montar esses atuadores, o paralelismo e a perpendicularidade de todos os dispositivos unidos devem ser considerados para o desempenho ideal e a vida útil máxima do serviço.

Paralelismo de elementos unidos

Existem três variáveis ​​que podem afetar o paralelismo ao montar atuadores lineares. Fazer e responder a essas perguntas maximizará o paralelismo e o desempenho do sistema.

1. Os atuadores são montados com as carruagens na mesma altura? O desalinhamento neste plano colocará um momento de flexão desfavorável no eixo MX no sistema de rolamentos de uma ou ambas as unidades.

2. Os atuadores são montados a uma distância consistente, além de uma extremidade para a outra? O desalinhamento neste plano aplicará uma carga lateral desfavorável no eixo FY no sistema de rolamentos e, se grave, pode fazer com que as unidades se liguem.

3. Os atuadores são montados um para o outro? O desalinhamento angular aplicará um momento de flexão desfavorável no eixo meu my no sistema de rolamentos de ambas as unidades.

Perpendicularidade dos elementos unidos

Existem duas variáveis ​​que afetam a perpendicularidade ao montar atuadores lineares.

1. Em um sistema XYZ, o eixo z é montado perpendicular ao eixo y? O desalinhamento neste plano aplicará um momento de flexão desfavorável no sistema de rolamentos do eixo Y em um ou em todos os eixos possíveis.

2. Em um sistema de pórtico onde dois atuadores são obrigados a se mover simultaneamente no eixo x ou y, eles estão se movendo simultaneamente? O desalinhamento ou o desempenho inadequado do servo aplicará um momento de flexão indesejável no eixo MZ ao sistema de rolamentos.

As tolerâncias reais relacionadas a recomendações de alinhamento e montagem dependem do fabricante do atuador específico, bem como do tipo de rolamento. No entanto, uma regra geral é considerar o tipo de sistema de rolamentos. Tipos de rolamentos de alto desempenho, como os sistemas ferroviários de perfil, tendem a ser bastante rígidos e o alinhamento é mais crítico. Os sistemas de desempenho médio usando rolos ou rodas geralmente têm folgas que oferecem perdão no alinhamento. Os sistemas simples de rolamento ou deslizamento geralmente têm maior folga e podem ser ainda mais perdoadores.

Ao instalar sistemas de montagem do atuador linear, existem várias ferramentas de medição disponíveis para ajudar a garantir o alinhamento adequado, variando de medidores a sistemas a laser. Quaisquer que sejam as ferramentas usadas, sempre crie um eixo como uma referência para os planos XY e Z e monte os outros dispositivos em relação ao eixo de referência. Fazer isso ajudará a obter o máximo desempenho e a vida mais longa do seu sistema de atuadores.