Doğrusal hareket sistemlerini tasarlamak için birkaç basit yönergeyi takip etmek, sistem performansını ve aktüatör ömrünü artırabilir.

Çoğu otomatik makine, ekipmanın hareketli elemanlarını yönlendirmek ve desteklemek için profilli ray, yuvarlak ray veya diğer yuvarlanan veya kayan yatak yapıları gibi doğrusal kılavuz bileşenlerine güvenir. Ek olarak, çoğu zaman bu hareketli elemanlar bir tür doğrusal aktüatör cihazı tarafından çalıştırılır.

Her türlü doğrusal sistemdeki en yaygın sorunlardan biri yanlış hizalamadır. Yanlış hizalama, tutarsız doğrusal hareket sonuçları, doğrusal yatak sisteminin ömrünün kısalması, aktüatör sisteminin erken aşınması veya arızası ve hız değişimi veya yalpalama gibi düzensiz hareket gibi bir dizi soruna yol açabilir.

Ancak doğrusal kılavuz ve aktüatörün hizalamasını optimize ederek genel sistem performansını artırmanın bazı yaygın yolları vardır.

Aktüatörler ve kılavuzlar

Kılavuzlu bir makine elemanına hareket kazandırmanın çeşitli yolları olsa da, en yaygın olanlardan bazıları iki kategoriye ayrılır. Bunlardan ilki çubuk tarzı aktüatörlerdir. Çubuk tarzı aktüatörler, hidrolik veya pnömatik gibi akışkanla veya kurşun vidalar veya bilyalı vidalar gibi elektrikli olabilir.

İkincisi ise çubuksuz aktüatörlerdir. Bunlar da bir kurşun vida, bilyalı vida, kayış veya doğrusal motor aracılığıyla sıvıyla veya elektrikle çalıştırılabilir. Her iki aktüatör stili de kılavuzlu sistemlerde uygulama alanı bulur. Ancak her birinin sistem performansını ve ömrünü en üst düzeye çıkarmak için en iyi şekilde nasıl kullanılacağı konusunda ince farklılıkları vardır.

İster profilli ray, ister yuvarlak ray veya diğer yuvarlanan veya kayan sistemler olsun, kılavuz elemanların kendileri tasarım aşamasında uygun şekilde boyutlandırılmalı ve seçilmeli ve hizalama sürecine özellikle dikkat edilerek üreticinin tavsiyelerine göre monte edilmelidir. Bunu yapmak, seçilen kılavuz sisteminin performansının belirli bir uygulama için en üst düzeye çıkarılmasını sağlar.

Uyumluluk üyelerinin önemi

Her döngüde piston çubuğunun veya aktüatör çubuğunun uzayıp geri çekilmesiyle karakterize edilen çubuk tarzı aktüatörler, tipik olarak bir dizi montaj seçeneği sunar. Cihazda delinmiş ve vidalı delikler, montaj ayakları, küresel çubuk bağlantıları, hizalama kuplörleri, çatallar veya muylular gibi montaj seçenekleri, çubuk tarzı aktüatörlerin çoğu tedarikçisi tarafından yaygın olarak sunulmaktadır. Kılavuzlu bir mekanizmayla kullanıldığında her bir alt sistemin, aktüatörün ve kılavuz düzeneğinin engelsiz, düzgün hareket edebildiğinden emin olun. Tahrik elemanını tahrik edilen elemana sıkı bir şekilde bağlamaya çalışan sistemler, bu iki eleman, alt sistemlerden biri veya her ikisinin kapasitesinin ötesinde yüklenmiş olarak ayrı düzlemlerde hareket etmeye çalıştıklarından tutarsız performans sergileyebilir.

Böyle bir sistemde çubuk tarzı bir aktüatör, tahrik elemanı (aktüatör) ile tahrik edilen (kılavuz sistem) arasında bir uyum elemanı ile en iyi şekilde kullanılır. Örneğin, aktüatör çubuğuna monte edilen küresel bir çubuk ucu, montaj noktasının küresel bağlantı etrafında dönmesine olanak tanır. Kılavuzdaki bu tür bağlantı en iyi şekilde, aktüatörün makine çerçeve elemanına bağlandığı karşı ucundaki bir muylu veya çatal ile birlikte kullanılır. Böyle bir montaj şeması, sürücüye (aktüatör) veya tahrik edilene (kılavuz sistem) aşırı gerilim eklemeden bağlantıda uyumluluğa izin verir.

Stroklarının toplam uzunlukları içerisinde yer almasıyla karakterize edilen milsiz tarzdaki aktüatörler, aktüatörün içine yerleştirilmiş bir kılavuz sistemi de içerebilir. Milsiz aktüatörlerin, ayrı bir kılavuz sistemi ile birlikte kullanıldığında, tahrik ve tahrik edilen elemanlar arasındaki bağlantıya uyumlu bir eleman da dahil etmesi gerekecektir. Çoğu aktüatör tedarikçisi, bu tür kurulumlara yönelik, hareketli braketler gibi çeşitli montaj parçaları sunar.

Kılavuz sistemi içeren milsiz aktüatörler, ayrı bir kılavuz sisteminin yerini alırken, ekipmanı yönlendirme ve destekleme görevini de yerine getirebilmektedir. Bu özellik özellikle yararlı olabilir ve çoğu zaman makine üreticisinin süreçte zamandan ve paradan tasarruf etmesini sağlar. Entegre kılavuzlara sahip milsiz aktüatörler, çok çeşitli hareket ihtiyaçlarını karşılamak üzere kombinasyon halinde makineye yerleştirilebilir. Xy veya xyz gibi çok eksenli konfigürasyonların yanı sıra gantry konfigürasyonlarının tümü uygun boyutlandırmayla mümkündür. Entegre kılavuzlara sahip milsiz aktüatörlerin kurulumunda hizalama da aynı derecede önemlidir.

Birleştirilmiş elemanların paralelliği ve dikliği

Tek eksenli konfigürasyonda kullanılan entegre kılavuza sahip çubuksuz bir aktüatörün yalnızca konumlandırma beklentilerini karşılaması gerekir. Aktüatör, yükünü herhangi bir harici yönlendirme olmaksızın tekil olarak yerine getirerek çalıştığından, hizalama işlemi doğrudan gerçekleştirilir. Bu tür kurulumun örnekleri arasında, ekipman üzerinde çalışma noktasından çalışma noktasına veya sabitlemeden fikstüre hizalama yer alır.

Çok eksenli konfigürasyonlarda çubuksuz aktüatörlerin hizalanması, birden fazla aktüatörün birlikte çalışması gerektiğinden daha zorlayıcı hale geliyor. Bu nedenle, bu aktüatörleri monte ederken, optimum performans ve maksimum hizmet ömrü için birleştirilen tüm cihazların paralelliği ve dikliği dikkate alınmalıdır.

Birleştirilmiş elemanların paralelliği

Doğrusal aktüatörleri monte ederken paralelliği etkileyebilecek üç değişken vardır. Bu soruları sormak ve yanıtlamak paralelliği ve sistem performansını en üst düzeye çıkaracaktır.

1. Aktüatörler taşıyıcılarla aynı yükseklikte mi monte edilmiş? Bu düzlemdeki yanlış hizalama, ünitelerden birinin veya her ikisinin rulman sistemine uygun olmayan bir Mx ekseni bükülme momenti oluşturacaktır.

2. Aktüatörler bir uçtan diğerine tutarlı bir mesafeyle monte edilmiş mi? Bu düzlemdeki yanlış hizalama, Fy ekseninde rulman sistemine uygun olmayan bir yan yük uygulayacaktır ve eğer ciddiyse ünitelerin bağlanmasına neden olabilir.

3. Aktüatörler birbirine paralel mi monte edilmiş? Açısal yanlış hizalama, her iki ünitenin yatak sistemi üzerinde My ekseninde uygun olmayan bir bükülme momenti uygulayacaktır.

Birleştirilen elemanların dikliği

Doğrusal aktüatörlerin montajında ​​dikliği etkileyen iki değişken vardır.

1. Bir XYZ sisteminde Z ekseni Y eksenine dik olarak mı monte edilir? Bu düzlemdeki yanlış hizalama, Y ekseni aktüatörünün yatak sistemine olası herhangi bir eksende veya tüm eksenlerde istenmeyen bir bükülme momenti uygulayacaktır.

2. İki aktüatörün X veya Y ekseninde aynı anda hareket etmesinin gerekli olduğu bir portal sisteminde, bunlar aynı anda mı hareket ediyor? Yanlış hizalama veya yetersiz servo performansı, Mz ekseninde yatak sistemine istenmeyen bir bükülme momenti uygulayacaktır.

Hizalama önerileri ve montajla ilgili gerçek toleranslar, belirli aktüatör üreticisinin yanı sıra rulman tipine de bağlıdır. Ancak genel kural, rulman sistemi tipinin dikkate alınmasıdır. Profil ray sistemleri gibi yüksek performanslı rulman türleri oldukça rijit olma eğilimindedir ve hizalama daha kritiktir. Makaralar veya tekerlekler kullanan orta performanslı sistemlerde genellikle hizalamada bir miktar kolaylık sağlayan boşluklar bulunur. Kaymalı yataklı veya kayar sistemler genellikle daha fazla boşluğa sahiptir ve daha da bağışlayıcı olabilir.

Doğrusal aktüatör montaj sistemlerini kurarken, göstergelerden lazer sistemlerine kadar uygun hizalamanın sağlanmasına yardımcı olacak çeşitli ölçüm araçları mevcuttur. Hangi alet kullanılırsa kullanılsın, her zaman XY ve Z düzlemleri için referans olarak bir eksen oluşturun ve diğer cihazları referans eksenine göre monte edin. Bunu yapmak, aktüatör sisteminizden maksimum performansı ve en uzun ömrü elde etmenize yardımcı olacaktır.