Doğrusal hareket sistemlerinin tasarımında birkaç basit ilkeye uyulması, sistem performansını ve aktüatör ömrünü iyileştirebilir.

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

Her türlü doğrusal sistemde en sık karşılaşılan sorunlardan biri hizalama hatasıdır. Hizalama hatası, tutarsız doğrusal hareket sonuçları, doğrusal yatak sisteminin ömrünün kısalması, aktüatör sisteminin erken aşınması veya arızalanması ve hız değişimi veya yalpalama gibi düzensiz hareketler gibi bir dizi probleme yol açabilir.

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

Aktüatörler ve kılavuzlar

Yönlendirilmiş bir makine elemanına hareket kazandırmanın birçok yolu olsa da, en yaygın olanlarından bazıları iki kategoriye ayrılır. Birincisi, çubuk tipi aktüatörlerdir. Çubuk tipi aktüatörler, hidrolik veya pnömatik gibi sıvı gücüyle çalışan veya kurşun vidalar veya bilyalı vidalar gibi elektrikli olabilir.

İkincisi ise çubuksuz aktüatörlerdir. Bunlar da ya sıvı tahrikli ya da kurşun vida, bilyalı vida, kayış veya doğrusal motor aracılığıyla elektrikli olabilirler. Her iki aktüatör türü de kılavuzlu sistemlerde uygulama alanı bulmaktadır. Bununla birlikte, her birinin sistem performansını ve ömrünü en üst düzeye çıkarmak için nasıl en iyi şekilde kullanılacağına dair ince farklılıklar vardır.

Profilli ray, yuvarlak ray veya diğer yuvarlanma veya kayma sistemleri gibi kılavuz elemanlarının kendileri, tasarım aşamasında doğru boyutlandırılmalı ve seçilmeli ve üreticinin tavsiyelerine uygun olarak, özellikle hizalama işlemine dikkat edilerek monte edilmelidir. Bu sayede, seçilen kılavuz sisteminin belirli uygulama için performansının en üst düzeye çıkarılması sağlanır.

Uyumluluk üyelerinin önemi

Piston çubuğunun veya aktüatör çubuğunun her döngüde uzayıp kısalmasıyla karakterize edilen çubuk tipi aktüatörler, genellikle bir dizi montaj seçeneği sunar. Cihazda delinmiş ve diş açılmış delikler, montaj ayakları, küresel çubuk bağlantıları, hizalama kaplinleri, çatallar veya mafsallar gibi montaj seçenekleri, çubuk tipi aktüatörlerin çoğu tedarikçisi tarafından yaygın olarak sunulmaktadır. Kılavuzlu bir mekanizma ile kullanıldığında, her alt sistemin, aktüatörün ve kılavuz tertibatının engelsiz ve düzgün hareket edebildiğinden emin olun. Tahrik elemanını tahrik edilen elemana rijit bir şekilde bağlamaya çalışan sistemler, bu iki eleman ayrı düzlemlerde hareket etmeye çalışırken ve alt sistemlerden biri veya her ikisi kapasitesinin ötesinde yüklendiğinde tutarsız performans gösterebilir.

Bu tür bir sistemde, tahrik elemanı (aktüatör) ile tahrik edilen (kılavuz sistemi) arasına bir esneklik elemanı yerleştirilerek çubuk tipi bir aktüatör kullanılması en uygunudur. Örneğin, aktüatör çubuğuna monte edilmiş küresel bir çubuk ucu, montaj noktasının küresel mafsal etrafında dönmesine olanak tanır. Kılavuzdaki bu bağlantı türü, aktüatörün makine çerçeve elemanına bağlandığı karşı uçta bir mafsal veya çatal bağlantı ile birlikte kullanıldığında en iyi sonucu verir. Bu tür bir montaj düzeni, tahrik elemanına (aktüatör) veya tahrik edilen (kılavuz sistemi) üzerine aşırı gerilim eklemeden bağlantıda esneklik sağlar.

Toplam uzunlukları içinde hareket mesafesine sahip olan, çubuksuz aktüatörler, aktüatöre entegre edilmiş bir kılavuz sistemine de sahip olabilirler. Ayrı bir kılavuz sistemiyle birlikte kullanıldığında, çubuksuz aktüatörlerin tahrik ve tahrik edilen elemanlar arasındaki bağlantıda esnek bir eleman içermesi de gerekecektir. Çoğu aktüatör tedarikçisi, bu tür kurulumlar için tasarlanmış çeşitli montaj seçenekleri sunmaktadır, örneğin yüzer braketler.

Kılavuz sistemini içeren çubuksuz aktüatörler, ayrı bir kılavuz sisteminin yerini alarak ekipmanı yönlendirme ve destekleme görevini yerine getirebilir. Bu özellik özellikle kullanışlı olabilir ve çoğu zaman makine üreticisine zaman ve para tasarrufu sağlar. Entegre kılavuzlu çubuksuz aktüatörler, çok çeşitli hareket ihtiyaçlarını karşılamak için makineye çeşitli kombinasyonlarda entegre edilebilir. Uygun boyutlandırma ile xy veya xyz gibi çok eksenli konfigürasyonlar ve portal konfigürasyonları mümkündür. Entegre kılavuzlu çubuksuz aktüatörlerin montajında ​​hizalama da aynı derecede önemlidir.

Birleştirilen elemanların paralelliği ve dikliği

Tek eksenli bir konfigürasyonda kullanılan entegre kılavuzlu, çubuksuz bir aktüatörün yalnızca konumlandırma beklentilerini karşılaması gerekir. Aktüatör, herhangi bir harici kılavuza ihtiyaç duymadan yükünü tek başına konumuna getirdiği için hizalama işlemi basittir. Bu tür kurulumlara örnek olarak, ekipman üzerindeki iş noktası-iş noktası veya hizalama-fikstürleme verilebilir.

Çok eksenli konfigürasyonlarda çubuksuz aktüatörlerin hizalanması, birden fazla aktüatörün birlikte çalışması gerektiğinden daha zor hale gelir. Bu nedenle, bu aktüatörler monte edilirken, optimum performans ve maksimum kullanım ömrü için birleştirilen tüm cihazların paralelliği ve dikliği dikkate alınmalıdır.

Birleştirilmiş elemanların paralelliği

Doğrusal aktüatörlerin montajında ​​paralelliği etkileyebilecek üç değişken vardır. Bu soruları sormak ve cevaplamak, paralelliği ve sistem performansını en üst düzeye çıkaracaktır.

1. Aktüatörler, taşıyıcılarla aynı yükseklikte mi monte edilmiş? Bu düzlemdeki hizalama hatası, bir veya her iki ünitenin yatak sistemine olumsuz bir Mx ekseni bükme momenti uygulayacaktır.

2. Aktüatörler bir uçtan diğerine tutarlı bir mesafede mi monte edilmiş? Bu düzlemdeki hizalama hatası, yatak sistemine Fy ekseninde olumsuz bir yan yük uygulayacak ve şiddetliyse ünitelerin sıkışmasına neden olabilir.

3. Aktüatörler birbirine paralel mi monte edilmiş? Açısal hizalama hatası, her iki ünitenin yatak sistemine My ekseninde olumsuz bir bükme 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 edilmiştir? Bu düzlemdeki hizalama hatası, Y ekseni aktüatörünün yatak sistemine tüm olası eksenlerde olumsuz bir bükme momenti uygulayacaktır.

2. X veya Y ekseninde aynı anda hareket etmesi gereken iki aktüatörün bulunduğu bir portal sisteminde, bunlar aynı anda hareket ediyor mu? Yanlış hizalama veya yetersiz servo performansı, yatak sistemine Mz ekseninde istenmeyen bir bükme momenti uygulayacaktır.

Hizalama önerileri ve montajla ilgili gerçek toleranslar, belirli aktüatör üreticisine ve rulman tipine bağlıdır. Bununla birlikte, genel bir kural olarak rulman sistemi tipini dikkate almak gerekir. Profil ray sistemleri gibi yüksek performanslı rulman tipleri oldukça rijit olma eğilimindedir ve hizalama daha kritiktir. Makaralı veya tekerlekli orta performanslı sistemler genellikle hizalamada bir miktar tolerans sağlayan boşluklara sahiptir. Düz rulman veya kayar sistemler genellikle daha fazla boşluğa sahiptir ve daha da toleranslı olabilir.

Lineer aktüatör montaj sistemlerini kurarken, doğru hizalamayı sağlamaya yardımcı olacak çeşitli ölçüm araçları mevcuttur; bunlar arasında ölçüm aletlerinden lazer sistemlerine kadar birçok seçenek bulunur. Hangi araçlar kullanılırsa kullanılsın, her zaman XY ve Z düzlemleri için bir ekseni referans olarak belirleyin ve diğer cihazları bu referans eksenine göre monte edin. Bunu yapmak, aktüatör sisteminizden maksimum performans ve en uzun ömrü elde etmenize yardımcı olacaktır.