Lineer Ray Kılavuzları için Ortak Uygulamalar

Lineer raylar birçok endüstriyel uygulamanın omurgasını oluşturur ve yalnızca birkaç gramdan binlerce kilograma kadar değişen yükler için düşük sürtünmeli kılavuzluk ve yüksek sertlik sağlar. Boyut aralıkları, doğruluk sınıfları ve ön yükleri, lineer rayları neredeyse her türlü performans gereksinimine uygun hale getirir.

Lineer rayların kullanılmasının çok sayıda nedeni vardır, ancak bunların diğer kılavuz türlerine göre en belirgin avantajları yük kapasitesi, hareket doğruluğu ve sağlamlıktır. Örneğin, yuvarlak şaft kılavuzları yalnızca aşağı doğru veya kaldırma yüklerine dayanabilirken doğrusal ray kılavuzları hem aşağı/kalkış yüklerine hem de moment yüklerine dayanabilir. Ayrıca, hareketi genellikle 1 metre veya daha azıyla sınırlı olan çapraz makaralı kılavuzların aksine, doğrusal raylar çok uzun hareket uzunlukları sağlayabilir. Kaymalı yatak kılavuzlarıyla karşılaştırıldığında doğrusal raylar daha yüksek sağlamlığa ve dayanıklılığa sahiptir ve genellikle daha iyi yük/ömür özelliklerine sahiptir.

Doğrusal kılavuzlar ayrıca referans yüzeyleri görevi gören rayın bir veya her iki kenarının hassas şekilde işlenmesi sayesinde yüksek düzeyde hareket doğruluğu sağlar. Ve iki, dört veya altı sıralı yuvarlanma elemanları (küresel bilyalar veya silindirik makaralar) sayesinde sertlik yüksektir ve yatak bloğunun sapması minimum düzeydedir. Tüm bu özellikler bir araya gelerek yüksek hassasiyet, yüksek sertlik ve uzun ömür gerektiren uygulamalara mükemmel şekilde uygun bir doğrusal kılavuz sistemi sağlar.

[Tek raylı uygulamalar]

Doğrusal rayların her iki tarafında da yükü destekleyen bilyeler (veya makaralar) bulunduğundan, yalnızca tek bir ray kullanıldığında bile radyal yüklere dayanabilirler. (Buna karşılık, asılı yükler mevcut olduğunda yuvarlak şaftlı doğrusal kılavuzlar çiftler halinde kullanılmalıdır.) Bu özellik nedeniyle, çok sayıda uygulama yerden tasarruf etmek veya sistemdeki diğer bileşenler arasındaki yanlış hizalama sorunlarını önlemek için tek bir doğrusal ray kullanır. İşte tek lineer ray kullanan uygulamalara birkaç örnek…

Doğrusal aktüatörler – Doğrusal raylar, moment yüklerine dayanabilme yetenekleri nedeniyle genellikle kayışlar, vidalar veya pnömatik silindirlerle tahrik edilen aktüatörler için tercih edilen kılavuz mekanizmasıdır. Ayrıca kayışlı veya pnömatik tahrikli sistemlerde önemli olan 5 m/s'ye kadar ilerleme hızlarına da uyum sağlayabilirler.

Havai taşıma sistemleri – Havai taşıma sistemlerinde sıklıkla olduğu gibi yükler rayın ve yatak bloğunun altında ortalandığında, doğrusal raylar rehberlik için iyi bir seçimdir. Yüksek yük kapasiteleri ağır yüklerin taşınmasına olanak tanır ve lineer rayın sağlamlığı tüm sistemin sağlamlaştırılmasına yardımcı olur.

Portal robotları – Bir portalın tanımlayıcı özelliği, iki X (ve bazen iki Y ve iki Z) eksenine sahip olmasıdır. Bireysel eksenler tipik olarak tek bir doğrusal ray içerir ve bir vida veya kayış ve makara sistemi tarafından tahrik edilir. Paralel çalışan iki eksenle (örneğin X ve X'), her eksende yalnızca bir doğrusal ray bulunmasına rağmen çok iyi moment kapasiteleri elde edilir.

[Çift raylı uygulamalar]

Yüksek moment yükleri mevcut olduğunda, doğrusal raylar çiftler halinde kullanılabilir, bu da moment yükünün yatak blokları üzerindeki kuvvetlere dönüştürülmesine olanak tanır. Bu konfigürasyonda tahrik mekanizması lineer rayların arasına monte edilebilir ve bu da sistemin tamamını oldukça kompakt hale getirir. Çift doğrusal ray uygulamaları şunları içerir:

Doğrusal aşamalar – Aşamalar genellikle çok yüksek hassasiyetli sistemlerdir; bu, yüksek hareket doğruluğu ve minimum sapmanın çok önemli olduğu anlamına gelir. Yük, çok az moment yüküyle veya hiç moment yüklemesi olmadan sahne üzerinde ortalanmış olsa bile, sertliğin ve yatak ömrünün maksimuma çıkarılmasını sağlamak için sıklıkla çift doğrusal raylar kullanılır.

Takım tezgahları – Aşamalar gibi takım tezgahları da, takımın yüksek kaliteli parçalar üretmesini sağlamak için çok yüksek seviyede hareket doğruluğu ve sağlamlık gerektirir. İki rayın paralel olarak kullanılması (tipik olarak ray başına iki yatak bloğu ile) sapmanın en aza indirilmesini sağlar. Takım tezgahları da çok yüksek yüklere maruz kalır, bu nedenle yükün dört rulman bloğu üzerinde çözülmesi rulman ömrünün maksimuma çıkarılmasına yardımcı olur.

Kartezyen robotlar – Kartezyen robotlar genellikle eksen başına yalnızca bir doğrusal sistem kullandığından, her eksenin yüksek moment yüklerine dayanabilmesi önemlidir. Kartezyen robot eksenlerinin çoğunun paralel olarak iki doğrusal kılavuzu birleştiren doğrusal aktüatörlerden yapılmasının nedeni budur.

Robot taşıma üniteleri – Altı eksenli robotlar, birçok yöne erişim ve dönüş gerektiren uygulamalar için esnek hareket sağlar. Ancak robotun başka bir istasyona veya çalışma alanına taşınması gerekiyorsa, çift raylı sistemler "yedinci eksen" görevi görerek robotun tamamını yeni bir konuma taşıyabilir. Bu uygulamalarda lineer rayların önemli bir avantajı, genellikle 15 metreyi aşan çok uzun hareket uzunlukları için birden fazla rayı birleştirme yeteneğidir.

Tabii ki lineer raylar her uygulama için mükemmel çözüm değildir. Örneğin, lineer raylar genellikle maliyet nedeniyle kapı kılavuzları ve çekmece kızakları gibi tüketici alanındaki uygulamalar için uygun değildir. Ve lineer raylar, yalnızca yüksek hareket doğruluğunun avantajlarından yararlanmak için değil, aynı zamanda ömrünün azalmasına yol açabilecek yatak bloğunun sıkışmasını önlemek için de çok hassas montaj yüzeyleri gerektirir. Ayrıca yalnızca uçtan desteklenebilen lineer şaft sistemlerinden farklı olarak tam olarak desteklenmeleri gerekir. Bu, lineer rayın yalnızca ön maliyetinin yuvarlak şaft veya kaymalı yatak sisteminden tipik olarak daha yüksek olduğu anlamına gelmez, aynı zamanda hazırlık ve montaj maliyetinin de daha yüksek olduğu anlamına gelir.

Doğrusal raylar, çalışma özellikleri açısından diğer rulman türlerine göre daha az pürüzsüz veya "çentikli" olarak algılanabilir. Bunun nedeni, yük taşıyan bilyalar (veya makaralar) ile yuvarlanma yolları arasında meydana gelen temastır. Çoğunlukla sertliği artırmak için yapılan doğrusal ray sisteminin ön yüklemesi, yatak bloğu ray boyunca hareket ettirildiğinde "çentik" hissini şiddetlendirebilir. (Rulmana yük uygulandığında bu etki ortadan kalkar, ancak algı çoğunlukla kalır.)

Doğrusal bir rayın yük kapasitesi, sertliği veya hareket doğruluğunu gerektirmeyen uygulamalar için, yuvarlak şaft sistemleri, kaymalı yatak kılavuzları ve hatta çapraz makaralı kızaklar gibi diğer doğrusal kılavuzlar uygun ve daha ucuz olabilir.