Перегляньте п'ять посилань у ланцюжку елементів дизайну, настільки критичних для точності.

Лінійна система руху є такою ж сильною, як найбільш компромісні ланки в ланцюзі механічних та електромеханічних елементів. Розуміння кожного компонента та функції (та його впливу на продукцію дизайну) покращує рішення, а шанси, що остаточний дизайн повністю відповідає вимогам додатків. Зрештою, система зворотного зв'язку, точність та інші аспекти продуктивності можна простежити до елементів у розробці та виготовленні свинцю, гайки проти бек-бек-качки, муфти, двигуна та стратегії управління.

Робота з постачальниками лінійного руху, що мають досвід у всіх посилань дизайну,-це найкращий спосіб отримати продуктивність дизайну. Зрештою, оптимізовані системи управління рухом схожі на високопродуктивне спортивне автомобіля, все його елементи добре збалансовані… для яких правильний двигун + права передача + праві шини + великі функції контролю (наприклад, антилолок-гальма та контроль тяги) = великі продуктивність.

Розглянемо деякі приклади конструкцій, що вимагають найвищих продуктивності. У деяких типах 3D -друку роздільну здатність шару натискаються на 10 мкм на шар. У медичних пристроях підрозділи дозування повинні виводити рятувальні препарати та контролювати дози до мікролітрів. Один і той же тип жорстких точностей можна побачити в оптичному та сканувальному обладнанні, обладнання для переробки мікросхем та вафель у напівпровідниковій галузі та в лабораторному просторі.

Тільки лінійні конструкції руху, побудовані з цілісним підходом до вибору компонентів та інтеграції, можуть задовольнити ці все більш високі вимоги до продуктивності. Часто найбільш підходящим рішенням для цих конструкцій є гвинт, керований двигуном, і гайка з відповідною архітектурою управління. Тож розглянемо ключові міркування та характеристики продуктивності для кожного посилання в цьому типі лінійної збірки.

Посилання Перше: Якість свинцю та горіха

Скруги існують десятиліттями в різних формах з безліччю дизайнів горіхів та матеріалів. Більшу частину цього часу машини, що використовуються для виготовлення свинців, були вручну відрегульовані - обмежуючи якість можливості машини та рівень майстерності оператора. Більшість виробників сьогодні все ще використовують цей тип обладнання, але сучасні автоматизовані процеси піднімають якість свинцю на наступний рівень.

Наприклад, такі операції використовують контроль, що контролюється CNC, інфіковане, регулювання перекосу та контроль тиску для процесу рулону, щоб отримати найбільш послідовні форми потоку. Поверхнева обробка цих свинців постійно гладка і не містить поверхневих потертостей, які можуть розірватися на полімерних горіхах… для безпрецедентної точності системи та життя.

У той же час, вдосконалена методика метрології та огляду, які простежують форму та форму свинцевих ниток, показують результати в точці точки до точки точки, які в три рази краще, ніж у традиційних ручних методів. Це послідовно дотримується точності свинцю до 0,003 дюйма/фт на довжину гвинта.

Для додатків транспортного типу, що переміщують певну точку об'єкта, щоб вказати на осі, традиційний метод перевірки точності свинцю кожні 300 мм або шість дюймів є адекватним. Але для найвищої точності програми точність кожної потоки вала є актуальною. Відхилення від відповідної геометрії нитки відоме як пияцтво нитки.

Нове автоматизоване обладнання для виробництва ЧПУ, процеси та детальні методи огляду виробляють більш жорсткий контроль та якість, так що висока та низька точка в окремій темі значно покращила точність підрозділу-іншими словами, менш пияцтво. Це, в свою чергу, допомагає LeadScrews утримувати повторюваність позиціонування протягом одного обертання до 1 мкм. Це особливо критична метрика продуктивності в таких додатках, як обробка дорогих плачових та мікросхем для напівпровідникової промисловості та точне розподіл ліків у шприц -насосах.

Після прокатки нитки вдосконалені постачальники гвинтів випрямляють гвинтові вали з автоматизованим, щоб мінімізувати помилки та пробіг, що може спричинити вібрацію, шум та передчасний знос. Прямості гвинтового валу є критичною, оскільки будь-яка помилка підкреслюється, коли вона збирається з двигуном. На відміну від цього, традиційні (ручні) методи випрямлення гвинта можуть спричинити ефект снігового конусу в геометрії гвинтового валу-у вигляді однієї арки або декількох архів, що штокули навколо довгої осі вала. Знову ж таки, автоматизоване випрямлення та огляд усуває ці помилки, що призводять до стабільної продуктивності гвинта.

Заключним кроком у виробництві Leadscrews є застосування покриття PTFE. Лише послідовна плавна обробка забезпечує довгу життєву та системну продуктивність. Непослідовне застосування ПТФЕ (внаслідок субоптимального середовища покриття або обладнання) може стимулювати піттинг, тріщини, бульбашки, лущення або шорсткість поверхні, що спричиняє передчасне зношення горіха та скорочення терміну складання.

Посилання два: Взаємодія гайки та гвинта

Традиційні гайки проти бакшлатів використовують багатоскладову конструкцію, яка потребує пружини котушки, щоб лінійно переміщувати колет по гайці, щоб закрити пальці та керувати пристосуванням між гвинтом і гайкою.

Проблеми, що сприяють невдачею в цих конструкціях, є спорадичною та змінною силою пружини, ковзанням коллету на гайці та коливанням тиску в міру того, як носить матеріал гайки. На відміну від цього, одна альтернативна гайка, призначена для подачі постійної сили, включає спрощену конструкцію з двома частинами, що застосовує тиск на горіхові пальці радіально, що є напрямком, необхідним для контролю зазор або гри між гайкою та гвинтом.

Розглянемо звичайну конструкцію пружини котушки та колегу для горіха, що проводиться протизапом. Тут пружина котушки змінної сили генерує осьову силу, яка перетворюється на радіальну силу через механічні перешкоди. Дизайн покладається на компоненти, що формують впорскування, однаково застосовувати силу до пальців. Тестування орієнтиру підтверджує, що попереднє завантаження різко змінюється в перших 1000 циклів.

На відміну від цього, певні гайки, що постійні сили протизаплідних сил, забезпечують продуктивність зворотного зв'язку, що в два-чотири рази краще, ніж звичайні конструкції, як підтверджені тестуванням FDA клієнта Lab Automation. Постійна силова весняна конструкція забезпечує постійне попереднє навантаження протягом життя осі. Матеріал горіхів, що змащується, з PTFE для мастила та підвищення ефективності.

Однією з найбільших переваг постійних сил протизаплідних горіхів є їхня здатність налаштовуватися на додаток із коригуванням пружини та інших параметрів. Ця настройка дозволяє оптимізувати попереднє навантаження, зворотне зв'язок, перетягування сили та запуску зазору для задоволення необхідних специфікацій. Кожна комбінація гвинта та гайок, разом з кожним повним вгором двигуна та гвинтовим складом, може бути випробувана на кожну з цих характеристик продуктивності під час перевірки та остаточного огляду.

Посилання три: з'єднане або пряме з'єднання з накопичувачем

Наступне посилання в ланцюзі - це те, як гвинт кріпиться до двигуна. Існує три основні способи, які це можна досягти.

Перший - це найбільш традиційний метод, коли муфта вводиться в збірку як компонент між гвинтом та двигуном, побудованим з розширюваним шпильковим валом, ця конструкція потребує більшого місця для довжини зчеплення та будь -якого пов'язаного корпусу кріплення, а також може створити проблеми з вирівнюванням. Через збільшення кількості компонентів складніше тримати все на центральній лінії. Якщо один або кілька компонентів не вистачає або вирівнювання, результат може стати ефектом типу кулачка, який сильно впливає на продуктивність та життя системи.

Другий метод вставляє гвинт у конічний отвір, щоб механічно закріпити його на місці (ззаду) за допомогою болта. Така збірка поширена на двигунах, які потребуватимуть частого обслуговування - і швидкого методу розбирання та повторної збірки. Недолік полягає в тому, що вирівнювання важко утримувати і може підштовхнути ефект снігового конусу, який посилює неточності на довжину гвинта. Крім того, цей сніговий козир у гвинті створює точки зносу, які можуть спричинити потребу в технічному обслуговуванні та недоношеній системі.

Третій метод - це пряме прилягання гвинта до порожнистого валу всередині двигуна і прикріплення гвинта лазерним зварним шва на задній частині двигуна. Цей метод забезпечує максимальне залучення до пристосування гвинта з двигуном, що призводить до можливого вирівнювання найвищої точності. У деяких випадках зварювання може бути замінений промисловим клеєм, який створює постійну зв’язок між гвинтом і двигуном. Цей метод складання також забезпечує найвищий рівень точності, забезпечуючи найменшу кількість пробіг у гвинті, що призводить до продовження терміну експлуатації та мінімізації потреби в технічному обслуговуванні.

Оптимізація вирівнювання свинцю, горіхів та з'єднання розширює термін експлуатації всієї системи. Як базова лінія для порівняння з іншими елементами в системі, тестування в різних орієнтаціях з різними потенційними клієнтами та з різноманітними навантаженнями та швидкістю. Результати показали, що термін подорожі перевищує стандартний термін підшипника L10 на 40 разів.

Іншими словами, традиційні налаштування моторного та лідера включають декілька компонентів, які потребують складання та важко вирівняти. Вони впроваджують гру та толерантність, що погіршують точність та збільшують потенціал для невдачі. Висока кількість компонентів також забезпечує більшу загальну вартість складання. Але інтегровані гібридні лінійні налаштування приводу включають в себе спрямовану та закріплену безпосередньо двигуном - для меншої кількості компонентів. Це забезпечує більшу жорсткість, точність та надійність…, а також загальну конструктивну цінність.

Посилання чотирьох: Вибір типу двигуна та дизайну

Лінійні приводи мають вибір варіантів двигуна, найпоширеніший вибір двигуна - це відкрита цикл кроку, версія із закритим циклом, що використовує або встановивши плату, або промислово укладений розумний кроки, і, нарешті, безщасливий двигун постійного струму (BLDC). Кожен має власну пропозицію щодо продуктивності або швидкість та можливості навантаження, і кожен також постачається зі своїм власним набором плюсів і мінусів навколо вартості, інтеграції, контролю та іншого, які ми охоплюємо пізніше.

Найбільший вплив на лінійну продуктивність руху двигуна вимагає погляду під капотом при внутрішній конструкції двигуна. Типові двигуни загального призначення використовують хвилясту шайбу для утримання підшипників та збірки на місці. Зазвичай це є адекватним для поворотних застосувань і часто може застосовуватися і до лінійних. Однак хвилясті шайби передбачають кількість відповідності в двигуні, який може стимулювати невелику кількість осьової або лінійної гри, що перетворюється на неточності лінійного положення.

Щоб полегшити це, один або обидва з двох елементів можна змінити в дизайні. Більші підшипники можна вставити для збільшення можливості навантаження на тягу, а гайка гайки може бути додана та відрегульована до заздалегідь визначеного специфікації крутного моменту, щоб вийняти гру з системи.

Посилання п’яте: вибір параметрів управління

Заключне посилання, яке об'єднує всі елементи разом, - це те, як слід керувати та контролювати фізичний лінійний рух. Традиційно це потребує декількох окремих творів, включаючи підсилювач та контролер. Кожному знадобиться шафа та пов'язане з ним обладнання, проводка, кодер та датчики для зворотного зв'язку. Ці налаштування можуть стати складними та громіздкими для встановлення, усунення несправностей та роботи.

Поява безперервних Smart Motor Solutions послужило спрощенням проводки та зменшення кількості роз'ємів та датчиків, пов'язаних із набуттям продуктивності та контролю типу кроку. Це забезпечує економію витрат завдяки нижчій кількості компонентів, а також менше часу та робочої сили, пов'язаної з установкою. Ці двигуни також входять у попередньо зібрані промислові пакети, які запечатують та захищають правління та контролюють зловживання або забруднення з рейтингами до IP65 або IP67.

Коли програма вимагає конкретних індивідуальних функцій, має мінімізований простір та міркування розміру, або низька вартість є критичним драйвером, користувацька незапльована IP20, встановлена ​​на двигун, є корисним варіантом. Особливо це стосується великих обсяг застосувань, розміщених у стилізованих корпусах або обладнаннях. Такі приводи надають переваги розумних двигунів (як правило, при значній економії витрат), а контроль знаходиться прямо на двигуні для легшого та швидшого спілкування з майстром або PLC.