Дотримання кількох простих вказівок щодо проектування систем лінійного руху може покращити продуктивність системи та термін служби приводу.

Багато автоматизованих машин покладаються на компоненти лінійного напряму, такі як профільована рейка, кругла рейка або інші конструкції підшипників кочення або ковзання, щоб направляти та підтримувати рухомі елементи обладнання. Крім того, багато разів ці рухомі елементи приводяться в рух деяким типом лінійного виконавчого пристрою.

Одна з найпоширеніших проблем у будь-яких лінійних системах – це зміщення. Невідповідність може призвести до безлічі проблем, таких як непостійні результати лінійного руху, скорочення терміну служби лінійної підшипникової системи, передчасне зношення або вихід з ладу системи приводу та нерівномірний рух, наприклад зміна швидкості або коливання.

Однак існує кілька поширених способів покращити загальну продуктивність системи шляхом оптимізації вирівнювання лінійної напрямної та приводу.

Приводи та напрямні

Хоча існує кілька способів надати руху керованому елементу машини, деякі з найпоширеніших діляться на дві категорії. По-перше, це стрижневі приводи. Стрижневі приводи можуть мати рідинний привод, як-от гідравлічний чи пневматичний, або електричний, як-от ходові гвинти чи кулькові гвинти.

Другий – безштокові приводи. Вони також можуть мати рідинний або електричний привод за допомогою ходового гвинта, кулькової гвинти, ременя або лінійного двигуна. Обидва типи приводів знаходять застосування в керованих системах. Однак кожен має незначні відмінності в тому, як його найкраще використовувати для максимального збільшення продуктивності та терміну служби системи.

Самі направляючі елементи, будь то профільована рейка, кругла рейка або інші рухомі або ковзаючі системи, повинні бути правильного розміру та обрані на етапі проектування та встановлені відповідно до рекомендацій виробника, приділяючи особливу увагу процесу вирівнювання. Це гарантує максимальну продуктивність вибраної системи навігації для конкретного застосування.

Важливість комплаєнс-членів

Приводи штокового типу, які характеризуються тим, що поршневий шток або шток приводу висуваються та втягуються з кожним циклом, зазвичай пропонують кілька варіантів монтажу. Більшість постачальників стрижневих приводів зазвичай пропонують такі варіанти кріплення, як просвердлені та різьблені отвори в пристрої, монтажні ніжки, сферичні стрижневі з’єднання, муфти для вирівнювання, скоби або цапфи. У разі використання керованого механізму переконайтеся, що кожна підсистема, привід і направляючий вузол здатні безперешкодно плавно рухатися. Системи, які намагаються жорстко з’єднати елемент приводу з веденим елементом, можуть демонструвати непослідовну продуктивність, оскільки ці два елементи намагаються рухатися в окремих площинах, коли одна або обидві підсистеми завантажені понад їх можливості.

Стрижневий привід у такій системі найкраще використовувати з деяким податливим елементом між приводним елементом (приводом) і веденим (напрямна система). Наприклад, сферичний кінець стрижня, встановлений на стрижні привода, дозволяє точці кріплення обертатися навколо сферичного з’єднання. Цей тип з’єднання на напрямній найкраще використовувати в поєднанні з цапфою або скобою на протилежному кінці приводу, де він кріпиться до елемента рами машини. Така схема монтажу забезпечує відповідність у з'єднанні без додавання зайвого навантаження ні на привід (привід), ні на привід (систему напрямних).

Безштокові приводи, що характеризуються тим, що їхній хід міститься в межах загальної довжини, також можуть містити систему напрямних, вбудовану в привід. Безштокові приводи, якщо вони використовуються в поєднанні з окремою направляючою системою, також повинні включати сумісний елемент у з’єднання між приводним і приводним елементами. Більшість постачальників приводів пропонують різноманітні кріплення, призначені для такого типу встановлення, наприклад плаваючі кронштейни.

Безштокові приводи, які включають систему напрямних, можуть виконувати завдання направляти та підтримувати обладнання, займаючи місце окремої системи напрямних. Ця функція може бути особливо корисною та багато разів економить час і гроші виробника машин під час процесу. Безштокові приводи з інтегрованими направляючими можуть бути вбудовані в механізм у комбінаціях, щоб задовольнити широкий спектр потреб руху. Багатоосьові конфігурації, такі як xy або xyz разом із портальними конфігураціями, можливі за умови правильного визначення розміру. При установці безштокових приводів з інтегрованими направляючими центрування не менш важливо.

Паралельність і перпендикулярність елементів, що з’єднуються

Безштоковий привід із інтегрованою напрямною, який використовується в одноосьовій конфігурації, повинен відповідати лише очікуванням позиціонування. Процес вирівнювання є прямим, оскільки привод працює окремо, приводячи свій вантаж у відповідне положення без будь-яких зовнішніх вказівок. Приклади такого типу налаштування включають робочу точку до робочої точки або вирівнювання до кріплення на обладнанні.

Вирівнювання безштокових приводів у багатоосьових конфігураціях стає більш складним, оскільки кілька приводів повинні працювати разом. Тому під час монтажу цих приводів необхідно враховувати паралельність і перпендикулярність усіх з’єднаних пристроїв для оптимальної продуктивності та максимального терміну служби.

Паралельність елементів, що з’єднуються

Є три змінні, які можуть впливати на паралельність під час монтажу лінійних приводів. Поставлення цих запитань і відповіді на них максимізують паралелізм і продуктивність системи.

1. Чи встановлені приводи з каретками на одній висоті? Зсув у цій площині створюватиме несприятливий згинаючий момент осі Mx на підшипниковій системі одного або обох блоків.

2. Чи встановлені приводи на однаковій відстані один від одного від одного кінця до іншого? Зсув у цій площині призведе до несприятливого бокового навантаження на осі Fy на систему підшипників і, якщо це серйозно, може призвести до заклинювання вузлів.

3. Чи встановлені приводи на одному рівні? Кутове зміщення спричинить несприятливий згинальний момент на осі My на несучій системі обох блоків.

Перпендикулярність елементів, що з’єднуються

Є дві змінні, які впливають на перпендикулярність під час монтажу лінійних приводів.

1. У системі XYZ вісь Z встановлена ​​перпендикулярно до осі Y? Зсув у цій площині створюватиме несприятливий згинаючий момент до системи підшипників приводу осі Y у будь-якій або всіх можливих осях.

2. У портальній системі, де два приводи повинні рухатися одночасно по осі X або Y, чи рухаються вони одночасно? Зміщення або невідповідна робота сервоприводу призведе до небажаного згинального моменту на осі Mz до системи підшипників.

Фактичні допуски щодо рекомендацій щодо вирівнювання та монтажу залежать від конкретного виробника приводу, а також від типу підшипника. Однак загальне правило полягає в тому, щоб враховувати тип несучої системи. Високоефективні типи підшипників, такі як системи профільних рейок, як правило, досить жорсткі, а центрування є більш критичним. Системи середньої продуктивності, в яких використовуються ролики або колеса, часто мають зазори, які пропонують деяке прощення при вирівнюванні. Підшипники ковзання або системи ковзання часто мають більший зазор і можуть бути навіть більш поблажливими.

Під час встановлення систем кріплення лінійного приводу існує ряд інструментів для вимірювання, які допомагають забезпечити належне вирівнювання, починаючи від манометрів і закінчуючи лазерними системами. Незалежно від того, які інструменти використовувалися, завжди створюйте одну вісь як опорну для площин XY і Z і встановлюйте інші пристрої відносно опорної осі. Це допоможе отримати максимальну продуктивність і найдовший термін служби вашої системи приводу.