יש לקחת בחשבון תומכים, מובילים, הנעים ואטמים בעת תכנון מערכת ליניארית. יש להכיר את דרישות הדיוק, החזרתיות, העומס והסביבה לפני תחילת תכנון מערכת ליניארית.

מובילי כדור בעלי חיכוך נמוך וקשיחות גבוהה נתמכים על מסילה אחת (למעלה) או שתיים (למטה). הפשרות עבור ביצועים אלה הן עלות גבוהה יותר ויותר רעש.

המסלול הקצר ביותר בין שתי נקודות הוא קו ישר. אבל אם אתם מתכננים מערכת תנועה ליניארית, תצטרכו לקחת בחשבון תמיכה מבנית, מובילים, הנעות, אטמים, חומרי סיכה ואביזרים בין נקודות A ו-B.

בין אם תחליטו לתכנן ולבנות את המערכת שלכם מאפס באמצעות חלקים סטנדרטיים או לקנות מערכת שתוכננה במיוחד עבורכם, ביצוע הבחירות הנכונות מההתחלה אמור לעזור לכם להמשיך ולקדם את התהליך לטווח ארוך.

תמיכה והכוונה

בניית מערכת ליניארית פירושה פשוטו כמשמעו להתחיל מהיסוד - עם מערכת תמיכה מבנית. הרכיב העיקרי של מערכת התמיכה הוא בדרך כלל פרופיל אלומיניום.

ניתן לעבד את משטח ההרכבה של בסיס הבליטה ואת המשטח שאליו מורכב המדריך הליניארי עבור יישומים הדורשים מיקום מדויק. עבור יישומים בעלי דיוק נמוך יותר, מסוג הובלה, יש למטב את הבסיסים כדי להתנגד לכיפוף תחת עומס ולמנוע עיוות במהלך הבליטה.

בסיס חזק מאפשר למערכת להישען על תומכים בקצה בלבד. פרופילים קלים יותר עשויים להזדקק לתמיכה לסירוגין לאורכם.
מדריכים מתחברים לבסיס כדי להקל על התנועה. הסוגים העיקריים הם מדריכי כדור, מדריכי גלגל ומדריכי החלקה או פריזמה.
מובילי כדור נושאים את המטענים הכבדים ביותר ובעלי הנוקשות הגבוהה ביותר. תצורותיהם בעלות מסילה אחת או כפולה נעות עם מעט חיכוך. החסרונות הם עלות גבוהה יותר וכמות הרעש שהם מייצרים.

מובילי הגלגל פועלים במהירות של עד 10 מטר לשנייה עם חיכוך נמוך וקשיחות גבוהה. עם זאת, עומסי הלם עלולים לגרום להם נזק.
במוליכי החלקה, תותבי פולימר בצורת פריזמה עוברים על פני הפרופיל. הפולימר עוזר להם לנוע בשקט ולעמוד בעומסי הלם גבוהים. הם סובלים סביבות מזוהמות על ידי לכלוך, חול, אבק, שמן וכימיקלים, אך פועלים לאט יותר ותחת עומסים קלים יותר מאשר מוליכי כדור או גלגל, כפי שמסומן בדירוג ה-PV שלהם, שהוא מכפלת הלחץ והמהירות שהם יכולים לסבול.

ברגי כדור ורצועות הן בין טכנולוגיות ההנעה הזמינות עבור מערכות ליניאריות. הנעות רצועות הן שקטות וטובות ליישומים בעלי תפוקה גבוהה ודיוק נמוך יותר. הנעות ברגי כדור יקרות יותר מספקות יעילות, דיוק וקשיחות גבוהות.

כוח מניע

הנעות מזיזות את הגררה למיקומים הרצויים. טכנולוגיות ההנעה הנפוצות ביותר הן הנעות בורג כדורי, הנעות בורג מוביל והנעות רצועה.

בהינע בורג כדורי, מיסבים כדוריים נעים לאורך החריצים בציר מושחל - בורג הכדור - ומחזירים את המחזור דרך אום כדורי. מכיוון שמיסבים חולקים את העומס, להינע בורג כדורי יש קיבולת דחף גבוהה יחסית.

התוצאה היא דיוק מוחלט, המוגדר כשגיאה המקסימלית בין המיקום הצפוי למיקום בפועל, עד ל-0.005 מ"מ. מערכות עם גריסה וברגי כדור טעונים מראש הן המדויקות ביותר.

למערכות קיבולת דחף של עד 40 קילו-ניוטון וקשיחות גבוהה. המהירות הקריטית שלהן נקבעת על ידי קוטר שורש הבורג, אורך הבורג שאינו נתמך ותצורת תמיכת הקצה. עם תמיכת בורג חדשנית, יחידות מונעות בורג יכולות לנוע עד 12 מטר ולקבל מהירויות קלט של 3,000 סל"ד. הנעות בורג כדוריות מספקות יעילות מכנית של 90%, כך שעלותן הגבוהה יותר מקוזזת לעתים קרובות על ידי דרישות הספק נמוכות יותר.

תומכי מערכות ליניאריות הם בדרך כלל פרופילי אלומיניום הניתנים לעיבוד במכונה לדיוק נוסף.

מנועי בורג מוביל אינם יכולים להשתוות לדיוק המיקום המוחלט של מנועי בורג כדוריים, אך החזרה שלהם - היכולת לחזור למיקום במהלך הפעולה כאשר מתקרבים מאותו כיוון באותה מהירות וקצב האטה - היא 0.005 מ"מ. הם משמשים במיקום במחזור עבודה נמוך עד בינוני ופועלים בשקט.

הנעות רצועות פועלות ביישומי הובלה בעלי תפוקה גבוהה עם מהירויות של עד 10 מטר/שנייה ותאוצה של עד 40 מטר/שנייה².

שימון ואיטוםs עבור התקנים ליניאריים

רוב מערכות ההנחיה ומערכות ההנעה דורשות שימון. ניתן לפשט תחזוקה מונעת עתידית על ידי הבטחת גישה נוחה לאביזרי שימון. לדוגמה, אביזרי Zerk המותקנים על הגררה יכולים להזין רשת שימון המשרתת הן את בורג הכדור והן את מערכת המיסבים הליניאריים במהלך ההתקנה ובמרווחי תחזוקה תקופתיים.

יחידת ההינע הליניארית כוללת אטימה מגנטית. רצועת הנירוסטה מתרוממת ממש לפני הגררה ונסגרת מחדש ממש מאחוריה הודות למגנטים ועוגנים קפיציים על מכסי הקצה.

מובילי הפריזמה אינם דורשים תחזוקה. לחומר הפולימרי של המגלש יש יכולת סיכה טבועה, ומגבי לבד משומנים ממלאים את חומר הסיכה בכל משיכה.

אטמים שומרים על חומר סיכה בפנים ועל מזהמים בחוץ. סוג אחד הוא אטמי פס מגנטי - רצועות מגנטיות מפלדת אל-חלד המשתרעות מקצה אחד של התעלה לקצה השני. הרצועות מקובעות לכיסוי הקצה ומופעלות בקפיץ כדי לשמור על מתח. הן עוברות דרך חלל בגררה כך שהרצועה מורמת מהמגנטים ממש לפני ומאחורי הגררה כשהיא חוצה את המערכת.
טכנולוגיית איטום חלופית, סרטי כיסוי מפלסטיק, משתמשת ברצועות גומי גמישות המשתלבות עם החלק הבלטי של הבסיס, כמו שקית הקפאה עם סגירת רוכסן. פרופילי לשון וחריץ תואמים יוצרים אטימה בצורת מבוך המונעת כניסת חלקיקים.

שיקול נוסף הוא כיצד תרכיבו את המנוע. בית המנוע והמצמד חייבים להתאים לגודל הבורג ולקוטר מעגל הבורג על אוגן המנוע, לקוטר טייס המנוע ולקוטר ואורך ציר המנוע.

למנועים רבים יש מידות העומדות בתקני NEMA, אך אחרים ספציפיים ליצרן ולדגם. בכל מקרה, תושבות מנוע גמישות המיוצרות מחלקים ריקים נפוצים מאפשרות הרכבה קלה כמעט לכל מנוע עם יישור מובטח.

אינטרלוקים גומי תואמים שומרים על רצועות כיסוי מפלסטיק מאובטחות ואוטמים חלקיקים.

ערבבו והתאימו

לא כל שילוב של הנעות ומוליכים הגיוני. ביישומים מעשיים, סביר להניח שתראו ברגי מובילים המניעים מוליכי כדור או גלישה; ברגי כדור בשילוב עם מוליכי כדור או גלישה; ורצועות המניעות מוליכי כדור, גלישה או גלגל.

הנעה של בורג כדורי משולבת עם מוביל כדורי לתנועה חוזרת ומערכת קשיחה המתמודדת עם כוחות ומומנטים גבוהים. מערכות כאלה פועלות היטב ביישומי מיקום מדויקים עם עומסים גבוהים ומחזורי עבודה גבוהים, כגון טעינה ופריקה של חלקי גלגל שיניים על כלי עבודה מכניים.

יחידות מונחות-חגורה, המונעות על ידי כדורים, מיועדות ליישומים במהירות גבוהה ובעלי תאוצה גבוהה עם מטענים כבדים ועומסי מומנט גבוהים. יחידות אלו פועלות על בסיסים המשתרעים על פני פער ונתמכים בקצוות או לסירוגין. אריזה של פחיות על משטחים היא יישום אחד.
מערכות ליניאריות מונחות-חגורה ומונחות-חלק הן יחידות זולות יותר, שקטות ודורש תחזוקה מועטה. הן פועלות במהירויות ותאוצות מתונות אך מצטיינות בניהול עומסי פגיעה. הוספת סרט כיסוי מגנטי הופך מערכת מסוג זה למתאימה לסביבות עם תכולת חלקיקים גבוהה ודרישות שטיפה כגון טיפול בהתזה של יריעות מתכת.

מכיוון שמוליכי גלגלים דורשים פחות תחזוקה ממוליכי כדורים, אך יותר ממגלשות, גלגלים המונעים על ידי רצועות הם אפשרות נוספת בעלת עלות בינונית, רעש נמוך ודורשת תחזוקה נמוכה. מערכות אלו משיגות מהירויות ותאוצות ליניאריות גבוהות ונמצאות לעתים קרובות במכונות אריזה ומילוי.