עבור רוב יישומי התנועה הליניארית, מערכות הנעה קונבנציונליות באמצעות רצועה או בורג פועלות היטב. עם זאת, בעיות עלולות להתעורר כאשר נדרשים מרחקים ליניאריים ארוכים יותר.

מערכות הנעה באמצעות רצועה הן בחירה מובנת מאליה כאשר נדרשות תנועות ליניאריות ארוכות. מערכות פשוטות יחסית אלו משתמשות בהנעות גלגלות כדי ליצור מתח לאורך הרצועה, וניתן להביא אותן במהירות למהירויות גבוהות. עם זאת, ככל שמערכות אלו מגיעות למהלכים ארוכים יותר, עלולות להתעורר בעיות עם רצועות שקועות. לא ניתן לשמור על מתח לכל אורך המערכת.

ישנה גם גמישות רבה במערכת מצד רצועות הגומי או הפלסטיק עצמן. גמישות זו לאורך המערכת עלולה לגרום לרעידות או קפיצות, מה שיוצר אפקט של הצלפה על הגררה. אם תהליך ספציפי אינו יכול להתמודד עם זה, מערכת מונעת בורג עשויה להיות אופציה טובה יותר. למערכות מונעות בורג יש אלמנט מכני קבוע המבטיח שליטה מלאה על הגררה בכל עת עם עצירה ומיקום מדויקים.

בטיחות היא יתרון נוסף של מערכות מונעות ברגים. מערכות מונעות רצועה פחות בטוחות בגלל האפשרות של קריעת הרצועה. תקלה כזו תהיה בלתי מבוקרת, וביישומים אנכיים, המטען עלול ליפול ולגרום נזק למכונות או אפילו לאנשים. למערכת מונעת ברגים אין בעיה זו. אפילו במקרה של כשל, מערכת מונעת ברגים תמנע את נפילת המטען ותבטיח בטיחות.

מבחינה היסטורית, הבעיה עם מערכות מונעות בורג הייתה הקושי להגיע לאורכי מהלך ארוכים יותר. מערכות מונעות בורג ניתנות בדרך כלל באורכים של עד 6 מטרים באמצעות זוגות של בלוקי מיסב לתמיכה בבורג ולמניעת כל אפקט שוט במהירויות סיבוב גבוהות יותר. אפילו במהירויות נמוכות יותר, ברגים ארוכים יותר זקוקים לתמיכה מפני כיפוף הנגרם ממשקלם. מערכת תמיכה זו של בלוקי מיסב מורכבת באופן מסורתי מזוגות של בלוקים המחוברים באמצעות מוט או חוט. הזוגות נעים יחד לאורך מערכת התנועה הליניארית.

כאשר מערכת דורשת מהלך ארוך יותר, ניתן להוסיף זוגות נוספים של בלוקי מיסבים כדי לתמוך בבורג בחלוקות קבועות לאורכו. שימוש של עד שלושה או אפילו ארבעה זוגות יחד יכול להיות פרקטי, אך חיבור המוטות או החוטים בין הבלוקים הופך לקשה מעבר למספר זה.

משיכות ארוכות יותר

האתגר הראשון להשגת מהלך ארוך יותר הוא ליצור מערכת שיכולה להציע יותר נקודות תמיכה עבור הבורג הארוך יותר. פתרון אחד הוא לבטל את המערכת המחוברת עבור הבלוקים, ובמקום זאת להשתמש במערכת שבה הבלוקים יכולים לקרוס זה לתוך זה ולהיפרד בעת הצורך. לאחר שהבלוקים מגיעים למיקומם הקבוע, הם נשארים שם כדי להנחות ולתמוך בבורג. במערכת כזו, ניתן לממש 10, 12 או אפילו 13 נקודות תמיכה עם זוגות בלוקי מיסב. מערכת תמיכה זו עבור בורג הכדורים או בורג ההובלה יכולה לאפשר מרחקי מהלך ארוכים ללא כיפוף או תנועות.

כדי להגיע לאורך של מעבר ל-6 מטרים, האתגר הבא הוא ליצור בורג ארוך יותר. עם זאת, עקב מגבלות בחומרי הגלם הזמינים, ברגים מיוצרים בדרך כלל רק באורך של עד 6 מטרים. אז כיצד ניתן להשיג אורך מהלך של יותר מ-10 מטרים? התשובה טמונה בחיבור שני ברגים יחד ובשימוש בטכניקות ייצור מדויקות.

ברגי עופרת וברגלי כדור מיוצרים בקו גלגול, וכל חלק עשוי להיות מיוצר עם סטיית עופרת מעט שונה. לכן, כדי לחבר שני חלקים יחד, יש להתגבר על הבדלים בסטיית העופרת. כדי לחבר שני ברגים בהצלחה, יש להשתמש בברגי כדור בדיוק הגבוה ביותר עם הסטייה הקטנה ביותר האפשרית. יש לעבד את הברגים בצורה מדויקת, על מנת להבטיח שחום לא ייכנס לחלק וישנה את הקוטר או את גיאומטריית העופרת. אפילו סטייה קטנה כמו 0.01 או 0.001 מילימטר עלולה ליצור בעיות עבור המערכת הסופית.

לאחר העיבוד השבבי, הברגים מחוברים יחד באמצעות בורג וחור עם סטייה מינימלית בין שני המוליכים. לבסוף הם מהודקים באמצעות דבק בעל חוזק גבוה. (ריתוך הברגים יחד ישנה שוב את הגיאומטריה ותיצור בעיות).

מערכות מונעות בורג עם מערכות בלוק תמיכה מתקפלות וברגים המיוצרים במדויק ניתנות לייצור באורכים של 10.8 מטרים או יותר. מערכת עם אורך מהלך של 2 עד 3 מטרים תהיה בעלת מהירות מקסימלית של כ-4,000 סל"ד. בדרך כלל, עם מערכת ארוכה יותר, יהיה צורך להוריד את מהירות הסיבוב באופן משמעותי כדי למנוע תנועות סיבוב. אך עם תמיכות נוספות, מערכת מונעת בורג באורך של עד 10 מטרים יכולה לפעול ב-4,000 סל"ד.

יישומים ארוכי טווח

מערכות מונעות בורג עם אורכי מהלך ארוכים משמשות במגוון רחב של תעשיות כדי לספק מיקום ליניארי מדויק. דוגמה טובה לכך היא מערכת ריתוך אוטומטית לצינורות מתכת. נדרש מיקום מדויק של פיה לריתוך לאורך אורכי מהלך ארוכים. ביישומים בהם מרותכים חומרים באיכות גבוהה, כגון טיטניום, הפעולה מתבצעת בוואקום כדי למנוע חמצון של המתכת.

יישומים רבים בתעשיית הרכב דורשים אורכי מהלך ארוכים. לדוגמה, רובוטים בעלי שישה צירים מורכבים לעתים קרובות על מפעילים ליניאריים בעלי מהלך ארוך לצורך ריתוך או פעולות טיפול במכונה. למרות שמהירות עשויה לא להיות גורם קריטי להובלת זרועות רובוט, נדרשים אורך ארוך ומיקום מדויק מאוד.

ייצור כבלים אופטיים הוא פעולה רציפה ומהירה שלא ניתן לעצור אותה מבלי לסכן את איכות הסיבים המיוצרים. הכבלים נגלגלים על גבי סלילים גדולים. כאשר סליל אחד מלא, יש להחליפו במהירות כדי למזער את אובדן התוצר. דיוק ומהירות חיוניים ליעילות התהליך. מערכות ארוכות המונעות על ידי בורג יכולות להציע את שניהם ביישום זה, יחד עם היכולת להתמודד עם העומס הכבד של הסלילים.

כל יישום הדורש הזזת ציוד כבד במישור האנכי נהנה מהקשיחות והפונקציונליות של בורג ליניארי מפני כשל. בתעשיית המטוסים, לדוגמה, מצלמות מדויקות מניעות למעלה ולמטה. ברגים נושאים את המשקל הכבד בצורה בטוחה ומדויקת. ביישומים כאלה, משתמשים במערכות הנחיית כדורים מיוחדות עם כדורים בקוטר גדול כדי לספוג את מומנט העומס הדינמי.

שיפורים במערכות קיימות

ביישומים רבים של תנועה ליניארית ארוכה, בורג הכדורים נשאר פתוח לחלוטין. ישנן שתי בעיות נפוצות במערכות כאלה: או שהמערכת אינה יכולה לפעול במהירות הרצויה, או שהמערכת קשה לתחזוקה, מכיוון שהבורג הפתוח מושך אליו אבק ופסולת, מה שמצריך ניקוי קבוע כדי למנוע כשל מוקדם של אום הכדור.

ביישומים כאלה, התמיכה הנוספת שמספקת תצורת בלוק המיסבים המוערם מאפשרת להפעיל את הבורג במהירות גבוהה בהרבה. ניתן לפתור בעיות ניקוי ואמינות באמצעות מערכת אטומה ומכוסה המגנה על הבורג ומציעה הפחתות משמעותיות בדרישות התחזוקה. הבורג הסגור מוגן מפני חדירת אבק ופסולת, וללא ניקוי קבוע, יכול לשמור על ביצועים ואמינות אופטימליים.

במערכת כזו, ניתן לצייד את הגררה בתעלות קדוחות ולחבר אותה לפטמת גריז. זה מאפשר סיכה מנקודה אחת מבלי לפתוח את המארז. מכיוון שהיחידה לעולם לא צריכה להיפתח, כמויות מוגבלות של אבק או מים יכולות לחדור למערכת. היא מוגנת אפילו בסביבות המלוכלכות ביותר.