Точность и воспроизводимость, Вместимость, Длина перемещения, Использование, Окружающая среда, Время, Ориентация, Скорость.

Вот несколько советов о том, как правильно выбрать и подобрать линейный привод с помощью мнемонического правила ACTUATOR — сокращение от accuracy (точность), capacity (грузоподъемность), travel (длина хода), use (использование), ambient environment (окружающая среда), timing (время), orientation (ориентация) и rates (скорость) — чтобы запомнить все ключевые параметры.

Выбор подходящего исполнительного механизма для конкретного применения может показаться простой задачей. Однако выбор надежного исполнительного механизма требует гораздо больше усилий, чем кажется некоторым инженерам и системным интеграторам. Плохая работа исполнительных механизмов часто является результатом ошибок в базовых технических характеристиках.

Для обеспечения надежного и воспроизводимого линейного перемещения необходимо соответствовать определенным требованиям к высококачественной системе привода, состоящей из четырех подсистем:

1. Конструктивная система, способная надежно закрепить все компоненты привода в заданном физическом пространстве и обеспечить способ удержания привода на рабочем месте.

2. Преобразователь вращательного движения в линейное, состоящий из приводного механизма, включающего отдельные компоненты.

3. Линейный износостойкий элемент для точного направления каретки по прямой линии с минимальным трением, максимальной грузоподъемностью и сроком службы.

4. Передвижная каретка, надежно удерживающая заготовку, захват, камеру, оптику или другой полезный груз.

Первая задача проектирования:

Точность и воспроизводимость

Если инженер-конструктор не уделит время определению того, какие характеристики должен обеспечивать привод для движения, он, скорее всего, завысит технические характеристики или переплатит за систему. Это особенно верно, если есть недопонимание различий между точностью и повторяемостью. В большинстве применений приводов повторяемость важнее абсолютной точности.

Повторяемость может быть однонаправленной или двунаправленной, поэтому она измеряет способность системы получать заданное положение при приближении с одного или обоих направлений. Двумя основными параметрами, влияющими на точность, являются ход и позиционирование. Обычно точность указывается в микронах или тысячных долях дюйма.

Например, представьте себе робота с захватом, расположенным на линейном актуаторе. Актуатор перемещает робота в различные положения, чтобы захват мог захватывать ящики и размещать их на поддонах. Это движение должно быть повторяемым и достаточно точным, чтобы переместить робота в нужное положение, хотя предельная точность не обязательна. Как правило, повторяемость позиционирования ± 50 мкм более чем приемлема в большинстве операций упаковки на заключительном этапе производства с использованием актуаторов. Для приложений, требующих более точного позиционирования, следует рассмотреть возможность добавления линейного энкодера.

Вторая цель проектирования:

Емкость

Подумайте о нагрузках, моментах и ​​силах, которые должен будет выдерживать исполнительный механизм. К ним относятся:

• статическая нагрузка

• динамическая нагрузка

• изгибающий момент

• толкать

Вне зависимости от конструкции, внутреннее устройство привода напрямую влияет на его грузоподъемность. Некоторые производители проектируют и изготавливают приводы для работы с большими нагрузками на высоких скоростях, в то время как другие предназначены для работы с легкими нагрузками на высоких скоростях. Знание особенностей применения имеет решающее значение для выбора правильной конструкции. Совет: При сравнении приводов обращайте внимание на указанные выше единицы измерения (СИ, американские или имперские единицы), чтобы сравнение было корректным.

Промышленные приводы обладают высокой жесткостью и выдерживают максимальную нагрузку по пяти из шести степеней свободы, а также обеспечивают движение с низким коэффициентом трения по шестой оси.

Третья цель проектирования:

Длина поездки

Ход привода, измеряемый в миллиметрах или дюймах, — это расстояние, на которое он должен переместиться. Однако общее перемещение должно включать в себя безопасный ход, также известный как расстояние от упора до упора. Важно различать ход и общую длину. Совет: На этом этапе также определите объемную площадь или общую занимаемую площадь, в которую должна поместиться система.

Четвертая цель проектирования:

Использование

Коэффициент использования (также известный как рабочий цикл) обычно выражается в циклах в минуту. Срок службы — это количество часов, лет, циклов или линейное расстояние, которое должен выдерживать привод. Другими словами, эта спецификация описывает, как часто будет работать привод и как долго он должен прослужить. Помимо требований к сроку службы, следует учитывать детали применения (включая профиль движения, время цикла и время задержки). Также следует уточнить у поставщика график технического обслуживания; некоторые приводы требуют повторной смазки только после 20 000 км, в то время как другие нуждаются в более частом обслуживании.

5-я цель проектирования:

Окружающая среда

Условия работы, окружающие исполнительный механизм, в совокупности формируют окружающую среду:

• диапазон рабочих температур

• диапазон относительной влажности

• тип и количество загрязняющих частиц

• наличие коррозионных жидкостей или химических веществ

• Требования к периодической очистке или мойке

Учитывайте эти факторы и обратите внимание, что в сложных или экстремальных условиях могут потребоваться специальные уплотнения и сильфоны для защиты движущихся частей привода от влаги, пыли и других загрязнений. Если это вызывает опасения, уточните у поставщика, имеются ли такие уплотнители в наличии.

6-я цель проектирования:

Время

Инженеры-конструкторы, системные интеграторы, производители оригинального оборудования и конечные пользователи часто игнорируют сроки проекта при выборе исполнительного механизма, особенно на начальном этапе. Хотя другие технические характеристики заслуживают пристального внимания, следует помнить об ограничениях по времени и бюджету. Не забывайте об общих сроках проекта, запросах на коммерческие предложения, прототипах и графиках производства, поскольку игнорирование этих факторов может привести к потере времени и усилий в дальнейшем. Нет ничего хуже, чем найти идеальный исполнительный механизм, а затем понять, что он не вписывается в временные и бюджетные рамки проекта.

7-я цель проектирования:

Ориентация

Выбор подходящего привода также зависит от способа его установки в имеющемся геометрическом пространстве. Это определяет ориентацию нагрузки и силы. Будет ли каретка расположена горизонтально, вверх или вниз? Вертикальная ориентация и наклонное размещение также возможны в зависимости от размеров системы и геометрии применения. Каждая ориентация влияет на расчеты силы, которые в конечном итоге выражают способность привода выдерживать заданную нагрузку. Следует отметить, что для многоосевых систем требуются специальные кронштейны и поперечные пластины для жесткого соединения приводов и уменьшения смещения и вибрации.

8-я цель проектирования:

Тарифы

Чтобы выбрать оптимальный исполнительный механизм для конкретного применения, определите его целевой профиль движения. Это включает в себя скорость перемещения, а также требуемые скорости ускорения и замедления. В то время как некоторые промышленные исполнительные механизмы могут выдерживать большие нагрузки при скорости перемещения до 5 м/с, другие имеют ограниченную скорость и грузоподъемность. В этом случае необходимо правильно подобрать исполнительный механизм для решения поставленной задачи.