Doğrusal hareket sistemlerini tasarlamak için birkaç basit yönergeyi izlemek, sistem performansını ve aktüatör ömrünü iyileştirebilir.

Birçok otomatik makine, ekipmanın hareketli elemanlarını yönlendirmek ve desteklemek için profilli ray, yuvarlak ray veya diğer yuvarlanan veya kayan yatak yapıları gibi doğrusal kılavuz bileşenlerine güvenir. Ayrıca, çoğu zaman bu hareketli elemanlar bir tür doğrusal aktüatör cihazı tarafından tahrik edilir.

Her türlü doğrusal sistemde en sık karşılaşılan sorunlardan biri hizalama hatasıdır. Hizalama hatası, tutarsız doğrusal hareket sonuçları, doğrusal yatak sisteminin ömrünün kısalması, aktüatör sisteminin erken aşınması veya arızalanması ve hız değişimi veya yalpalama gibi düzensiz hareketler gibi bir dizi soruna yol açabilir.

Ancak, doğrusal kılavuz ve aktüatörün hizalanmasını optimize ederek genel sistem performansını artırmanın bazı yaygın yolları vardır.

Aktüatörler ve kılavuzlar

Kılavuzlu bir makine elemanına hareket kazandırmanın birçok yolu olsa da, en yaygın olanlardan bazıları iki kategoriye ayrılır. İlki, çubuk tipi aktüatörlerdir. Çubuk tipi aktüatörler, hidrolik veya pnömatik gibi akışkanla çalışan veya vidalı miller veya bilyalı miller gibi elektrikli olabilir.

İkincisi ise çubuksuz aktüatörlerdir. Bunlar da akışkanla çalışan veya vidalı mil, bilyalı mil, kayışlı veya doğrusal motor aracılığıyla elektrikli olabilir. Her iki aktüatör türü de kılavuzlu sistemlerde uygulama alanı bulur. Ancak, her birinin sistem performansını ve ömrünü en üst düzeye çıkarmak için en iyi şekilde nasıl kullanılacağı konusunda ince farkları vardır.

Profil ray, yuvarlak ray veya diğer yuvarlanan veya kayan sistemler olsun, kılavuz elemanlarının kendileri, tasarım aşamasında uygun şekilde boyutlandırılmalı, seçilmeli ve hizalama sürecine özellikle dikkat edilerek üreticinin önerileri doğrultusunda monte edilmelidir. Bu sayede, seçilen kılavuz sisteminin performansının ilgili uygulama için en üst düzeye çıkarılması sağlanır.

Uyumluluk üyelerinin önemi

Piston çubuğu veya aktüatör çubuğunun her çevrimde uzayıp geri çekilmesiyle karakterize edilen çubuk tipi aktüatörler, genellikle çeşitli montaj seçenekleri sunar. Cihazda delinmiş ve diş açılmış delikler, montaj ayakları, küresel çubuk bağlantıları, hizalama kaplinleri, çatallar veya burçlar gibi montaj seçenekleri, çoğu çubuk tipi aktüatör tedarikçisi tarafından yaygın olarak sunulur. Kılavuzlu bir mekanizma ile kullanıldığında, her alt sistemin, aktüatörün ve kılavuz tertibatının engelsiz ve akıcı bir hareket kabiliyetine sahip olduğundan emin olun. Tahrik elemanını tahrik edilen elemana rijit bir şekilde bağlamaya çalışan sistemler, bu iki eleman ayrı düzlemlerde hareket etmeye çalıştığında ve alt sistemlerden biri veya her ikisi de kapasitesinin ötesinde yüklendiğinde tutarsız performans sergileyebilir.

Böyle bir sistemde çubuk tipi bir aktüatör, tahrik elemanı (aktüatör) ile tahrik edilen (kılavuz sistemi) arasında bir uyum elemanı ile birlikte kullanıldığında en iyi sonucu verir. Örneğin, aktüatör çubuğuna monte edilmiş küresel bir çubuk ucu, montaj noktasının küresel mafsal etrafında dönmesini sağlar. Kılavuzdaki bu bağlantı türü, aktüatörün makine şasi elemanına bağlandığı karşı ucunda bir mafsal veya çatal ile birlikte kullanıldığında en iyi sonucu verir. Böyle bir montaj şeması, tahrik elemanına (aktüatör) veya tahrik edilen (kılavuz sistemi) aşırı yük bindirmeden bağlantıda uyum sağlar.

Stroklarının toplam uzunlukları içinde kalmasıyla karakterize edilen çubuksuz aktüatörler, aktüatöre entegre bir kılavuz sistemi de içerebilir. Ayrı bir kılavuz sistemiyle birlikte kullanıldığında, çubuksuz aktüatörlerin tahrik ve tahrik elemanları arasındaki bağlantıda uyumlu bir elemana da sahip olması gerekir. Çoğu aktüatör tedarikçisi, yüzer braketler gibi bu tür montajlar için tasarlanmış çeşitli montaj elemanları sunar.

Kılavuz sistemi içeren çubuksuz aktüatörler, ayrı bir kılavuz sisteminin yerini alarak ekipmanı yönlendirme ve destekleme görevini yerine getirebilir. Bu özellik özellikle faydalı olabilir ve çoğu zaman makine üreticisine zaman ve para tasarrufu sağlar. Entegre kılavuzlu çubuksuz aktüatörler, çok çeşitli hareket ihtiyaçlarını karşılamak üzere makineye kombinasyonlar halinde entegre edilebilir. Uygun boyutlandırma ile xy veya xyz gibi çok eksenli konfigürasyonların yanı sıra gantry konfigürasyonları da mümkündür. Entegre kılavuzlu çubuksuz aktüatörlerin montajında hizalama da aynı derecede önemlidir.

Birleştirilmiş elemanların paralelliği ve dikliği

Tek eksenli bir konfigürasyonda kullanılan entegre kılavuzlu çubuksuz bir aktüatörün yalnızca konumlandırma beklentilerini karşılaması yeterlidir. Aktüatör, herhangi bir harici kılavuz olmadan yükünü tek başına konumlandırarak çalıştığı için hizalama işlemi oldukça basittir. Bu tür kurulumlara örnek olarak, ekipmanda çalışma noktasından çalışma noktasına veya hizalamadan fikstüre bağlantı verilebilir.

Çok eksenli konfigürasyonlarda çubuksuz aktüatörlerin hizalanması, birden fazla aktüatörün birlikte çalışması gerektiğinden daha zorlu hale gelir. Bu nedenle, bu aktüatörler monte edilirken, optimum performans ve maksimum hizmet ömrü için tüm birleştirilmiş cihazların paralelliği ve dikliği dikkate alınmalıdır.

Birleştirilmiş elemanların paralelliği

Doğrusal aktüatörler monte edilirken paralelliği etkileyebilecek üç değişken vardır. Bu soruları sormak ve yanıtlamak, paralelliği ve sistem performansını en üst düzeye çıkaracaktır.

1. Aktüatörler, taşıyıcılar aynı yükseklikte olacak şekilde mi monte edilmiştir? Bu düzlemdeki hizalama hatası, bir veya her iki ünitenin yatak sistemine olumsuz bir Mx ekseni eğilme momenti uygulayacaktır.

2. Aktüatörler bir uçtan diğer uca birbirinden sabit bir mesafede mi monte edilmiş? Bu düzlemdeki bir hizalama hatası, yataklama sisteminde Fy ekseninde olumsuz bir yan yük oluşturacak ve şiddetli olması durumunda ünitelerin sıkışmasına neden olabilir.

3. Aktüatörler birbirine göre aynı seviyede mi monte edilmiş? Açısal hizalama hatası, her iki ünitenin yataklama sistemindeki My ekseninde olumsuz bir eğilme momenti oluşturacaktır.

Birleştirilmiş elemanların dikliği

Doğrusal aktüatörlerin montajında dikliği etkileyen iki değişken vardır.

1. Bir XYZ sisteminde, Z ekseni Y eksenine dik olarak mı monte edilmiştir? Bu düzlemdeki hizalama hatası, Y ekseni aktüatörünün yataklama sistemine herhangi bir veya tüm olası eksenlerde olumsuz bir eğilme momenti uygulayacaktır.

2. X veya Y ekseninde aynı anda hareket etmesi gereken iki aktüatörün bulunduğu bir gantry sisteminde, aktüatörler aynı anda mı hareket ediyor? Hizalama hatası veya yetersiz servo performansı, yatak sistemine Mz ekseninde istenmeyen bir eğilme momenti uygulayacaktır.

Hizalama önerileri ve montajla ilgili gerçek toleranslar, ilgili aktüatör üreticisine ve yatak tipine bağlıdır. Ancak, genel bir kural olarak yatak sistemi tipini göz önünde bulundurmak gerekir. Profil ray sistemleri gibi yüksek performanslı yatak tipleri oldukça rijit olma eğilimindedir ve hizalama daha kritiktir. Makaralı veya tekerlekli orta performanslı sistemler genellikle hizalamada bir miktar tolerans sağlayan boşluklara sahiptir. Düz yataklı veya kayar sistemler genellikle daha fazla boşluğa sahiptir ve daha da toleranslı olabilir.

Doğrusal aktüatör montaj sistemleri kurulurken, ölçüm cihazlarından lazer sistemlerine kadar doğru hizalamayı sağlamaya yardımcı olan çeşitli ölçüm araçları mevcuttur. Hangi araçlar kullanılırsa kullanılsın, her zaman bir ekseni XY ve Z düzlemleri için referans olarak belirleyin ve diğer cihazları referans eksenine göre monte edin. Bu, aktüatör sisteminizden maksimum performans ve en uzun ömrü elde etmenize yardımcı olacaktır.