Doğrusal Ray Kılavuzlarının Yaygın Uygulamaları

Lineer raylar, birçok endüstriyel uygulamanın omurgasını oluşturur ve birkaç gramdan binlerce kilograma kadar değişen yükler için düşük sürtünmeli kılavuzlama ve yüksek sertlik sağlar. Çeşitli boyutları, hassasiyet sınıfları ve ön yükleri, lineer rayları neredeyse her türlü performans gereksinimi için uygun hale getirir.

Doğrusal rayların kullanım nedenleri çoktur, ancak diğer kılavuz türlerine göre en belirgin avantajları yük kapasitesi, hareket doğruluğu ve rijitliktir. Örneğin, yuvarlak şaft kılavuzları yalnızca aşağı veya kaldırma yüklerine dayanabilirken, doğrusal ray kılavuzları hem aşağı/kaldırma yüklerine hem de moment yüklerine dayanabilir. Hareket mesafesi genellikle 1 metre veya daha az olan çapraz makaralı kılavuzların aksine, doğrusal raylar çok uzun hareket mesafeleri sağlayabilir. Düz yataklı kılavuzlarla karşılaştırıldığında, doğrusal raylar daha yüksek sertlik ve rijitliğe sahiptir ve genellikle daha iyi yük/ömür özelliklerine sahiptir.

Lineer kılavuzlar, referans yüzey görevi gören rayın bir veya her iki kenarının hassas işlenmesi sayesinde yüksek düzeyde hareket doğruluğu sağlar. Küresel bilyeler veya silindirik makaralar gibi iki, dört veya altı sıra yuvarlanan eleman sayesinde sertlik yüksektir ve yatak bloğunun sapması minimumdur. Tüm bu özellikler bir araya gelerek, yüksek hassasiyet, yüksek rijitlik ve uzun ömür gerektiren uygulamalar için mükemmel bir şekilde uygun bir lineer kılavuz sistemi sunar.

【Tek ray uygulamaları】

Doğrusal raylar, rayın her iki tarafında yük taşıyan bilyeler (veya makaralar) içerdiğinden, tek bir ray kullanılsa bile, sarkan yüklere dayanabilirler. (Buna karşılık, sarkan yükler mevcut olduğunda yuvarlak şaftlı doğrusal kılavuzlar çiftler halinde kullanılmalıdır.) Bu özellik sayesinde, birçok uygulama, yerden tasarruf etmek veya sistemdeki diğer bileşenler arasındaki hizalama hatalarını önlemek için tek bir doğrusal ray kullanır. İşte tek bir doğrusal ray kullanan birkaç uygulama örneği...

Doğrusal aktüatörler – Doğrusal raylar, moment yüklerine dayanabilme kabiliyetleri nedeniyle kayış, vida veya pnömatik silindirlerle tahrik edilen aktüatörler için genellikle tercih edilen kılavuz mekanizmasıdır. Ayrıca, kayış veya pnömatik tahrikli sistemlerde önemli olan 5 m/s'ye kadar hareket hızlarına da uyum sağlayabilirler.

Havai taşıma sistemleri – Yükler, havai taşıma sistemlerinde sıklıkla olduğu gibi, ray ve yatak bloğunun altında merkezlendiğinde, doğrusal raylar kılavuzluk için iyi bir seçimdir. Yüksek yük kapasiteleri, ağır yüklerin taşınmasına olanak tanır ve doğrusal rayın rijitliği, tüm sistemin sağlamlığını sağlar.

Gantry robotları – Bir gantry'nin tanımlayıcı özelliği, iki X (ve bazen iki Y ve iki Z) eksenine sahip olmasıdır. Her bir eksen genellikle tek bir doğrusal raydan oluşur ve bir vida veya kayış-kasnak sistemiyle tahrik edilir. Paralel çalışan iki eksenle (örneğin X ve X'), her eksende yalnızca bir doğrusal ray bulunsa bile, çok iyi moment kapasiteleri elde edilir.

【Çift ray uygulamaları】

Yüksek moment yükleri mevcut olduğunda, lineer raylar çiftler halinde kullanılabilir ve bu da moment yükünün yatak blokları üzerindeki kuvvetlere dönüştürülmesini sağlar. Bu konfigürasyonda, tahrik mekanizması lineer rayların arasına monte edilebilir ve bu da genel sistemi oldukça kompakt hale getirir. Çift lineer ray uygulamaları şunları içerir:

Doğrusal tablalar – Tablalar genellikle çok yüksek hassasiyetli sistemlerdir, yani yüksek hareket doğruluğu ve minimum sapma son derece önemlidir. Yük, çok az veya hiç moment yüklemesi olmadan tablanın merkezine yerleştirilmiş olsa bile, sertliğin ve yatak ömrünün en üst düzeye çıkarılmasını sağlamak için genellikle çift doğrusal raylar kullanılır.

Takım tezgahları – Tıpkı tablalar gibi, takım tezgahları da yüksek kaliteli parçalar üretebilmek için çok yüksek hareket hassasiyeti ve sertlik seviyeleri gerektirir. İki rayın paralel kullanılması (genellikle ray başına iki rulman bloğu) sapmanın en aza indirilmesini sağlar. Takım tezgahları ayrıca çok yüksek yüklere maruz kalır, bu nedenle yükün dört rulman bloğuna dağıtılması rulman ömrünün en üst düzeye çıkarılmasına yardımcı olur.

Kartezyen robotlar – Kartezyen robotlar genellikle eksen başına yalnızca bir doğrusal sistem kullandığından, her eksenin yüksek moment yüklerine dayanabilmesi önemlidir. Bu nedenle çoğu Kartezyen robot ekseni, paralel iki doğrusal kılavuz içeren doğrusal aktüatörlerden oluşur.

Robot taşıma üniteleri – Altı eksenli robotlar, birçok yönde erişim ve dönüş gerektiren uygulamalar için esnek hareket sağlar. Ancak robotun başka bir istasyona veya çalışma alanına taşınması gerekirse, çift raylı sistemler "yedinci eksen" görevi görerek tüm robotu yeni bir konuma taşıyabilir. Bu uygulamalarda doğrusal rayların önemli bir avantajı, genellikle 15 metreyi aşan çok uzun hareket mesafeleri için birden fazla rayı birleştirme yeteneğidir.

Elbette, lineer raylar her uygulama için mükemmel bir çözüm değildir. Örneğin, lineer raylar genellikle maliyet nedeniyle tüketici alanındaki uygulamalar (kapı kılavuzları ve çekmece kızakları gibi) için uygun değildir. Lineer raylar, yalnızca yüksek hareket hassasiyetinin avantajlarından yararlanmak için değil, aynı zamanda yatak bloğunun sıkışmasını ve bu da ömrünün kısalmasını önlemek için de çok hassas montaj yüzeyleri gerektirir. Ayrıca, yalnızca uçlarından desteklenebilen lineer şaft sistemlerinin aksine, tamamen desteklenmelidirler. Bu, lineer bir rayın ön maliyetinin genellikle yuvarlak şaft veya düz rulmanlı bir sisteme göre daha yüksek olduğu anlamına gelir; aynı zamanda hazırlık ve montaj maliyeti de daha yüksektir.

Doğrusal raylar, çalışma özellikleri açısından diğer rulman türlerine göre daha az pürüzsüz veya "çentikli" olarak algılanabilir. Bunun nedeni, yük taşıyan bilyalar (veya silindirler) ile kanallar arasında oluşan temastır. Genellikle sertliği artırmak için uygulanan doğrusal ray sistemine ön yükleme, rulman bloğu ray boyunca hareket ettirildiğinde "çentiklilik" hissini daha da kötüleştirebilir. (Bu etki, rulmana yük uygulandıkça ortadan kalkar, ancak algı genellikle aynı kalır.)

Doğrusal bir rayın yük kapasitesine, sertliğine veya hareket doğruluğuna ihtiyaç duymayan uygulamalar için, yuvarlak şaft sistemleri, düz yataklı kılavuzlar veya hatta çapraz makaralı kızaklar gibi diğer doğrusal kılavuzlar uygun ve daha ucuz olabilir.