Дотримання кількох простих рекомендацій щодо проектування систем лінійного руху може покращити продуктивність системи та термін служби приводів.

Багато автоматизованих машин використовують лінійні напрямні компоненти, такі як профільовані рейки, круглі рейки або інші конструкції з підшипниками кочення або ковзання, для направлення та підтримки рухомих елементів обладнання. Крім того, часто ці рухомі елементи приводяться в рух певним типом лінійного приводу.

Однією з найпоширеніших проблем у лінійних системах будь-якого типу є перекіс. Перекіс може призвести до цілої низки проблем, таких як нестабільні результати лінійного руху, скорочення терміну служби лінійної підшипникової системи, передчасний знос або вихід з ладу системи приводу, а також нестабільний рух, такий як зміна швидкості або коливання.

Однак, існують деякі поширені способи підвищення загальної продуктивності системи шляхом оптимізації вирівнювання лінійної напрямної та виконавчого механізму.

Приводи та напрямні
Хоча існує кілька способів передачі руху керованому елементу машини, деякі з найпоширеніших поділяються на дві категорії. Перша – це стрижневі приводи. Стрижневі приводи можуть бути як гідродинамічними, такими як гідравлічні або пневматичні, так і електричними, такими як ходові гвинти або кулькові гвинти.

Другий – це безштокові приводи. Вони також можуть бути як гідродинамічними, так і електричними за допомогою ходового гвинта, кулькового гвинта, ременя або лінійного двигуна. Обидва типи приводів знаходять застосування в керованих системах. Однак кожен з них має незначні відмінності в тому, як його найкраще використовувати для максимізації продуктивності та терміну служби системи.

Самі напрямні елементи, будь то профільована рейка, кругла рейка чи інші системи кочення чи ковзання, повинні бути правильно підібрані за розміром та вибрані на етапі проектування, а також встановлені відповідно до рекомендацій виробника, приділяючи особливу увагу процесу вирівнювання. Це гарантує максимальну продуктивність обраної системи направляючих для конкретного застосування.

Важливість членів, що відповідають за дотримання вимог
Штовхові приводи, що характеризуються висуванням та втягуванням штока поршня або штока приводу з кожним циклом, зазвичай пропонують кілька варіантів кріплення. Більшість постачальників штовхових приводів зазвичай пропонують такі варіанти кріплення, як просвердлені та різьбові отвори в пристрої, монтажні ніжки, сферичні штокові з'єднання, вирівнювальні муфти, скоби або цапфи. Під час використання з керованим механізмом переконайтеся, що кожна підсистема, привід та напрямний вузол здатні до безперешкодного та плавного руху. Системи, які намагаються жорстко з'єднати приводний елемент із веденим елементом, можуть демонструвати непослідовну роботу, оскільки ці два елементи намагаються рухатися в окремих площинах, коли одна або обидві підсистеми завантажені понад їхню здатність.

У такій системі найкраще використовувати штоковий привід з певним податливим елементом між приводним елементом (приводом) та веденим елементом (напрямною системою). Наприклад, сферичний кінець штока, встановлений на штоку приводу, дозволяє точці кріплення обертатися навколо сферичного шарніра. Цей тип з'єднання на напрямній найкраще використовувати разом із цапфою або скобою на протилежному кінці приводу, де він кріпиться до елемента рами машини. Така схема кріплення забезпечує податливість з'єднання без додавання надмірного навантаження ні на привід (привод), ні на ведений елемент (напрямна система).

Безштокові приводи, що характеризуються тим, що їхній хід знаходиться в межах їхньої загальної довжини, також можуть містити вбудовану в привід напрямну систему. Безштокові приводи, що використовуються разом з окремою напрямною системою, також повинні включати сумісний елемент у з'єднанні між приводним та веденим елементами. Більшість постачальників приводів пропонують різноманітні кріплення, призначені для цього типу монтажу, такі як плаваючі кронштейни.

Безштокові приводи, що включають напрямну систему, можуть виконувати завдання керування та підтримки обладнання, замінюючи окрему напрямну систему. Ця функція може бути особливо корисною та багато разів економить час і гроші виробника обладнання. Безштокові приводи з інтегрованими напрямними можуть бути вбудовані в обладнання в комбінаціях для задоволення широкого спектру потреб руху. Багатоосьові конфігурації, такі як xy або xyz, а також портальні конфігурації, можливі за умови правильного вибору розміру. Під час встановлення безштокових приводів з інтегрованими напрямними вирівнювання є не менш важливим.

Паралельність та перпендикулярність елементів, що з'єднуються
Безштоковий привід з інтегрованою напрямною, що використовується в одноосьовій конфігурації, повинен відповідати лише очікуванням щодо позиціонування. Процес вирівнювання є простим, оскільки привід працює окремо, приводячи своє навантаження в потрібне положення без будь-якого зовнішнього керівництва. Прикладами такого типу налаштування є вирівнювання робочих точок до робочих точок або вирівнювання з кріпленням на обладнанні.

Вирівнювання безштокових приводів у багатоосьових конфігураціях стає складнішим, оскільки кілька приводів повинні працювати разом. Тому під час монтажу цих приводів необхідно враховувати паралельність та перпендикулярність усіх з'єднаних пристроїв для оптимальної продуктивності та максимального терміну служби.

Паралельність сполучених елементів
Існує три змінні, які можуть впливати на паралельність під час монтажу лінійних приводів. Постановка та відповідь на ці питання максимізують паралельність та продуктивність системи.

1. Чи встановлені приводи з каретками на однаковій висоті? Перекіс у цій площині створить несприятливий згинальний момент по осі Mx на підшипникову систему одного або обох вузлів.

2. Чи встановлені приводи на однаковій відстані один від одного від одного кінця до іншого? Перекіс у цій площині призведе до несприятливого бічного навантаження по осі Fy на систему підшипників і, якщо він значний, може призвести до заклинювання вузлів.

3. Чи встановлені приводи рівно один до одного? Кутове зміщення призведе до створення несприятливого згинального моменту по осі My на підшипниковій системі обох блоків.

Перпендикулярність з'єднаних елементів
Існує дві змінні, які впливають на перпендикулярність під час монтажу лінійних приводів.

1. У системі XYZ, чи вісь Z встановлена ​​перпендикулярно до осі Y? Зміщення в цій площині призведе до створення несприятливого згинального моменту на підшипниковій системі приводу осі Y у будь-якій або всіх можливих осях.

2. У портальній системі, де два приводи повинні рухатися одночасно по осі X або Y, чи рухаються вони одночасно? Неправильне вирівнювання або недостатня продуктивність сервоприводу призведуть до небажаного згинального моменту по осі Mz на підшипникову систему.

Фактичні допуски, пов'язані з рекомендаціями щодо вирівнювання та монтажу, залежать від конкретного виробника приводу, а також від типу підшипника. Однак загальне правило полягає в тому, щоб враховувати тип системи підшипників. Високопродуктивні типи підшипників, такі як системи профільних рейок, як правило, досить жорсткі, і вирівнювання є більш критичним. Системи середньої продуктивності, що використовують ролики або колеса, часто мають зазори, які забезпечують певне прощення при вирівнюванні. Системи підшипників ковзання або ковзання часто мають більший зазор і можуть бути навіть більш поблажливими.

Під час встановлення систем кріплення лінійних приводів існує низка вимірювальних інструментів, які допомагають забезпечити правильне вирівнювання, від калібрів до лазерних систем. Незалежно від того, які інструменти використовуються, завжди створюйте одну вісь як опорну для площин XY та Z, а інші пристрої монтуйте відносно опорної осі. Це допоможе отримати максимальну продуктивність та найдовший термін служби вашої системи приводів.