Одноосная линейная платформа перемещает груз в одном контролируемом направлении, тогда как многоосная система линейного перемещения объединяет две или более осей для позиционирования груза в плоскости или трехмерном пространстве. Разница заключается не только в количестве линейных модулей. Многоосное оборудование также требует скоординированного управления, достаточной жесткости конструкции, прокладки кабелей и тщательного учета накопленных ошибок позиционирования.
Для покупателей практический вопрос заключается в том, нужно ли приложению только одно независимое движение или скоординированное позиционирование в направлениях X, Y и Z. В этом руководстве сравниваются основные структуры системы и объясняется, какую информацию следует подтвердить перед выбором.
Основная разница
Аодноосный линейный столикпроизводит управляемое движение по одной прямой траектории. В зависимости от направления установки этот путь можно обозначить как ось X, Y или Z. Одноосный столик можно использовать для подачи, толкания, подъема, позиционирования, выдачи или перемещения заготовки.
Амногоосная система линейного перемещенияпредставляет собой совокупность двух или более осей движения. Оси смонтированы вместе, так что концевой инструмент, приспособление или заготовка могут достигать разных положений в двухмерной или трехмерной рабочей зоне.
Другими словами, многоосная система обычно не представляет собой линейный модуль совершенно другого типа. Это конструкция движения, созданная путем объединения правильно выбранных осей с монтажными пластинами, двигателями, датчиками, кабелями и контроллером движения.
Одноосная и многоосная система линейного перемещения
| Сравнение | Одноосный этап | Многоосная система |
|---|---|---|
| Движение | Одно линейное направление | Два или более согласованных направления |
| Типовые конструкции | Ось X, Y или Z | XY, XZ, XYZ или портальный |
| Механическая конструкция | Относительно простая установка и регулировка. | Требуется установка оси, проверка жесткости и ортогональности. |
| Контроль | Один двигатель и один канал движения | Несколько двигателей и скоординированное управление движением |
| Расчет нагрузки | Полезная нагрузка и внешние силы действуют на одной ступени | Нижние оси могут нести полезную нагрузку, а также верхние оси, двигатели и инструменты. |
| Точность | Влияет в основном выбранная ось и ее установка | Также влияют ошибки монтажа, перпендикулярность и прогиб конструкции. |
| Стоимость системы | Более низкая стоимость компонентов и интеграции | Более высокие механические, электрические и пуско-наладочные затраты. |
| Типичные применения | Подача, прессование, подъем и линейная передача | Дозирование, проверка, перестановка и позиционирование с ЧПУ. |
Распространенные многоосные конфигурации
Система линейного движения XY
Система XY перемещает груз по горизонтальной плоскости. Одна ось установлена на другой и поддерживается ею, поэтому нижняя ось должна поддерживать движущуюся массу верхней оси, двигателя, монтажной пластины, заготовки и инструментов. Типичные области применения включают проверку, маркировку, дозирование и позиционирование компонентов.
Система линейного перемещения XZ
Система XZ сочетает в себе горизонтальное перемещение и вертикальный подъем. Вертикальная ось требует особого внимания, поскольку на груз постоянно действует сила тяжести. Необходимо учитывать удерживающий момент двигателя, торможение, риск обратного движения ШВП и защиту от неконтролируемого падения.
Система линейного движения XYZ
Система XYZ может позиционировать инструмент или заготовку в трех измерениях. Он подходит для автоматизированной сборки, измерения, дозирования и перемещения. Базовая ось обычно несет наибольшую общую движущуюся массу, в то время как верхние оси должны оставаться достаточно компактными, чтобы уменьшить инерцию и прогиб конструкции.
Портальная система
Портальная система поддерживает поперечную ось с двух сторон и часто выбирается для более широкой рабочей зоны или нагрузки, создающей большой опрокидывающий момент. Если используются две параллельные ведущие оси, они должны оставаться синхронизированными, чтобы предотвратить перекатывание, заедание или неравномерную загрузку направляющих.
Факторы, влияющие на выбор системы линейного перемещения
1. Требуемый путь движения
Начните с реального процесса, а не с желаемого количества осей. Для компонента, который перемещается только между двумя положениями, может потребоваться одна ось. Дозирующая головка, которая должна покрывать плоскую рабочую зону, обычно требует перемещения по XY, тогда как процесс, который также требует подъема или регулировки глубины, может потребовать перемещения по XYZ.
2. Эффективный ход и пространство для установки
Эффективный ход — это полезный ход, необходимый для применения. Она не равна общей длине модуля. Также необходимо предусмотреть место для двигателя, муфты или редуктора, датчиков, прокладки кабелей и доступа для технического обслуживания.
3. Нагрузка, сила и момент
Не выбирайте модуль только по весу полезной нагрузки. Расчет должен включать инструменты, приспособления, верхние оси, двигатели, силы ускорения и технологические силы. Смещенная нагрузка создает моменты тангажа, крена или рыскания, которые могут перегрузить направляющие блоки, даже если общая полезная нагрузка кажется приемлемой.
4. Скорость, ускорение и время цикла.
Высокое ускорение увеличивает требуемый крутящий момент двигателя и динамическую нагрузку, приложенную к модулю. Для быстрой многоосной системы может потребоваться более легкая конструкция верхней оси. Если в работе используется длинный ход или высокая скорость перемещения, необходимо также проверить критическую скорость ШВП, расположение опоры винта и тип привода.
5. Точность и повторяемость позиционирования.
Точность позиционирования характеризует, насколько близко платформа достигает заданной координаты. Повторяемость описывает, насколько последовательно он возвращается в одно и то же положение. Многоосная система должна дополнительно контролировать перпендикулярность между осями, точность монтажной поверхности, прогиб конструкции и погрешность калибровки.
Таким образом, выбор нескольких точных одноосных модулей не гарантирует автоматически одинаковую точность в центральной точке инструмента после сборки.
6. Операционная среда
Пыль, металлическая стружка, масляный туман, влажность и другие загрязнения влияют на необходимую защитную конструкцию. Открытые модули облегчают доступ, а полузакрытые или закрытые модули обеспечивают лучшую защиту ШВП и компонентов направляющих. Кабельные цепи и защиту датчиков следует планировать на этапе проектирования системы.
7. Двигатель и метод управления.
Одноосное приложение может использовать относительно простое устройство шагового или сервоуправления. Для скоординированной многоосной интерполяции обычно требуется совместимый контроллер движения, подходящие приводы и правильно настроенная обратная связь. Тип двигателя, размеры фланцев, требования к тормозу и расположение энкодера должны быть подтверждены до завершения разработки механического интерфейса.
Какая структура подходит для вашего приложения?
| Требования к приложению | Возможная структура | Основная проблема выбора |
|---|---|---|
| Перемещение детали между двумя фиксированными позициями | Одна ось | Ход, скорость, нагрузка и требования к расположению |
| Раздача или проверка на ровной поверхности | система XY | Рабочая зона, масса верхней оси и перпендикулярность оси |
| Двигайтесь горизонтально и поднимите груз | система XZ | Вертикальная нагрузка, стояночный тормоз и предотвращение падения |
| Расположите инструмент в 3D-рабочем пространстве | система XYZ | Накопленная нагрузка, жесткость, управление и калибровка системы |
| Покройте широкий пролет или выдержите большую смещенную нагрузку | Портальная система | Жесткость поперечной балки и синхронизированные параллельные оси |
Информация, необходимая для выбора линейного модуля
Чтобы выбратьодноосный или многоосный линейный модуль, укажите следующую информацию для каждой оси:
- Требуемое расположение осей: одна ось, XY, XZ, XYZ или портальная.
- Эффективный ход каждой оси
- Горизонтальная, вертикальная или наклонная установка
- Общая движущаяся масса, включая инструменты и верхние оси
- Расположение центра нагрузки и любой радиальной нагрузки
- Требуемая скорость, ускорение и время цикла
- Требования к точности и повторяемости позиционирования
- Тип двигателя, мощность и размеры фланца
- Условия эксплуатации и требуемый корпус
- Доступное место для установки
Обеспечения только хода и полезной нагрузки часто недостаточно для многоосной системы. Компоновочный чертеж, показывающий ориентацию оси, направление монтажа и положение нагрузки, помогает DLY более точно оценить конструкцию.
Часто задаваемые вопросы
Можно ли объединить одноосные линейные модули в систему XY или XYZ?
Да. Однако модули не следует выбирать самостоятельно. Нижняя ось должна быть рассчитана на общую движущуюся массу, а монтажный интерфейс, жесткость, ориентация двигателя, датчики и прокладка кабелей должны быть запланированы для всей сборки.
Всегда ли многоосной системе нужны серводвигатели?
Нет. Шаговые двигатели могут подойти для некоторых задач позиционирования на средней скорости. Серводвигатели обычно предпочтительнее, когда приложение требует более высокой скорости, обратной связи с обратной связью, более быстрого ускорения или более требовательного скоординированного движения. Решение должно основываться на полном профиле движения.
Какую ось следует выбрать первой в системе XYZ?
Процесс выбора следует начинать с движущегося инструмента и самой верхней оси, а затем двигаться вниз. Каждую нижнюю ось необходимо пересчитывать после сложения массы всех компонентов, установленных над ней.
Равна ли точность системы XYZ точности каждого модуля?
Не обязательно. На конечную точность точки инструмента также влияют выравнивание осей, перпендикулярность, точность монтажной поверхности, прогиб конструкции, расположение обратной связи и калибровка.
DLY поставляет линейные модули с шарико-винтовой парой и ступени линейного перемещения для одноосных и комбинированных многоосных приложений. Отправьте нам свое расположение осей, ход, нагрузку, скорость, точность, требования к двигателю и установке для выбора модели.
Электронная почта: dlyexport2@dlybearing.com|Ватсап: +86 166 0578 8856
