Natančnost linearnega vodilaopisuje dimenzionalno doslednost in vzporednost teka sklopa tirnic-in-blokov. Inženirjem pomaga napovedati, kako natančno je mogoče več blokov namestiti na isto višino in kako natančno bo blok med vožnjo sledil referenčnim površinam tirnice.
Vendar pa stopnja natančnosti, navedena v katalogu linearnih vodil, ni enaka končni natančnosti pozicioniranja stroja. Dejansko gibanje je odvisno tudi od geometrije pritrdilne-osnove, poravnave tirnic, prednapetosti, strukturne togosti, pogonskega sistema, povratne naprave, temperature in načina sestavljanja.
Razumevanje te razlike olajša izbiro ustrezne stopnje natančnosti linearnega vodila, ne da bi plačali za natančnost, ki je ostali deli stroja ne morejo podpirati.
Kaj pomeni natančnost linearnega vodila?
Za krožna kroglična ali valjčna vodila, stopnja natančnosti, natančnost običajno nadzoruje več dimenzijskih in voznih značilnosti sklopa tirnic-in-blokov.
Natančni simboli se lahko razlikujejo med proizvajalci, vendar glavne značilnosti na splošno vključujejo:
- Dovoljeno odstopanje v skupni višini tirnice in bloka
- Razlika v višini med več bloki, uporabljenimi na isti referenčni ravnini
- Dovoljeno odstopanje stranske referenčne mere
- Stranska variacija med več bloki
- Vzporednost teka bloka glede na referenčne površine tirnice
Višja stopnja natančnosti uporablja strožja dovoljena odstopanja za te značilnosti. Ni nujno, da spremeni osnovno nosilnost ali zunanjo velikost vodila, čeprav lahko zahteve glede natančnosti, prednapetosti in ujemanja vplivajo na dobavo tirnic in blokov.
Pet glavnih značilnosti natančnosti
| Značilnost natančnosti | Kaj opisuje | Zakaj je pomembno |
|---|---|---|
| Toleranca višine montaže | Dovoljeno odstopanje v navpični razdalji od površine za pritrditev tirnice do površine za pritrditev bloka | Vpliva na nameščeno višino premične mize |
| Razlika v višini med bloki | Razlika v višini sklopa med bloki, namenjenimi delovanju na isti referenčni ravnini | Vpliva na porazdelitev obremenitve in popačenje tabele v sklopih z več-bloki |
| Stranska referenčna toleranca | Dovoljeno odstopanje med referenčno stranjo tirnice in referenčno stranjo bloka | Vpliva na stranski položaj bloka in premikajoče se mize |
| Stranska variacija med bloki | Razlika v bočnem referenčnem položaju med več bloki | Pomembno, kadar je več blokov nameščenih na skupnih referenčnih ramenih |
| Tekalni paralelizem | Sprememba, izmerjena med premikanjem bloka glede na referenčno površino tirnice | Vpliva na navpični in bočni odmik vzdolž tirnice |
Vzporednost teka se običajno ocenjuje v dveh smereh: glede na pritrdilno površino tirnice in glede na referenčno stran tirnice. Dovoljena vrednost je odvisna od izbrane serije, nazivne velikosti, stopnje točnosti in dolžine tirnice.
Iz tega razloga se ena univerzalna vrednost, kot je 3 μm ali 5 μm na meter, ne bi smela uporabljati za vsako linearno vodilo. Pravilno toleranco je treba vzeti iz tabele točnosti za natančen model vodila in dolžino tirnice.
Stopnja natančnosti ni prednapetost
Stopnja natančnosti in prednapetost sta povezana z zmogljivostjo gibanja, vendar nadzorujeta različne značilnosti.
| Specifikacija | Kaj nadzoruje | Primarni učinek |
|---|---|---|
| Stopnja točnosti | Dimenzijska toleranca, razlike med bloki in vzporednost teka | Konsistentnost sestavljanja in geometrija potovanja |
| Prednapetost | Notranja zračnost ali notranja obremenitev med kotalnimi elementi in kanali | Togost, premik pod obremenitvijo, trenje in tekalni upor |
Visoko{0}}natančno vodilo z nezadostno prednapetostjo se lahko pri trenutni obremenitvi še vedno upogiba bolj, kot je pričakovano. Nasprotno pa lahko prekomerna prednapetost poveča trenje, temperaturo in obrabo, ne da bi izboljšala dimenzijsko natančnost tirnice.
Natančnost in prednapetost je zato treba izbrati ločeno v skladu z zahtevami-po natančnosti in togosti stroja. Za nadaljnjo razlago glejtekako prednapetost linearnega vodila vpliva na togost in gibanje.
Natančnost komponente v primerjavi z natančnostjo namestitve
Natančnost komponente opisuje tolerance, dosežene pri izdelavi in pregledu linearnega vodila. Natančnost namestitve opisuje geometrijo, ustvarjeno po namestitvi tirnic in blokov na stroj.
Ne smejo se obravnavati kot enaka specifikacija.
| Stopnja natančnosti | Glavni vplivni dejavniki | Tipično preverjanje |
|---|---|---|
| Natančnost komponent vodila | Izdelava tirnic in blokov, brušenje, ujemanje in pregled | Proizvajalčev pregled dimenzij in vzporednosti teka- |
| Natančnost montaže | Ravnost podlage, ravnost referenčnega-roba, vzporednost tirnic in zategovanje vijakov | Indikator s številčnico, natančno ravnilo, avtokolimator ali druga ustrezna metoda poravnave |
| Natančnost gibanja osi | Vodila, pogonski sistem, ležaji, motor, povratne informacije, struktura in temperatura | Laserski interferometer, povratna informacija kodirnika ali strojno-umerjanje |
| Strojna ali procesna natančnost | Natančnost osi plus vreteno, orodje, obremenitev, vibracije in procesni pogoji | Končan-pregled dela ali meritev postopka |
Visoko{0}}natančna tirnica ne more popraviti zvitega podstavka stroja. Ko so pritrdilni vijaki zategnjeni, se lahko tirnica delno prilagodi montažni površini. Neravnine, ostružki, barva, lokalne visoke točke ali nenatančen referenčni rob lahko zato popačijo nameščeno tirnico in spremenijo pot vožnje bloka.
Tovarniško ohišje: visoko{0}}natančne tirnice, vendar slaba površinska obdelava
V enem projektu tovarniške namestitve je CNC stroj ustvaril vidne sledi orodja, čeprav so bila nameščena visoko{0}}natančna linearna vodila. Pri pregledu je bilo ugotovljeno, da je bila ena tirnica približno 0,03 mm višja od druge na dolžini enega metra.
Višinska razlika je povzročila neenakomerno porazdelitev obremenitve med vodilnimi bloki in prispevala k vibracijam med premikanjem osi. Posledično stroj ni mogel doseči pričakovane površinske obdelave.
Ko je bila montažna osnova ponovno obrušena in sta bili tirnici ponovno poravnani, so nenormalne sledi orodja izginile. Primer kaže, da visoka stopnja natančnosti linearnega vodila ne more nadomestiti nenatančne reference namestitve.
Vzporednost teka v primerjavi z vzporednostjo z dvojno{0}}tirnico
Paralelizem teka in vzporednost namestitve z dvojno{0}}tirnico se pogosto zamenjujeta, vendar opisujeta različne pogoje.
Tekalni paralelizemje značilnost posameznega sklopa tirnic-in-blokov. Opisuje spremembo odčitka indikatorja, ko se blok premika glede na določeno referenčno točko tirnice.
Vzporednost namestitve dveh-tirnicopisuje, kako natančno sta dve ločeni tirnici nameščeni relativno ena proti drugi na podstavku stroja.
Proizvajalec lahko pregleda vzporednost teka vsakega vodila, vendar izdelovalec stroja nadzoruje nameščeno razmerje med tirnicama. Če so seznanjene tirnice nameščene s preveliko napako vzporednosti, lahko bloki doživijo povečano notranjo obremenitev, neenakomeren upor, zvijanje in skrajšano življenjsko dobo-, tudi če obe vodilni poti ustrezata svojim individualnim specifikacijam natančnosti.
Za postopek merjenja glejtekako izmeriti vzporednost linearnega vodila.
Stopnje natančnosti linearnega vodila
Proizvajalci linearnih vodil običajno ponujajo več stopenj natančnosti, ki napredujejo od običajne ali standardne natančnosti do visoke, natančne, super-natančnosti in ultra-natančnosti. Črke, uporabljene za te stopnje, niso popolnoma univerzalne, zato je treba vedno preveriti celotno specifikacijo proizvajalca.
Linearna vodila DLY so običajno dobavljena vH in P stopnje točnosti, medtem ko je mogoče ocene SP in UP oceniti za aplikacije, ki zahtevajo strožji nadzor. Razpoložljive stopnje so odvisne od serije izdelkov, velikosti, dolžine tirnice in konfiguracije dobave.
| Splošna raven natančnosti | Tipična smer uporabe | Premisleki pri izbiri |
|---|---|---|
| Normalno ali standardno | Ravnanje z materialom, splošni transporterji in ne{0}}nekritične prenosne osi | Primerno, kjer je splošno gladko vodenje pomembnejše od ozke geometrije vožnje |
| visoko | Embalaža, obdelava lesa, splošna avtomatizacija in CNC pomožne osi | Praktično ravnotežje med natančnostjo, razpoložljivostjo in zahtevami glede namestitve |
| Natančnost | Strojna orodja, oprema za pregledovanje in natančni sistemi za sestavljanje | Zahteva ustrezno strojno obdelano osnovo in nadzorovan več{0}}bločni sklop |
| Super ali ultra natančnost | Visoko{0}}natančna merilna, optična, polprevodniška in specializirana strojna oprema | Uporabno le, če struktura, okolje, pogon in merilni sistem podpirajo enako raven natančnosti |
V tej tabeli so navodila za uporabo in ne priporočila za univerzalne modele. Pri končni izbiri je treba uporabiti dovoljene tolerance, navedene za natančno serijo linearnih vodil, nazivno velikost in dolžino tirnice.
Kako dolžina tirnice vpliva na natančnost
Tolerance-vzporednosti teka so običajno predstavljene glede na razpone-dolžin tirnic. Kratka tirnica in dolga tirnica iste serije in stopnje točnosti morda nimata enakega dovoljenega odstopanja teka.
To ima dve praktični posledici:
- Vrednosti točnosti se ne smejo navajati brez navedbe dolžine tirnice.
- Toleranca, vzeta iz ene serije vodil, se ne sme samodejno uporabiti za drugo serijo.
Dolge tirnice se lahko dobavijo tudi v spojenih odsekih, kadar proizvodne, transportne ali namestitvene omejitve preprečujejo uporabo ene neprekinjene tirnice. V tem primeru postanejo ujemanje spojev, oštevilčenje tirnic, končna priprava in-poravnava na mestu del splošnega načrta natančnosti.
Več blokov in ujemajoči se nizi
Mnogi stroji uporabljajo dva bloka na vsaki tirnici in dve vzporedni tirnici. V tej ureditvi postanejo razlike med komponentami prav tako pomembne kot toleranca posameznega bloka.
Če se višine blokov razlikujejo, lahko zategovanje premične mize povzroči strukturno deformacijo ali neenakomerno porazdelitev obremenitve. Če se stranske referenčne mere razlikujejo, so lahko nekateri bloki močneje pritisnjeni na referenčna ramena kot drugi.
Za natančne več{0}}bločne sisteme potrdite:
- Ali so bloki dobavljeni za uporabo na isti tirnici ali referenčni ravnini
- Dovoljeno odstopanje višine in širine znotraj kompleta
- Natančnost in prednapetost vsakega bloka
- Identifikacija tirnic in blokov
- Ali je posamezne bloke mogoče zamenjati
Blokov z različnimi specifikacijami natančnosti ali prednapetosti ne smete mešati brez ocene njihove dimenzijske in tekalne združljivosti.
Kaj vpliva na natančnost po namestitvi?
Montažna-geometrija površine
Površina za pritrditev tirnice mora zagotavljati ustrezno ravnost, ravnost in togost. Tanka aluminijasta plošča, zvarjen okvir ali slabo podprta podlaga se lahko deformirajo, ko se uporabijo vodilni vijaki in zunanje obremenitve.
Referenca-Natančnost robov
Referenčna rama pomaga postaviti glavno vodilo. Njegova ravnost in pravokotnost na montažno ravnino vplivata na nameščeno pot vožnje. Zareze v vogalu med podnožjem in ramo lahko preprečijo pravilno namestitev tirnice.
Zaporedje-zategovanja vijakov
Neenakomerno ali nenadzorovano zategovanje lahko tirnico potegne stran od predvidene referenčne točke ali povzroči deformacijo v pritrdilni strukturi. Vijake je treba zategniti v skladu z določenim zaporedjem in navorom, medtem ko tirnica ostane pravilno nameščena.
Inženirski primer: Natančnost potovanja se je spremenila po šestih mesecih
Pri eni aplikaciji linearnega modula se je odstopanje hoda pojavilo po približno šestih mesecih delovanja. Pri pregledu je bilo ugotovljeno, da je neenakomeren navor-vijakov pri pritrditvi povzročil rahlo deformacijo podlage in vplival na nameščeno geometrijo vodil.
Težava ni nastala samo zaradi nazivne stopnje točnosti linearnih vodil. Stanje vpetja tirnic in stabilnost montažne podlage sta spremenila dejansko pot osi.
Po tem, ko je bilo stanje vgradnje preverjeno in so bila vodila ponovno nameščena z uporabo nadzorovanega zateznega zaporedja in navora, je bila zahtevana natančnost hoda ponovno vzpostavljena.
Prednapetost in strukturna deformacija
Prednapetost izboljša togost, vendar zmanjša zmožnost vodila, da sprejme napako pri namestitvi. Zelo prednapeto vodilo, nameščeno na nenatančno podlago, lahko povzroči prevelik tekalni upor ali notranjo obremenitev.
Temperatura
Tirnice, podstavki strojev in premične mize se razširijo s temperaturnimi spremembami. Razlike v materialu, temperaturi komponente in lokaciji-vira toplote lahko spremenijo poravnavo in geometrijo potovanja, zlasti na dolgih oseh.
Kontaminacija in mazanje
Delci, ujeti pod tirnico, lahko povzročijo lokalne napake pri montaži, medtem ko kontaminacija, ki vstopi v blok, lahko poškoduje njegove kanale. Nezadostno ali neustrezno mazanje poveča obrabo in lahko postopoma zmanjša doslednost gibanja.
Ponovno mazanje je treba določiti na podlagi delovne hitrosti, obremenitve, giba, temperature, kontaminacije in stanja maziva-in ne na podlagi enega fiksnega koledarskega intervala, ki se uporablja za vsak stroj.
Kako izbrati pravo stopnjo natančnosti
Pravilni razred je najnižji razred, ki lahko zanesljivo podpira zahtevano zmogljivost stroja z ustrezno inženirsko rezervo. Izbira višje stopnje brez izboljšanja osnove, pogona ali povratnega sistema lahko poveča stroške brez izboljšanja končnega rezultata.
Uporabite naslednje izbirno zaporedje:
- Določite zahtevano natančnost strojnega procesa ali končnega dela.
- Dodelite dovoljeno napako med vodilom, pogonom, konstrukcijo, vretenom ali orodjem in merilnim sistemom.
- Določite zahtevano odstopanje hoda in konsistentnost dimenzij več{0}}blokov.
- Preverite tabelo točnosti za predvideno serijo vodil, velikost in dolžino tirnice.
- Izberite prednapetost glede na zahteve glede togosti in obremenitve.
- Potrdite, da montažna osnova in način sestavljanja podpirata izbrano stopnjo.
- Določite, kako bo dokončana os izmerjena in sprejeta.
Za os prenosa embalaže lahko natančnost H že zagotavlja zadostno doslednost. Obdelovalna ali pregledovalna os lahko zahteva P ali višjo stopnjo, vendar le po upoštevanju njene osnovne geometrije, toplotne stabilnosti in natančnosti pogona.
Zahteve glede natančnosti za različne stroje
| Aplikacija | Glavna skrb glede natančnosti | Dodatni sistemski dejavniki |
|---|---|---|
| Oprema za pakiranje in prenos | Ponovljivo gibanje in gladko kolesarjenje | Hitrost, kontaminacija in dostop do vzdrževanja |
| CNC obdelovalni stroj | Geometrija vožnje, togost in dosledna podpora obremenitvi | Osnova stroja, kroglični vijak, vreteno in termični nadzor |
| Inšpekcijska oprema | Stabilno in merljivo odstopanje vožnje | Ločljivost povratne informacije, kalibracija in okoljska stabilnost |
| Polprevodniška ali optična oprema | Zelo majhna geometrijska variacija in stabilna ponovljivost | Temperatura, vibracije, čistoča in strukturni materiali |
| Težko strojno orodje | Togost in premik pri spreminjajočih se obremenitvah | Izbira valjčnega vodila, prednapetost in deformacija baze |
Določanje natančnosti linearnega vodila na DLY
Ko zahtevate linearno vodilo DLY, navedite več kot velikost tirnice in obliko bloka. Natančna izbira zahteva:
- Serija linearnega vodila in nazivna velikost
- Dolžina tirnice in količina blokov
- Zahtevana stopnja točnosti
- Zahtevana prednapetost ali stanje togosti
- Enojna{0}}tirnica ali par-razporeditev tirnic
- Delovna obremenitev, hitrost in hod
- Usmerjenost namestitve
- Vrsta stroja in natančnost ciljnega gibanja
DLY običajno dobavlja linearna vodila z natančnostjo H in P, z možnostmi SP in UP, ocenjenimi glede na zahteve serije in projekta. Kroglična vodila HD so primerna za splošno gibanje težkih-obremenitev, vodila ED zmanjšajo višino sklopa, vodila MD služijo miniaturnim sistemom, vodila z valji RD pa zagotavljajo večjo togost za zahtevne-aplikacije obdelovalnih strojev.
Oglejte si celotnoObseg linearnih vodil DLYali pošljite pogoje stroja in risbo namestitve za potrditev modela.
Zaključek
Natančnost linearnega vodila je določena z nadzorovanimi dimenzijami sklopa, variacijo med bloki in vzporednostjo teka glede na referenčne površine tirnice. Te značilnosti določajo, kako dosledno je lahko vodilo integrirano v sistem natančnega gibanja.
Sami po sebi ne določajo končnega položaja ali natančnosti obdelave opreme. Montažna-površinska geometrija, dvojna-poravnava tirnic, prednapetost, strukturna togost, natančnost pogona, temperatura in povratne informacije vplivajo na dokončano os.
Tovarniški kovčki tudi dokazujejo, zakaj mora biti natančnost, natisnjena v katalogu, podprta s pravilno montažo in montažo. Tudi visoko{1}}natančno vodilo lahko povzroči slabe strojne rezultate, če so tirnice nameščene na različnih višinah ali neenakomerno zategnjene.
Najprimernejša stopnja točnosti torej ni samodejno najvišja razpoložljiva stopnja. To je razred, ki ustreza dejanskim zahtevam glede vožnje stroja in je lahko podprt z montažno strukturo, postopkom sestavljanja in metodo pregleda.
