يتكون المشغل الخطي من نوع البرغي الكروي بشكل أساسي من البرغي الكروي، والدليل الخطي، وملف تعريف من سبائك الألومنيوم، وقاعدة دعم البرغي الكروي، والوصلة، والمحرك، ومستشعر الحد، وما إلى ذلك.
برغي كروييُعدّ البرغي الكروي مثاليًا لتحويل الحركة الدورانية إلى حركة خطية، أو العكس. يتكون البرغي الكروي من لولب وصامولة وكرة. وظيفته تحويل الحركة الدورانية إلى حركة خطية، وهو تطويرٌ وتوسيعٌ للبرغي الكروي. نظرًا لانخفاض مقاومته الاحتكاكية، يُستخدم البرغي الكروي على نطاق واسع في مختلف المعدات الصناعية والأجهزة الدقيقة. يُمكن تحقيق حركة خطية عالية الدقة تحت أحمال عالية. مع ذلك، لا يتمتع البرغي الكروي بخاصية القفل الذاتي للبرغي شبه المنحرف، مما يستدعي الانتباه أثناء الاستخدام.
دليل خطيالدليل الخطي، المعروف أيضًا باسم المنزلق الخطي، أو المنزلق الخطي، يُستخدم في تطبيقات الحركة الترددية الخطية، ويتميز بقدرة تحمل أعلى من المحامل الخطية، حيث يمكنه تحمل عزم دوران معين، ويمكنه في حالة الأحمال العالية تحقيق حركة خطية عالية الدقة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استبداله بمحامل خطية صندوقية في بعض التطبيقات التي تتطلب دقة أقل، ولكن تجدر الإشارة إلى أن قدرة تحمل عزم الدوران والحمل فيه أقل من قدرة الدليل الخطي.
مقطع جانبي من سبائك الألومنيوم للوحدةتتميز طاولة الانزلاق المصنوعة من سبائك الألومنيوم بمظهرها الجميل وتصميمها المعقول وصلابتها الجيدة وأدائها الموثوق به وانخفاض تكلفة إنتاجها، وغالبًا ما تستخدم في معدات الأتمتة الصناعية. ومن خلال التجميع النهائي، تتميز هذه الطاولة بصلابة عالية، وتشوه حراري ضئيل، واستقرار تغذية عالٍ، مما يضمن دقة عالية واستقرارًا عاليًا في التشغيل في معدات الأتمتة.
مقعد دعم برغي كرويمقعد دعم لولب الكرات هو مقعد دعم للمحمل يُستخدم لدعم الوصلة بين اللولب والمحرك. ينقسم مقعد الدعم عمومًا إلى: جانب ثابت ووحدة دعم. يُجهز الجانب الثابت من وحدة الدعم بمحامل كروية ذات تلامس زاوي مضبوطة الضغط مسبقًا. على وجه الخصوص، في النوع فائق الصغر، يُستخدم محمل كروي فائق الصغر ذو تلامس زاوي بزاوية 45 درجة، مُصمم خصيصًا للولب الكروي فائق الصغر، لتحقيق أداء دوراني مستقر مع صلابة ودقة عاليتين. تُستخدم محامل كروية ذات أخدود عميق في وحدة الدعم على جانب الدعم. يُملأ المحمل الداخلي لوحدة الدعم بكمية مناسبة من شحم الليثيوم الصابوني ويُغلق بحشية مانعة للتسرب خاصة، مما يسمح بالتركيب المباشر والاستخدام طويل الأمد. يُعتمد المحمل الأمثل مع مراعاة توازن الصلابة مع لولب الكرات، ويُستخدم محمل كروي ذو تلامس زاوي يتميز بصلابة عالية وعزم دوران منخفض (زاوية تلامس 30 درجة، تركيب حر). كما أن وحدة الدعم فائقة الصغر مزودة بمحمل كروي ذي تلامس زاوي فائق الصغر، مصمم خصيصًا للبراغي الكروية فائقة الصغر. يتميز هذا النوع من المحامل بزاوية تلامس 45 درجة، وقطر كرة صغير، وعدد كبير من الكرات، مما يجعله محملًا كرويًا فائق الصغر ذو تلامس زاوي يتميز بصلابة ودقة عاليتين، ويضمن أداء دوران مستقر. تتوفر وحدة الدعم بنوعين: زاوي ودائري، ويمكن اختيار الشكل المناسب حسب التطبيق. تتميز وحدة الدعم بصغر حجمها وسهولة تركيبها، حيث صُممت بحجم صغير يراعي المساحة المتاحة للتركيب. في الوقت نفسه، يمكن تركيب المحامل المضغوطة مسبقًا مباشرةً بعد التسليم، مما يقلل وقت التجميع ويحسن دقته. بالطبع، إذا لزم الأمر لخفض تكاليف التصميم، يمكنكم أيضًا تصنيع غلاف المحمل الخاص بكم من أجزاء غير قياسية، مع الاستعانة بمصادر خارجية لدمج المحامل في وحدة الدعم، مما يجعل التطبيق بكميات كبيرة موفرًا للغاية من حيث التكلفة.
اقترانتُستخدم الوصلة لربط عمودين معًا لنقل الحركة وعزم الدوران، ويتوقف الجهاز عن الدوران عند ربط أو فصل أي جهاز. غالبًا ما لا يُضمن محاذاة العمودين المربوطين بدقة تامة بسبب أخطاء التصنيع والتركيب، والتشوه الناتج عن التحميل، وتأثير تغيرات درجة الحرارة، وما إلى ذلك، بل يوجد قدر من الإزاحة النسبية. يتطلب هذا تصميم الوصلة مراعاة تدابير هيكلية متنوعة، بحيث تتمتع بأداء يسمح لها بالتكيف مع نطاق معين من الإزاحة النسبية. الوصلة الأكثر شيوعًا في المشغلات الخطية غير القياسية هي الوصلة المرنة، ومن أنواعها الشائعة: وصلة الأخدود، ووصلة الانزلاق المتقاطع، ووصلة البرسيم، ووصلة الحجاب الحاجز.
كيفية اختيار وصلة للمشغل الخطي:
وصلات شائعة لأتمتة غير قياسية.
عند الحاجة إلى انعدام رد الفعل العكسي، اختر نوع الغشاء أو نوع الأخدود.
عند الحاجة إلى نقل عزم دوران عالٍ، اختر النوع الغشائي، أو الشكل المتقاطع، أو شكل بلامر.
تُجهز محركات السيرفو في الغالب بنوع الغشاء، بينما تُختار محركات الخطوة في الغالب بنوع الأخدود.
يستخدم الشكل الصليبي بشكل شائع في أسطوانات أو محركات اللف، وأداء الدقة أقل قليلاً (ليست متطلبات عالية).
مستشعر الحد
يستخدم مستشعر الحد في المشغل الخطي عادةً مفتاحًا كهروضوئيًا من نوع الفتحة، وهو نوع من المفاتيح الكهروضوئية يُعرف أيضًا باسم المفتاح الكهروضوئي من النوع U. وهو منتج كهروضوئي يعمل بالحث بالأشعة تحت الحمراء، ويتكون من أنبوب إرسال واستقبال للأشعة تحت الحمراء. يحدد عرض الفتحة قوة نموذج الاستقبال الحثي ومسافة الإشارة المستقبلة. يستخدم هذا المفتاح الضوء كوسيط، حيث يتم استقبال الأشعة تحت الحمراء بين الجسم المضيء والجسم المستقبل وتحويلها للكشف عن موقع الجسم. يتميز المفتاح الكهروضوئي ذو الفتحة، على عكس مفتاح التقارب، بأنه لا يتطلب تلامسًا مباشرًا، مما يقلل من قيود الجسم المراد الكشف عنه، ويسمح بمسافة كشف طويلة (عشرات الأمتار) ودقة عالية، مما يجعله قادرًا على كشف الأجسام الصغيرة، وبالتالي يوفر نطاقًا واسعًا من التطبيقات.
2. مزايا وعيوب مشغل لولب الكرة
كلما قلّت خطوة المحرك الخطي، زادت قوة دفع محرك السيرفو إلى أقصى حد. عمومًا، كلما قلّت خطوة المحرك الخطي، زادت قوة الدفع. يُستخدم عادةً في الصناعات التي تتطلب قوة وأحمالًا كبيرة، مثل محرك سيرفو بقدرة 100 واط وقوة دفع 0.32 نيوتن، حيث يمكن لبرغي كروي بقطر 5 مم أن يُنتج قوة دفع تصل إلى 320 نيوتن.
يُستخدم عادةً المحرك الخطي ذو البرغي الكروي في محور Z، ويتميز هذا النوع من المحركات بدقة عالية مقارنةً بأساليب النقل الأخرى. تبلغ دقة تحديد المواقع المتكررة للمحرك الخطي العادي ± 0.005 مم و ± 0.02 مم. ونظرًا لمحدودية نسبة قطر البرغي الكروي في هذا النوع من المحركات، يجب ألا يتجاوز شوطه 1/50 من القطر/الطول الكلي، ويجب التحكم به ضمن هذا النطاق. في حال تجاوز الطول الحد المسموح به، يجب تقليل سرعة التشغيل بشكل معتدل. عند دوران المحرك بسرعة عالية عبر محرك سيرفو، قد يتسبب رنين البرغي في حدوث اهتزازات وانحرافات، مما يؤدي إلى ضوضاء عالية وخطورة. يُدعم البرغي الكروي من كلا الطرفين، لذا فإن طول البرغي الزائد لا يؤدي فقط إلى سهولة ارتخاء الوصلات، بل يؤثر أيضًا على دقة المحرك وعمره الافتراضي. على سبيل المثال، قد يحدث الرنين في تايوان على مشغل KK الفضي عندما يتجاوز الشوط الفعال 800 مم، ويجب تقليل السرعة القصوى بنسبة 15٪ عندما يزيد الشوط بمقدار 100 مم في كل مرة.
3. تطبيق مشغل لولبي كروي
تتميز آلية المحرك الخطي ذي العشرة محركات بسلاسة الحركة ودقة عالية وأداء تحكم ممتاز (حيث يمكنها التوقف بدقة في أي موضع ضمن شوطها)، وتُحدد سرعة التشغيل من خلال سرعة المحرك وخطوة البرغي وتصميم المشغل، مما يجعلها أكثر ملاءمةً للتطبيقات ذات الأشواط الصغيرة والمتوسطة، كما أنها تُعدّ شكل الآلية المستخدمة في العديد من الروبوتات الخطية. وتُستخدم هذه الآلية على نطاق واسع في صناعة الأتمتة، لا سيما في أشباه الموصلات، وشاشات الكريستال السائل، ولوحات الدوائر المطبوعة، والأجهزة الطبية، والليزر، والإلكترونيات الإلكترونية، والطاقة المتجددة، والسيارات، وغيرها من أنواع معدات الأتمتة.
4. شرح المعايير ذات الصلة بمشغل البرغي
دقة تحديد المواقع المتكررةيشير هذا إلى درجة اتساق النتائج المتواصلة التي يتم الحصول عليها بتطبيق نفس المخرج على نفس المشغل وإكمال عملية تحديد المواقع المتكررة عدة مرات. تتأثر دقة تحديد المواقع المتكررة بخصائص نظام المؤازرة، وخلوص وصلابة نظام التغذية، وخصائص الاحتكاك. بشكل عام، تُعد دقة تحديد المواقع المتكررة خطأً عشوائيًا يتبع التوزيع الطبيعي، مما يؤثر على اتساق حركات المشغل المتعددة، وهي مؤشر أداء بالغ الأهمية.
دليل لولب الكرةيشير هذا إلى خطوة لولب البرغي في مجموعة قوالب البرغي، ويمثل أيضًا المسافة الخطية (عادةً بالمليمتر: مم) التي تتقدم بها الصامولة على اللولب لكل دورة من دورات البرغي.
أقصى سرعةيشير هذا إلى أقصى سرعة خطية يمكن أن يحققها المشغل بأطوال توجيه مختلفة
أقصى وزن قابل للنقلأقصى وزن يمكن تحميله بواسطة الجزء المتحرك من المشغل، وتختلف القوى الناتجة باختلاف طرق التركيب
قوة الدفع المقدرة: قوة الدفع المقدرة التي يمكن تحقيقها عند استخدام المشغل كآلية دفع.
ضربة قياسية، فاصل زمنيتتميز عملية الشراء المعيارية بسرعة الاختيار وتوفر المنتجات في المخزون. أما عيبها فيكمن في توحيد طول الشوط. فرغم إمكانية طلب مقاسات خاصة من الشركة المصنعة، إلا أن المعيار محدد من قبلها، وبالتالي فإن طول الشوط القياسي يشير إلى النموذج المتوفر لديها، والفاصل الزمني هو الفرق بين أطوال الأشواط القياسية المختلفة، وعادةً ما يكون هذا الفرق مساويًا لأقصى طول شوط، ثم يتناقص تدريجيًا. على سبيل المثال، إذا كان طول الشوط القياسي 100-1050 مم والفاصل الزمني 50 مم، فإن طول الشوط القياسي للنموذج المتوفر هو 100/150/200/250/300/350...1000/1050 مم.
5. عملية اختيار المحرك الخطي
حدد نوع المشغل وفقًا لظروف تشغيل تطبيق التصميم: الأسطوانة، والبرغي، وحزام التوقيت، والترس المسنن، ومشغل المحرك الخطي، إلخ.
احسب وتأكد من دقة إعادة تحديد موضع المشغل: قارن دقة تحديد المواقع المتكررة للطلب ودقة تحديد المواقع المتكررة للمشغل، واختر المشغل ذو الدقة المناسبة.
احسب أقصى سرعة تشغيل خطية للمشغل وحدد نطاق التوجيه: احسب سرعة التشغيل لظروف التطبيق المصممة، واختر المشغل المناسب بناءً على السرعة القصوى للمشغل، ثم حدد حجم نطاق توجيه المشغل.
حدد طريقة التركيب وأقصى وزن للحملاحسب كتلة الحمل وعزم الدوران وفقًا لطريقة التركيب.
احسب شوط الطلب والشوط القياسي للمشغلقم بمطابقة الشوط القياسي للمشغل وفقًا للشوط الفعلي المقدر.
تأكد من نوع المحرك والملحقات الخاصة بالمشغل: ما إذا كان المحرك مزودًا بفرامل، ونوع جهاز التشفير، وماركة المحرك.
خصائص وتطبيقات مشغل KK
6. تعريف وحدة KK
وحدة KK هي منتج تطبيق عالي الجودة يعتمد على وحدة خطية لولبية كروية، والمعروفة أيضًا باسم الروبوت أحادي المحور، وهي عبارة عن منصة متحركة تعمل بمحرك، تتكون من لولب كروي ودليل انزلاق خطي على شكل حرف U، ومقعد الانزلاق الخاص به هو كل من صامولة القيادة للولب الكروي ومنزلق التوجيه لمقياس الإجهاد الخطي، والمطرقة مصنوعة من لولب كروي مطحون لتحقيق دقة عالية.
7. مميزات وحدة KK
تصميم متعدد الوظائفبفضل دمج برغي كروي للتشغيل ومسار على شكل حرف U للتوجيه، يوفر هذا النظام حركة خطية دقيقة. كما يمكن استخدامه مع ملحقات متعددة الوظائف. يتميز بسهولة استخدامه في تطبيقات متعددة الأغراض، ويلبي متطلبات نقل الحركة عالية الدقة.
حجم صغير ووزن خفيفيمكن استخدام مسار U كدليل، كما يمكن استخدامه مع هيكل منصة لتقليل حجم التركيب بشكل كبير. وتُستخدم طريقة العناصر المحدودة لتصميم هيكل مُحسَّن للحصول على أفضل نسبة بين الصلابة والوزن. كما أن عزم الدوران وقوة القصور الذاتي المنخفضة لحركة التموضع السلسة تُقلل من استهلاك الطاقة.
دقة عالية وصلابة عاليةيُظهر تحليل تشوه موضع تلامس الكرة الفولاذية بفعل الحمل في كل اتجاه أن هذه الوحدة الخطية الدقيقة تتميز بدقة عالية وصلابة فائقة. وقد تم تصميم هيكلها الأمثل باستخدام طريقة العناصر المحدودة لتحقيق أفضل نسبة بين الصلابة والوزن.
سهل الاختبار ومجهز: من السهل اختبار وظائف دقة تحديد المواقع، وإمكانية تكرار تحديد المواقع، وتوازي الحركة، وعزم الدوران الابتدائي.
سهل التجميع والصيانةيمكن إتمام عملية التجميع دون الحاجة إلى فنيين متخصصين. يتميز الجهاز بمقاومة جيدة للغبار والتشحيم، كما أنه سهل الصيانة وإعادة الاستخدام بعد تفكيكه.
تنويع المنتجات، يمكن أن يلبي الحاجة للاختيار:
وضع القيادةيمكن تقسيمها إلى لولب كروي، وحزام متزامن
قوة المحركمحرك سيرفو اختياري، أو محرك متدرج
توصيل المحرك: مباشر، سفلي، داخلي، يسار، يمين، حسب استخدام المساحة
ضربة فعالة: 100-2000 مم (وفقًا لحدود سرعة البرغي)
يمكن تخصيص المنتج وفقًا لاحتياجات العميل: قطعة واحدة أو مجموعة من التصاميم والتصنيعات الخاصة، ويمكن دمج محور واحد في نظام متعدد المحاور.
8. مزايا وحدة KK مقارنة بوحدة البرغي العادية
سهل التصميم والتركيب، صغير الحجم وخفيف الوزن
صلابة عالية ودقة عالية (تصل إلى ±0.003 متر)
مجهزة بالكامل، وهي الأنسب للتصميم المعياري
لكنها باهظة الثمن ومكلفة
9. تصنيف وحدات الروبوت أحادية المحور
تُصنف وحدات الروبوت أحادية المحور وفقًا لتطبيقاتها المختلفة كما يلي:
KK (دقة عالية)
SK (صامت)
كي سي (خفيف الوزن متكامل)
KA (خفيف الوزن)
KS (مقاومة عالية للغبار)
KU (مقاومة للغبار ذات صلابة عالية)
KE (مقاوم للغبار بسيط)
10. اختيار ملحقات وحدة KK
ولتلبية متطلبات الاستخدام المختلفة، تتوفر وحدات KK أيضًا بغطاء من الألومنيوم، وغلاف تلسكوبي (غطاء للعضو)، وشفة توصيل المحرك، ومفتاح حد.
غطاء من الألومنيوم وغلاف تلسكوبي (غطاء العضو): يمكن أن يمنع دخول الأجسام الغريبة والشوائب إلى وحدة KK والتأثير على عمر الخدمة والدقة والسلاسة.
شفة توصيل المحرك: يمكنها تثبيت أنواع مختلفة من المحركات على وحدة KK.
مفتاح الحد: يوفر حدود أمان لوضع المنزلق، ونقطة البداية، ويمنع المنزلق من تجاوز مسافة الحركة.
11. تطبيقات وحدة KK
تُستخدم وحدة KK في مجموعة واسعة من معدات الأتمتة. وهي شائعة الاستخدام في المعدات التالية: آلة لحام القصدير الأوتوماتيكية، آلة قفل البراغي، وحدة التقاط ووضع قطع الرفوف، معدات النقل الصغيرة، آلة الطلاء، وحدة مناولة التقاط ووضع القطع، حركة عدسة CCD، آلة الطلاء الأوتوماتيكية، جهاز التحميل والتفريغ الأوتوماتيكي، آلة القطع، معدات إنتاج المكونات الإلكترونية، خط التجميع الصغير، مكبس صغير، آلة اللحام النقطي، معدات تغليف الأسطح، آلة وضع الملصقات الأوتوماتيكية، تعبئة وتوزيع السوائل، توزيع القطع والمكونات، تعبئة وتوزيع السوائل، معدات اختبار القطع، تشطيب قطع العمل في خط الإنتاج، جهاز تعبئة المواد، آلة التعبئة والتغليف، آلة النقش، إزاحة سير النقل، معدات تنظيف قطع العمل، إلخ.
تاريخ النشر: ١٨ يونيو ٢٠٢٠
