Bilyalı vidalı tip lineer aktüatör esas olarak bilyalı vida, lineer kılavuz, alüminyum alaşımlı profil, bilyalı vida destek tabanı, kaplin, motor, limit sensörü vb. parçalardan oluşur.
Bilyalı vidaBilyalı vida, dönme hareketini doğrusal harekete veya doğrusal hareketi dönme hareketine dönüştürmek için idealdir. Bilyalı vida, vida, somun ve bilyeden oluşur. İşlevi, dönme hareketini doğrusal harekete dönüştürmektir; bu da bilyalı vidanın daha da geliştirilmiş bir versiyonudur. Düşük sürtünme direnci nedeniyle, bilyalı vida çeşitli endüstriyel ekipmanlarda ve hassas aletlerde yaygın olarak kullanılır. Yüksek yük altında yüksek hassasiyetli doğrusal hareket elde edilebilir. Bununla birlikte, bilyalı vida, trapez vidanın kendiliğinden kilitlenme özelliğine sahip değildir, bu da kullanım sürecinde dikkat gerektirir.
Doğrusal kılavuzLineer kılavuz, aynı zamanda kızak, lineer kılavuz veya lineer kızak olarak da bilinir ve lineer ileri geri hareket gerektiren durumlarda kullanılır. Lineer rulmanlardan daha yüksek yük taşıma kapasitesine sahiptir ve belirli bir torku taşıyabilir. Yüksek yük altında yüksek hassasiyetli lineer hareket elde etmek için kullanılabilir. Ayrıca, bazı düşük hassasiyet gerektiren durumlarda kutu tipi lineer rulmanların yerine de kullanılabilir, ancak tork ve yük taşıma kapasitesi açısından lineer kılavuzdan daha düşük performans gösterdiği unutulmamalıdır.
Modüler alüminyum alaşımlı profilModüler alüminyum alaşımlı profil kayar tabla, güzel görünümü, makul tasarımı, iyi rijitliği, güvenilir performansı ve düşük üretim maliyeti ile genellikle endüstriyel otomasyon ekipmanlarında kullanılır. Son montaj işlemiyle modüler hale getirilen bu tabla, düşük termal deformasyona ve yüksek besleme stabilitesine sahip olup, otomasyon ekipmanlarında yüksek hassasiyet ve yüksek çalışma stabilitesi sağlar.
Bilyalı vida destek yuvasıBilyalı vida destek yatağı, vida ile motor arasındaki bağlantıyı destekleyen bir yatak destek yatağıdır. Destek yatağı genellikle sabit taraf ve destek ünitesi olmak üzere ikiye ayrılır. Destek ünitesinin sabit tarafı, ön basınç ayarlı açılı temaslı bilyalı rulmanlarla donatılmıştır. Özellikle ultra kompakt tipte, yüksek rijitlik ve yüksek hassasiyetle istikrarlı dönme performansı elde etmek için ultra kompakt bilyalı vidalar için geliştirilmiş 45° temas açısına sahip ultra kompakt açılı temaslı bilyalı rulman kullanılır. Destek ünitesinin destek tarafında derin oluklu bilyalı rulmanlar kullanılır. Destek ünitesinin iç yatağı, uygun miktarda lityum sabun bazlı gres ile doldurulur ve özel bir sızdırmazlık contası ile kapatılır, bu da doğrudan montaj ve uzun süreli kullanım sağlar. Rijitlik ve bilyalı vida dengesi göz önünde bulundurularak optimum yatak seçilir ve yüksek rijitlik ve düşük torklu (temas açısı 30°, serbest kombinasyon) açılı temaslı bilyalı rulman kullanılır. Ayrıca, ultra kompakt destek ünitesi, ultra kompakt bilyalı vidalar için geliştirilmiş ultra kompakt açılı temaslı bilyalı rulman ile donatılmıştır. Bu tip rulman, 45° temas açısına, küçük bilye çapına ve çok sayıda bilyeye sahip olup, yüksek rijitlik ve yüksek hassasiyete sahip ultra küçük açılı temaslı bilyalı rulmandır ve istikrarlı dönüş performansı elde edebilir. Destek ünitesinin şekli, uygulamaya göre seçilebilen açılı tip ve yuvarlak tip serilerinde mevcuttur. Küçük ve kurulumu kolay olan destek ünitesi, kurulum çevresindeki alanı dikkate alarak küçük bir boyutta tasarlanmıştır. Aynı zamanda, önceden basınçlandırılmış rulmanlar teslimattan sonra doğrudan monte edilebilir, bu da montaj süresini azaltır ve montaj doğruluğunu artırır. Elbette, maliyetten tasarruf etmek gerekiyorsa, kendi standart dışı parça rulman yuvanızı da üretebilir ve dışarıdan temin edilen rulmanlarla birleştirerek destek ünitesi oluşturabilirsiniz; bu, toplu uygulamada maliyet açısından çok avantajlıdır.
BağlantıKaplin, hareket ve tork aktarımı için iki mili birbirine bağlamak için kullanılır; makine, birleştirme veya ayırma işlemi için çalışmayı durdurur. Üretim ve montaj hataları, yataklama sonrası deformasyon ve sıcaklık değişimlerinin etkisi vb. nedenlerle, kaplin ile birleştirilen iki milin tam olarak hizalanması genellikle garanti edilemez, ancak belirli bir derecede göreceli yer değiştirme söz konusudur. Bu durum, kaplinin tasarımında yapısal olarak çeşitli önlemler alınmasını gerektirir, böylece belirli bir göreceli yer değiştirme aralığına uyum sağlayacak performansa sahip olur. Standart dışı ekipmanlarda kullanılan lineer aktüatörlerde yaygın olarak kullanılan kaplin esnek kaplindir ve yaygın tipleri arasında oluklu kaplin, çapraz kayar kaplin, şakül kaplin ve diyafram kaplin bulunur.
Doğrusal aktüatör için bağlantı elemanı nasıl seçilir:
Standart dışı otomasyon için yaygın bağlantı elemanları.
Sıfır boşluk gerektiğinde, diyafram tipi veya oluk tipi seçin.
Yüksek tork iletimi gerektiğinde diyafram tipi, çapraz şekilli veya yatak şekilli tip tercih edilmelidir.
Servo motorlar çoğunlukla diyafram tipinde, step motorlar ise çoğunlukla oluk tipinde üretilir.
Silindir veya sargılı motorlarda yaygın olarak kullanılan çapraz şekilli bu parçanın hassasiyet performansı biraz daha düşüktür (yüksek beklentiler gerektirmez).
Sınır sensörü
Doğrusal aktüatörlerdeki limit sensörü genellikle yarık tipi fotoelektrik anahtar kullanır. Yarık tipi fotoelektrik anahtar aslında bir tür fotoelektrik anahtardır, U tipi fotoelektrik anahtar olarak da adlandırılır ve kızılötesi verici tüpü ve kızılötesi alıcı tüpünün birleşimiyle çalışan bir kızılötesi indüksiyon fotoelektrik ürünüdür. Yarık genişliği, indüksiyon alıcı modelinin gücünü ve alınan sinyalin mesafeye göre ışığı ortam olarak belirlemektedir. Işık yayan cisim ile ışık alan cisim arasındaki kızılötesi ışık ortam olarak kullanılır ve verici ile alıcı arasındaki kızılötesi ışık alınır ve nesnenin konumunu tespit etmek için dönüştürülür. Yarık tipi fotoelektrik anahtar, yakınlık anahtarıyla aynı özelliklere sahiptir, temassızdır, algılama gövdesi tarafından daha az kısıtlanır ve uzun algılama mesafesine sahiptir. Uzun mesafeli algılama (onlarca metre) hassasiyeti sayesinde küçük nesneleri çok geniş bir uygulama alanında algılayabilir.
2. Bilyalı vidalı aktüatörün avantajları ve dezavantajları
Lineer aktüatörün adım uzunluğu ne kadar küçükse, servo motorun maksimum itme kuvveti o kadar büyük olur; genel olarak lineer aktüatörün adım uzunluğu ne kadar küçükse, itme kuvveti o kadar büyük olur. Genellikle daha büyük kuvvet ve yük gerektiren endüstrilerde kullanılır; örneğin, 100W güçle çalışan ve 0,32N itme kuvveti üreten bir servo motor, 5 mm adım uzunluğuna sahip bilyalı vida ile yaklaşık 320N itme kuvveti üretebilir.
Genel Z ekseni kullanımında genellikle bilyalı vidalı lineer aktüatörler tercih edilir. Bilyalı vidalı lineer aktüatörlerin bir diğer avantajı ise diğer iletim yöntemlerine göre yüksek hassasiyetidir. Genel lineer aktüatörlerin tekrarlı konumlandırma hassasiyeti ± 0,005 ila ± 0,02 mm arasındadır. Müşterinin gerçek gereksinimlerine göre üretim yapılır. Bilyalı vidalı lineer aktüatörlerin ince vida oranının sınırlamaları nedeniyle, genel bilyalı vidalı lineer aktüatörlerin strok uzunluğu çok uzun olamaz; çapın/toplam uzunluğun 1/50'si maksimum değerdir. Bu aralıkta kontrol edilmelidir; uzunluğun ötesinde çalışma hızının orta derecede azaltılması gerekir. Daha ince oranlı aktüatörlerde servo motorun yüksek hızlı dönüşü nedeniyle, filamanın rezonansı titreşimden kaynaklanan büyük gürültü ve tehlikeye neden olur. Bilyalı vida tertibatı her iki uçtan desteklenir; filamanın çok uzun olması sadece kaplinin kolayca gevşemesine neden olmakla kalmaz, aynı zamanda aktüatör hassasiyetinde ve kullanım ömründe azalmaya da yol açar. Örneğin, Tayvan'da üretilen gümüş KK aktüatörünü ele alalım; etkili strok 800 mm'yi aştığında rezonans oluşabilir ve strok her 100 mm arttığında maksimum hız %15 oranında azaltılmalıdır.
3. Bilyalı vidalı aktüatörün uygulaması
On silindirli doğrusal aktüatör mekanizması, düzgün çalışma, iyi hassasiyet ve kontrol performansı (hareket mesafesi içindeki herhangi bir pozisyonda hassas bir şekilde durabilir) özelliklerine sahiptir ve çalışma hızı, motor hızı, vida adımı ve aktüatörün tasarımına bağlıdır. Bu nedenle, küçük ve orta stroklu uygulamalar için daha uygundur ve birçok doğrusal robot tarafından kullanılan mekanizma biçimidir. Otomasyon endüstrisinde, yarı iletken, LCD, PCB, tıbbi, lazer, 3C elektronik, yeni enerji, otomotiv ve diğer otomasyon ekipmanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
4. Vidalı aktüatörün ilgili parametrelerinin açıklaması
Tekrarlanan konumlandırma doğruluğuTekrarlı konumlandırma, aynı aktüatöre aynı çıktıyı uygulayarak ve birkaç kez tekrarlanan konumlandırma işlemini tamamlayarak elde edilen sürekli sonuçların tutarlılık derecesini ifade eder. Tekrarlı konumlandırma doğruluğu, servo sisteminin özellikleri, besleme sisteminin boşluğu ve rijitliği ile sürtünme özelliklerinden etkilenir. Genel olarak, tekrarlı konumlandırma doğruluğu, aktüatörün birden fazla hareketinin tutarlılığını etkileyen ve çok önemli bir performans göstergesi olan normal dağılımlı bir şans hatasıdır.
Bilyalı vida kılavuzuBu, vida kalıbı setindeki vidanın diş aralığını ifade eder ve ayrıca somunun vidanın her devrinde diş üzerinde ilerlediği doğrusal mesafeyi (genellikle mm cinsinden) temsil eder.
Maksimum hız: Farklı kılavuz uzunluklarıyla aktüatör tarafından elde edilebilen maksimum doğrusal hızı ifade eder.
Maksimum taşınabilir ağırlık: Aktüatörün hareketli parçasının taşıyabileceği maksimum ağırlık; farklı kurulum yöntemleri farklı kuvvetlere sahip olacaktır.
Nominal itme gücüAktüatörün itme mekanizması olarak kullanıldığında elde edilebilecek nominal itme kuvveti.
Standart vuruş, aralıkModüler satın almanın avantajı, seçimin hızlı ve stokta olmasıdır. Dezavantajı ise strokun standartlaştırılmış olmasıdır. Üreticiden özel ölçüler sipariş etmek mümkün olsa da, standart üretici tarafından belirlenir; bu nedenle standart strok, üreticinin stok modelini ifade eder ve aralık, farklı standart stroklar arasındaki farktır, genellikle maksimum stroktan başlayarak eşit farklarla aşağı doğru bir seri oluşturur. Örneğin, standart strok 100-1050 mm ve aralık 50 mm ise, stok modelinin standart stroku 100/150/200/250/300/350...1000/1050 mm'dir.
5. Doğrusal aktüatörün seçim süreci
Tasarım, uygulama ve çalışma koşullarına göre aktüatör tipini belirleyin.Silindir, vida, triger kayışı, kremayer ve pinyon, lineer motor aktüatörü vb.
Aktüatörün tekrarlı konumlandırma doğruluğunu hesaplayın ve doğrulayın.: Talep edilen tekrarlı konumlandırma doğruluğunu ve aktüatörün tekrarlı konumlandırma doğruluğunu karşılaştırın ve uygun doğrulukta aktüatörü seçin.
Aktüatörün maksimum doğrusal çalışma hızını hesaplayın ve kılavuz aralığını belirleyin.Tasarlanan uygulama koşullarının çalışma hızını hesaplayın, aktüatörün maksimum hızına göre uygun aktüatörü seçin ve ardından aktüatör kılavuz aralığının boyutunu belirleyin.
Kurulum yöntemini ve maksimum yük taşıma kapasitesini belirleyin.Kurulum yöntemine göre yük kütlesini ve torku hesaplayın.
Aktüatörün talep edilen strokunu ve standart strokunu hesaplayın.Aktüatörün standart strokunu, tahmini gerçek stroka göre ayarlayın.
Aktüatörün motor tipini ve aksesuarlarını doğrulayın.Motorun frenli olup olmadığı, enkoder tipi ve motor markası.
KK aktüatörünün özellikleri ve uygulamaları
6. KK modülü tanımı
KK modülü, bilyalı vidalı lineer modüle dayalı, yüksek kaliteli bir uygulama ürünüdür; tek eksenli robot olarak da bilinir ve bilyalı vida ile U şeklinde lineer kayar kılavuzdan oluşan, motor tahrikli hareketli bir platformdur. Kayar yatağı hem bilyalı vidanın tahrik somunu hem de lineer gerinim ölçerin kılavuz kızağıdır ve çekiç, yüksek hassasiyet elde etmek için taşlanmış bilyalı vidadan yapılmıştır.
7. KK modülünün özellikleri
Çok fonksiyonlu tasarımBilyalı vidayı tahrik, U-rayını ise kılavuz olarak entegre ederek hassas doğrusal hareket sağlar. Ayrıca çok fonksiyonlu aksesuarlarla da kullanılabilir. Çok amaçlı uygulama tasarımına son derece uygundur ve yüksek hassasiyetli iletim gereksinimini de karşılayabilir.
Küçük boyutlu ve hafifU-ray sistemi, kılavuz ray olarak ve ayrıca platform yapısıyla birlikte kullanılarak kurulum hacmini önemli ölçüde azaltabilir; sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak en iyi rijitlik ve ağırlık oranını elde etmek için optimize edilmiş bir yapı tasarlanır. Tork kuvveti ve düzgün konumlandırma hareketinin düşük ataleti, enerji tüketimini azaltabilir.
Yüksek hassasiyet ve yüksek rijitlikÇelik bilyenin temas pozisyonunun her yöndeki yüke bağlı deformasyonunun analizi, bu hassas doğrusal modülün yüksek hassasiyet ve yüksek rijitlik özelliklerine sahip olduğunu göstermektedir. En iyi rijitlik ve ağırlık oranını elde etmek için sonlu elemanlar yöntemiyle optimize edilmiş yapı tasarımı yapılmıştır.
Test edilmesi kolay ve donanımlıKonumlandırma doğruluğu, konumlandırma tekrarlanabilirliği, hareket paralelliği ve başlangıç torku gibi fonksiyonların test edilmesi kolaydır.
Kolay monte edilir ve bakımı kolaydır.Montaj, profesyonel uzman personele ihtiyaç duyulmadan tamamlanabilir. İyi toz geçirmezlik ve yağlama özelliklerine sahiptir, bakımı kolaydır ve makine hurdaya ayrıldıktan sonra tekrar kullanılabilir.
Ürün çeşitliliği, seçim ihtiyacına uygun olabilir:
Sürüş modubilyalı vidalı ve senkron kayışlı olmak üzere ikiye ayrılabilir.
Motor gücüİsteğe bağlı servo motor veya step motor
Motor bağlantısı: doğrudan, alt, iç, sol, sağ, alanın kullanımına bağlı olarak
Etkili vuruş: 100-2000 mm (vida hızının sınırına göre)
Müşterinin ihtiyaçlarına göre özelleştirme yapılabilir: tek parça veya özel tasarım ve imalatın kombinasyonu, tek eksenli sistem çok eksenli kullanıma dönüştürülebilir.
8. KK modülünün sıradan vidalı modüle göre avantajları
Tasarımı ve kurulumu kolay, küçük boyutlu ve hafif.
Yüksek rijitlik ve yüksek hassasiyet (±0,003 m'ye kadar)
Tam donanımlı, modüler tasarım için en uygun.
Ama pahalı ve maliyetli
9. Tek eksenli robot modülü sınıflandırması
Tek eksenli robot modülleri, çeşitli uygulama alanlarına göre sınıflandırılır.
KK (yüksek hassasiyet)
SK (sessiz)
KC (entegre hafif)
KA (hafif)
KS (yüksek toz geçirmezlik)
KU (yüksek rijitlikte toz geçirmez)
KE (basit toz geçirmez)
10. KK modül aksesuarları seçimi
Farklı kullanım gereksinimlerine karşılık vermek amacıyla, KK modülleri ayrıca alüminyum kapak, teleskopik kılıf (organ kapağı), motor bağlantı flanşı ve limit şalteri ile birlikte de temin edilebilir.
Alüminyum kapak ve teleskopik kılıf (organ kapağı): KK modülüne yabancı cisimlerin ve kirlerin girmesini ve kullanım ömrünü, hassasiyetini ve sorunsuz çalışmasını etkilemesini önler.
Motor bağlantı flanşı: Çeşitli motor tiplerini KK modülüne kilitleyebilir.
Limit şalteri: Sürgünün konumlandırılması, başlangıç noktası için güvenlik limitleri sağlar ve sürgünün hareket mesafesini aşmasını önler.
11. KK modülü uygulamaları
KK modülü, çok çeşitli otomasyon ekipmanlarında kullanılmaktadır. Genellikle aşağıdaki ekipmanlarda kullanılır: otomatik teneke kaynak makinesi, vida kilitleme makinesi, raf parçaları kutusu alma ve yerleştirme, küçük taşıma ekipmanı, kaplama makinesi, parça alma ve yerleştirme taşıma, CCD lens hareketi, otomatik boyama makinesi, otomatik yükleme ve boşaltma cihazı, kesme makinesi, elektronik bileşen üretim ekipmanı, küçük montaj hattı, küçük pres, nokta kaynak makinesi, yüzey laminasyon ekipmanı, otomatik etiketleme makinesi, sıvı dolum ve dağıtım, parça ve bileşen dağıtımı, parça test ekipmanı, üretim hattı iş parçası sonlandırma, malzeme doldurma cihazı, paketleme makinesi, gravür makinesi, konveyör bant yer değiştirme, iş parçası temizleme ekipmanı vb.
Yayın tarihi: 18 Haz-2020
