Der Linearantrieb mit Kugelumlaufspindel besteht hauptsächlich aus einer Kugelumlaufspindel, einer Linearführung, einem Aluminiumlegierungsprofil, einer Kugelumlaufspindel-Stützbasis, einer Kupplung, einem Motor, einem Grenzsensor usw.
Kugelumlaufspindel: Kugelumlaufspindeln sind ideal für die Umwandlung von Drehbewegungen in lineare Bewegungen oder von linearen Bewegungen in Drehbewegungen. Kugelumlaufspindeln bestehen aus Schraube, Mutter und Kugel. Seine Funktion besteht darin, Drehbewegungen in lineare Bewegungen umzuwandeln, was eine Weiterentwicklung der Kugelumlaufspindel darstellt. Aufgrund seines geringen Reibungswiderstands werden Kugelumlaufspindeln häufig in verschiedenen Industrieanlagen und Präzisionsinstrumenten eingesetzt. Unter hoher Last können hochpräzise lineare Bewegungen erreicht werden. Kugelgewindetriebe verfügen jedoch nicht über die Selbsthemmungsfähigkeit von Trapezgewindetrieben, was bei der Verwendung beachtet werden muss.
Linearführung: Linearführung, auch Gleitbahn, Linearführung, Linearschlitten genannt, für lineare Hin- und Herbewegungen, hat eine höhere Tragzahl als Linearlager, kann aber ein bestimmtes Drehmoment aushalten, kann bei hoher Belastung eine hohe lineare Präzision erreichen Bewegung, zusätzlich zu einigen Fällen mit geringerer Präzision, kann auch durch Kastenlinearlager ersetzt werden, es sollte jedoch beachtet werden, dass in Bezug auf Drehmoment und Tragfähigkeit schlechter als bei Linearführungen.
Modulprofil aus Aluminiumlegierung: Modul-Schiebetisch aus Aluminiumlegierungsprofil, schönes Aussehen, vernünftiges Design, gute Steifigkeit, zuverlässige Leistung, niedrige Produktionskosten werden häufig in industriellen Automatisierungsgeräten verwendet, durch die Endmontage in das Modul ist die Steifigkeit gering, die thermische Verformung ist gering, die Vorschubstabilität ist hoch und somit gewährleistet hohe Präzision und hohe Betriebsstabilität in Automatisierungsgeräten.
Stützsitz für Kugelumlaufspindel: Der Kugelumlaufspindel-Stützsitz ist ein Lagerstützsitz zur Unterstützung der Verbindung zwischen der Schraube und dem Motor. Der Stützsitz ist im Allgemeinen unterteilt in: feste Seite und Stützeinheit, die feste Seite der Stützeinheit ist mit einem vordruckeingestellten Winkel ausgestattet Kontaktkugellager. Insbesondere in der ultrakompakten Ausführung wird das für ultrakompakte Kugelgewindetriebe entwickelte ultrakompakte Schrägkugellager mit einem Kontaktwinkel von 45° eingesetzt, um eine stabile Drehleistung bei hoher Steifigkeit und hoher Präzision zu erreichen. Auf der Stützseite werden in der Stützeinheit Rillenkugellager eingesetzt. Das Innenlager der Stützeinheit ist mit einer angemessenen Menge Lithiumseifenfett gefüllt und mit einer speziellen Dichtung abgedichtet, was eine direkte Montage und einen langfristigen Einsatz ermöglicht. Unter Berücksichtigung des Gleichgewichts der Steifigkeit mit der Kugelumlaufspindel wird das optimale Lager gewählt und das Schrägkugellager mit hoher Steifigkeit und niedrigem Drehmoment (Kontaktwinkel 30°, freie Kombination) verwendet. Darüber hinaus ist die ultrakompakte Stützeinheit mit einem ultrakompakten Schrägkugellager ausgestattet, das für ultrakompakte Kugelumlaufspindeln entwickelt wurde. Dieser Lagertyp hat einen Kontaktwinkel von 45°, einen kleinen Kugeldurchmesser und eine große Anzahl von Kugeln und ist ein ultrakleines Schrägkugellager mit hoher Steifigkeit und hoher Präzision, das eine stabile Schwenkleistung erzielen kann. Die Form der Trägereinheit ist in eckiger und runder Baureihe erhältlich, die je nach Anwendungsfall ausgewählt werden kann. Die Trägereinheit ist klein und einfach zu installieren und hat eine geringe Größe, die den Platz um die Installation herum berücksichtigt. Gleichzeitig können die vorgespannten Lager direkt nach der Lieferung montiert werden, was die Montagezeit verkürzt und die Montagegenauigkeit verbessert. Wenn es notwendig ist, die Konstruktionskosten zu senken, können Sie natürlich auch Ihre eigenen, nicht standardmäßigen Teile des Lagergehäuses herstellen. Durch die Auslagerung der Lagerkombination in eine Stützeinheit ist die Serienanwendung im Hinblick auf die Kosten sehr vorteilhaft.
Kupplung: Eine Kupplung wird verwendet, um zwei Wellen miteinander zu verbinden, um Bewegung und Drehmoment zu übertragen. Die Maschine stoppt den Betrieb, um ein Gerät zu verbinden oder zu trennen. Aufgrund von Herstellungs- und Installationsfehlern, Verformungen nach dem Lagern und dem Einfluss von Temperaturänderungen usw. kann häufig nicht garantiert werden, dass die beiden durch die Kupplung gekoppelten Wellen genau ausgerichtet sind. Es besteht jedoch ein gewisser Grad an relativer Verschiebung. Dies erfordert, dass die Konstruktion der Kupplung eine Vielzahl unterschiedlicher Maßnahmen aus der Struktur übernimmt, damit sie sich an einen bestimmten Bereich der relativen Verschiebung anpassen kann. Die in nicht standardmäßigen Linearantrieben häufig verwendete Kupplung ist eine flexible Kupplung. Die gebräuchlichsten Typen sind Nutkupplung, Kreuzschiebekupplung, Pflaumenkupplung und Membrankupplung.
So wählen Sie die Kupplung für einen Linearantrieb aus:
Gängige Kupplungen für nicht standardmäßige Automatisierung.
Wenn kein Spiel erforderlich ist, wählen Sie den Membrantyp oder den Nuttyp.
Wenn eine hohe Drehmomentübertragung erforderlich ist, wählen Sie Membrantyp, Kreuzform oder Plummerform.
Servomotoren sind meist mit Membranmotoren ausgestattet, Schrittmotoren sind meist mit Rillenmotoren ausgestattet.
Kreuzförmig, häufig in Zylinder- oder Wickelmotoren verwendet, ist die Präzisionsleistung etwas schlechter (keine hohen Anforderungen).
Begrenzungssensor
Der Grenzsensor im Linearantrieb verwendet im Allgemeinen einen Schlitz-Lichtschrankenschalter. Der Schlitz-Lichtschrankenschalter ist eigentlich eine Art Lichtschrankenschalter, auch U-Typ-Lichtschrankenschalter genannt, ein fotoelektrisches Infrarot-Induktionsprodukt, das durch die Infrarot-Senderröhre und Infrarot erzeugt wird Empfängerrohrkombination und Schlitzbreite bestimmen die Stärke des Induktionsempfangsmodells und den Abstand des empfangenen Signals zum Licht als Medium, indem das Infrarotlicht zwischen dem Leuchtkörper und dem Lichtempfangskörper verwendet wird das Medium, und das Infrarotlicht zwischen Sender und Empfänger wird empfangen und umgewandelt, um die Position des Objekts zu erkennen. Der geschlitzte fotoelektrische Schalter im gleichen Näherungsschalter ist berührungslos, wird weniger durch den Erkennungskörper eingeschränkt und verfügt über einen großen Erkennungsabstand und eine Erkennungsgenauigkeit über große Entfernungen (Dutzende Meter). Die Erkennungsgenauigkeit kann kleine Objekte in einem sehr breiten Anwendungsspektrum erkennen.
2. Vor- und Nachteile des Kugelumlaufspindelantriebs
Je kleiner die Steigung des Linearantriebs ist, desto größer ist der maximale Schub des Servomotors. Im Allgemeinen ist der Schub umso größer, je kleiner die Steigung des Linearantriebs ist. Wird im Allgemeinen in der Industrie mit größeren Kräften und Belastungen verwendet, z. B. als Servoantrieb, um einen Nennschub von 100 W und 0,32 N über die 5-mm-Kugelumlaufspindel zu betreiben, kann ein Schub von etwa 320 N erzeugt werden.
Im Allgemeinen wird die Z-Achse im Allgemeinen als Kugelumlaufspindel-Linearantrieb verwendet. Ein weiterer Vorteil des Kugelumlaufspindel-Linearantriebs ist seine hohe Genauigkeit im Vergleich zu anderen Übertragungsmethoden. Im Allgemeinen beträgt die Wiederholungspositionierungsgenauigkeit des Linearantriebs ± 0,005 bis ± 0,02 mm, entsprechend der tatsächlichen Anforderungen der Kundenproduktion, aufgrund des erhaltenen Kugelumlaufspindel-Linearantriebs sind die Kugelumlaufspindel-Schlankheitsanteile eingeschränkt, der allgemeine Kugelumlaufspindel-Linearantriebshub darf nicht zu lang sein, 1/50 des Durchmessers/Gesamtlänge ist der Maximalwert, Kontrolle innerhalb dieses Bereichs, über die Länge des Gehäuses hinaus muss die Laufgeschwindigkeit moderat reduziert werden. Mehr als das schlanke Längenverhältnis des Stellantriebs durch die Hochgeschwindigkeitsdrehung des Servomotors führt die Resonanz des Filaments zu einer Vibrationsablenkung, die durch große Geräusche und Gefahren verursacht wird. Die Kugelumlaufspindel wird an beiden Enden unterstützt, das Filament ist zu lang, was nicht der Fall ist Dies führt lediglich dazu, dass sich die Kupplung leicht löst, was zu einer Beeinträchtigung der Aktuatorgenauigkeit und einer Verschlechterung der Lebensdauer führt. Nehmen wir zum Beispiel Taiwan beim silbernen KK-Aktuator: Wenn der effektive Hub 800 mm überschreitet, kann es zu Resonanzen kommen, und die maximale Geschwindigkeit sollte um 15 % reduziert werden, wenn der Hub jeweils um 100 mm zunimmt.
3. Anwendung des Kugelumlaufspindelantriebs
Der Motor-Zehn-Linearantriebsmechanismus verfügt über einen reibungslosen Betrieb, gute Präzision und Steuerleistung (kann an jeder Position innerhalb des Hubs präzise anhalten), und die Laufgeschwindigkeit wird durch die Motorgeschwindigkeit und die Schraubensteigung sowie das Design des Antriebes bestimmt, was mehr ist Geeignet für kleine und mittlere Hübe und ist auch die Mechanismusform, die von vielen Linearrobotern verwendet wird. In der Automatisierungsindustrie werden Geräte häufig in Halbleiter-, LCD-, Leiterplatten-, Medizin-, Laser-, 3C-Elektronik-, neuen Energie-, Automobil- und anderen Arten von Automatisierungsgeräten eingesetzt.
4. Erläuterung der zugehörigen Parameter des Schraubenantriebs
Wiederholen Sie die Positionierungsgenauigkeit: Es bezieht sich auf den Grad der Konsistenz kontinuierlicher Ergebnisse, die durch Anlegen derselben Leistung an denselben Aktuator und mehrmaliges Durchführen wiederholter Positionierungen erzielt werden. Die Genauigkeit der Wiederholpositionierung wird durch die Eigenschaften des Servosystems, das Spiel und die Steifigkeit des Vorschubsystems sowie die Reibungseigenschaften beeinflusst. Im Allgemeinen handelt es sich bei der Wiederholpositionierungsgenauigkeit um einen Zufallsfehler mit Normalverteilung, der sich auf die Konsistenz mehrerer Bewegungen des Aktuators auswirkt und einen sehr wichtigen Leistungsindex darstellt.
Kugelumlaufführung: Es bezieht sich auf die Gewindesteigung der Schraube im Schraubenformsatz und stellt auch den linearen Abstand (im Allgemeinen in mm: mm) dar, den die Mutter bei jeder Umdrehung der Schraube auf dem Gewinde vorrückt.
Höchstgeschwindigkeit: bezieht sich auf die maximale Lineargeschwindigkeit, die der Aktuator mit unterschiedlichen Führungslängen erreichen kann
Maximal transportierbares Gewicht: Das maximale Gewicht, das vom beweglichen Teil des Aktuators belastet werden kann. Bei verschiedenen Installationsmethoden treten unterschiedliche Kräfte auf
Nennschub: Der Nennschub, der erreicht werden kann, wenn der Aktuator als Schubmechanismus verwendet wird.
Standardhub, Intervall: Der Vorteil des modularen Kaufs besteht darin, dass die Auswahl schnell und vorrätig ist. Der Nachteil besteht darin, dass der Hub standardisiert ist. Obwohl es möglich ist, Sondergrößen beim Hersteller zu bestellen, wird der Standard vom Hersteller vorgegeben, sodass sich der Standardhub auf das Lagermodell des Herstellers bezieht und das Intervall die Differenz zwischen verschiedenen Standardhüben ist, normalerweise vom maximalen Hub als Maximum Wert, entlang der gleichen Differenzreihe. Wenn der Standardhub beispielsweise 100–1050 mm beträgt und das Intervall 50 mm beträgt, beträgt der Standardhub des Standardmodells 100/150/200/250/300/350...1000/1050 mm.
5. Auswahlprozess des Linearantriebs
Bestimmen Sie den Antriebstyp entsprechend den Arbeitsbedingungen der Konstruktionsanwendung: Zylinder, Schraube, Zahnriemen, Zahnstange und Ritzel, Linearmotorantrieb usw.
Berechnen und bestätigen Sie die Wiederholgenauigkeit des Aktuators: Vergleichen Sie die Wiederholpositionierungsgenauigkeit des Bedarfs und die Wiederholpositionierungsgenauigkeit des Aktuators und wählen Sie den Aktuator mit der geeigneten Genauigkeit aus.
Berechnen Sie die maximale lineare Laufgeschwindigkeit des Aktuators und bestimmen Sie den Führungsbereich: Berechnen Sie die Laufgeschwindigkeit der ausgelegten Anwendungsbedingungen, wählen Sie den geeigneten Aktuator anhand der maximalen Geschwindigkeit des Aktuators aus und bestimmen Sie dann die Größe des Aktuatorführungsbereichs.
Bestimmen Sie die Installationsmethode und das maximale Ladegewicht: Berechnen Sie die Lastmasse und das Drehmoment entsprechend der Installationsmethode.
Berechnen Sie den Bedarfshub und den Standardhub des Aktuators: Passen Sie den Standardhub des Aktuators an den tatsächlich geschätzten Hub an.
Bestätigen Sie den Antrieb mit Motortyp und Zubehör: ob der Motor gebremst ist, Encoderform und Motormarke.
Eigenschaften und Anwendungen des KK-Antriebs
6. KK-Moduldefinition
Das KK-Modul ist ein High-End-Anwendungsprodukt, das auf einem Kugelumlaufspindel-Linearmodul basiert, auch bekannt als einachsiger Roboter, bei dem es sich um eine motorbetriebene bewegliche Plattform handelt, die aus einer Kugelumlaufspindel und einer U-förmigen linearen Gleitführung besteht, deren Schiebesitz beides ist Die Antriebsmutter der Kugelumlaufspindel und der Führungsschieber des linearen Dehnungsmessstreifens, und der Hammer besteht aus einer geschliffenen Kugelumlaufspindel, um eine hohe Präzision zu erreichen.
7. Funktionen des KK-Moduls
Multifunktionales Design: Durch die Integration der Kugelumlaufspindel als Antrieb und der U-Schiene als Führung wird eine präzise lineare Bewegung ermöglicht. Es kann auch mit Multifunktionszubehör verwendet werden. Es ist sehr praktisch, ein Mehrzweck-Anwendungsdesign einzuführen und kann auch die Anforderungen einer hochpräzisen Übertragung erfüllen.
Kleine Größe und geringes Gewicht: U-Schienen können als Führungsschiene und auch mit einer Plattformstruktur verwendet werden, um das Installationsvolumen erheblich zu reduzieren, und die Finite-Elemente-Methode wird verwendet, um eine optimierte Struktur zu entwerfen, um das beste Verhältnis von Steifigkeit und Gewicht zu erzielen. Drehmomentkraft und geringe Trägheit der sanften Positionierungsbewegung können den Energieverbrauch senken.
Hohe Präzision und hohe Steifigkeit: Die Analyse der Verformung der Kontaktposition der Stahlkugel durch die Belastung in jede Richtung zeigt, dass dieses Präzisionslinearmodul die Eigenschaften hoher Präzision und hoher Steifigkeit aufweist. Optimiertes Strukturdesign durch Finite-Elemente-Methode, um das beste Verhältnis von Steifigkeit und Gewicht zu erzielen.
Einfach zu testen und auszurüsten: Einfaches Testen der Funktionen Positionierungsgenauigkeit, Positionierungsreproduzierbarkeit, Verfahrparallelität und Anlaufdrehmoment.
Einfach zu montieren und zu warten: Die Montage kann ohne professionelles Fachpersonal durchgeführt werden. Gute Staubdichtigkeit und Schmierung, einfache Wartung und Wiederverwendung nach der Verschrottung der Maschine.
Diversifizierung der Produkte, kann der Notwendigkeit gerecht werden, Folgendes zu wählen:
Fahrmodus: kann in Kugelumlaufspindel, Synchronriemen unterteilt werden
Motorleistung: optionaler Servomotor oder Schrittmotor
Motoranschluss: direkt, unten, innen, links, rechts, je nach Raumnutzung
Effektiver Schlaganfall: 100-2000 mm (je nach Grenze der Schneckengeschwindigkeit)
Die Anpassung kann je nach Kundenwunsch erfolgen: Einzelstück oder Kombination aus speziellem Design und Herstellung, eine einzelne Achse kann zu einer mehrachsigen Verwendung kombiniert werden
8. Vorteile des KK-Moduls im Vergleich zum gewöhnlichen Schraubmodul
Einfach zu entwerfen und zu installieren, klein und leicht
Hohe Steifigkeit und hohe Präzision (bis zu ±0,003 m)
Voll ausgestattet, bestens geeignet für modularen Aufbau
Aber teuer und kostspielig
9. Klassifizierung von einachsigen Robotermodulen
Einachsige Robotermodule werden nach verschiedenen Anwendungen klassifiziert
KK (hohe Präzision)
SK (still)
KC (Integriertes Leichtgewicht)
KA (leicht)
KS (hohe Staubdichtigkeit)
KU (staubdicht mit hoher Steifigkeit)
KE (einfach staubdicht)
10. Auswahl des KK-Modulzubehörs
Um den unterschiedlichen Einsatzanforderungen gerecht zu werden, sind die KK-Module zusätzlich mit Aluminiumabdeckung, Teleskophülle (Orgelabdeckung), Motoranschlussflansch und Endschalter erhältlich.
Aluminiumabdeckung und Teleskophülle (Organabdeckung): können verhindern, dass Fremdkörper und Verunreinigungen in das KK-Modul eindringen und die Lebensdauer, Präzision und Laufruhe beeinträchtigen.
Motoranschlussflansch: Kann verschiedene Motortypen am KK-Modul befestigen.
Endschalter: Bietet Sicherheitsgrenzen für die Schlittenpositionierung, den Startpunkt und verhindert, dass der Schlitten den Hub überschreitet.
11. Bewerbungen für das KK-Modul
Das KK-Modul wird in einer Vielzahl von Automatisierungsgeräten eingesetzt. Es wird üblicherweise in den folgenden Geräten verwendet: automatische Zinnschweißmaschine, Schraubenverriegelungsmaschine, Regal-Teilekasten-Pick-and-Place, kleine Transplantationsausrüstung, Beschichtungsmaschine, Teile-Pick-and-Place-Handhabung, CCD-Linsenbewegung, automatische Lackiermaschine, automatisches Be- und Entladen Gerät, Schneidemaschine, Produktionsausrüstung für elektronische Komponenten, kleine Montagelinie, kleine Presse, Punktschweißmaschine, Oberflächenlaminierausrüstung, automatische Etikettiermaschine, Flüssigkeitsabfüllung und -abgabe, Teile- und Komponentenabgabe, Flüssigkeitsabfüllung und -abgabe, Teileprüfausrüstung, Produktionslinie Werkstückveredelung, Materialfüllgerät, Verpackungsmaschine, Graviermaschine, Förderbandverschiebung, Werkstückreinigungsgeräte usw.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 18.06.2020
