Dokładność prowadnicy liniowejopisuje spójność wymiarową i równoległość działania zespołu szyny-i-bloku. Pomaga inżynierom przewidzieć, jak dokładnie można zainstalować wiele bloków na tej samej wysokości i jak blisko blok będzie podążał za powierzchniami odniesienia szyny podczas jazdy.
Jednakże stopień dokładności podany w katalogu prowadnic liniowych nie jest tym samym, co dokładność końcowego pozycjonowania maszyny. Rzeczywisty ruch zależy także od-geometrii podstawy montażowej, ustawienia szyn, napięcia wstępnego, sztywności konstrukcyjnej, układu napędowego, urządzenia sprzężenia zwrotnego, temperatury i metody montażu.
Zrozumienie tego rozróżnienia ułatwia wybór odpowiedniego stopnia dokładności prowadnicy liniowej bez płacenia za precyzję, której reszta maszyny nie jest w stanie obsłużyć.
Co oznacza dokładność prowadnicy liniowej?
W przypadku prowadnicy kulkowej lub rolkowej z obiegiem, stopień dokładności, dokładność zwykle kontroluje kilka właściwości wymiarowych i jezdnych zespołu-szyny i-bloku.
Dokładne symbole mogą się różnić w zależności od producenta, ale główne cechy zazwyczaj obejmują:
- Dopuszczalne odchylenie łącznej wysokości szyny i bloku
- Różnica wysokości pomiędzy wieloma blokami używanymi na tej samej płaszczyźnie odniesienia
- Dopuszczalne odchylenie bocznego wymiaru odniesienia
- Różnice boczne pomiędzy wieloma blokami
- Równoległość jazdy bloku względem powierzchni odniesienia szyny
Wyższy stopień dokładności wiąże się z większymi dopuszczalnymi odchyleniami tych charakterystyk. Niekoniecznie zmienia to podstawową nośność lub rozmiar zewnętrzny prowadnicy, chociaż dokładność, napięcie wstępne i wymagania dotyczące dopasowania mogą mieć wpływ na sposób dostawy szyn i bloków.
Pięć głównych cech dokładności
| Charakterystyka dokładności | Co opisuje | Dlaczego to ma znaczenie |
|---|---|---|
| Tolerancja wysokości montażu | Dopuszczalne odchylenie odległości pionowej od powierzchni mocowania szyny do powierzchni mocowania bloku | Wpływa na wysokość zainstalowania stołu ruchomego |
| Różnice wysokości pomiędzy blokami | Różnica wysokości montażu pomiędzy blokami przeznaczonymi do pracy na tej samej płaszczyźnie odniesienia | Wpływa na podział obciążenia i zniekształcenie tabeli w złożeniach wielo-blokowych |
| Tolerancja odniesienia bocznego | Dopuszczalne odchylenie między stroną odniesienia szyny a stroną odniesienia bloku | Wpływa na boczne położenie bloku i ruchomego stołu |
| Poprzeczne różnice między blokami | Różnica w bocznej pozycji odniesienia pomiędzy wieloma blokami | Ważne, gdy kilka bloków znajduje się na wspólnych ramionach odniesienia |
| Działająca równoległość | Odchylenie mierzone podczas przemieszczania się bloku względem powierzchni odniesienia szyny | Wpływa na odchylenie ruchu pionowego i bocznego wzdłuż szyny |
Równoległość jazdy jest zwykle oceniana w dwóch kierunkach: względem powierzchni montażowej szyny i względem strony odniesienia szyny. Dopuszczalna wartość zależy od wybranej serii, wielkości nominalnej, klasy dokładności i długości szyny.
Z tego powodu nie do każdej prowadnicy liniowej należy stosować jedną uniwersalną wartość, np. 3 µm czy 5 µm na metr. Prawidłową tolerancję należy odczytać z tabeli dokładności dla dokładnego modelu prowadnicy i długości szyny.
Stopień dokładności nie jest wstępnie załadowany
Stopień dokładności i napięcie wstępne są powiązane z wydajnością ruchu, ale kontrolują różne charakterystyki.
| Specyfikacja | Co kontroluje | Efekt pierwotny |
|---|---|---|
| Stopień dokładności | Tolerancje wymiarowe, różnice między blokami i równoległość biegu | Spójność montażu i geometria przesuwu |
| Wstępnie załaduj | Luz wewnętrzny lub obciążenie wewnętrzne pomiędzy elementami tocznymi a bieżniami | Sztywność, przemieszczenie pod obciążeniem, tarcie i opory jazdy |
Prowadnica o wysokiej-dokładności z niewystarczającym napięciem wstępnym może nadal odchylać się bardziej niż oczekiwano pod obciążeniem momentowym. I odwrotnie, nadmierne napięcie wstępne może zwiększyć tarcie, temperaturę i zużycie, nie poprawiając dokładności wymiarowej szyny.
Dlatego też dokładność i napięcie wstępne należy dobierać oddzielnie, zgodnie z wymaganiami-dokładności i sztywności ruchu maszyny. Dalsze wyjaśnienia zobjak napięcie wstępne prowadnicy liniowej wpływa na sztywność i ruch.
Dokładność komponentów a dokładność instalacji
Dokładność podzespołów opisuje tolerancje osiągane podczas produkcji i kontroli prowadnicy liniowej. Dokładność montażu opisuje geometrię powstałą po zamontowaniu szyn i bloków na maszynie.
Nie należy ich traktować jako tej samej specyfikacji.
| Poziom dokładności | Główne czynniki wpływające | Typowa weryfikacja |
|---|---|---|
| Dokładność elementu prowadnicy | Produkcja szyn i bloków, szlifowanie, dopasowywanie i kontrola | Kontrola wymiarowa i równoległości działania przeprowadzana przez producenta |
| Dokładność montażu | Płaskość podstawy, prostość-krawędzi odniesienia, równoległość szyn i dokręcenie śrub | Czujnik zegarowy, precyzyjna linijka, autokolimator lub inna odpowiednia metoda ustawiania |
| Dokładność ruchu osi | Prowadnice, układ napędowy, łożyska, silnik, sprzężenie zwrotne, konstrukcja i temperatura | Interferometr laserowy, sprzężenie zwrotne z enkoderem lub kalibracja-specyficznej dla maszyny |
| Dokładność obróbki lub procesu | Dokładność osi plus wrzeciono, oprzyrządowanie, obciążenie, wibracje i warunki procesu | Zakończona-kontrola części lub pomiar procesu |
Szyna o wysokiej-precyzyjności nie jest w stanie skorygować skręconej podstawy maszyny. Po dokręceniu śrub mocujących szyna może częściowo dopasować się do powierzchni montażowej. Dlatego zadziory, odpryski, farba, lokalne wysokie punkty lub niedokładny występ odniesienia mogą zniekształcić zainstalowaną szynę i zmienić ścieżkę ruchu bloku.
Przypadek fabryczny:-szyny o wysokiej dokładności, ale słabe wykończenie powierzchni
W jednym z projektów instalacji fabrycznej maszyna CNC wytworzyła widoczne ślady narzędzi, mimo że zainstalowano-prowadnice liniowe o wysokiej dokładności. Kontrola wykazała, że na długości jednego metra jedna szyna była o około 0,03 mm wyższa od drugiej.
Różnica wysokości spowodowała nierówny rozkład obciążenia pomiędzy blokami prowadzącymi i przyczyniła się do wibracji podczas ruchu osi. W rezultacie maszyna nie mogła osiągnąć oczekiwanego wykończenia powierzchni.
Po ponownym oszlifowaniu podstawy montażowej i ponownym ustawieniu obu szyn nieprawidłowe ślady narzędzi zniknęły. Przypadek pokazuje, że wysoki stopień dokładności prowadnicy liniowej nie może zrekompensować niedokładnego odniesienia montażowego.
Równoległość jazdy a równoległość-dwóch szyn
Równoległość działania i równoległość instalacji-z dwoma szynami są często mylone, ale opisują różne warunki.
Działająca równoległośćjest cechą pojedynczego zespołu-szyny i-bloku. Opisuje zmianę odczytu wskaźnika w miarę przemieszczania się bloku względem określonego punktu odniesienia szyny.
Równoległość instalacji-na dwóch szynachopisuje, jak dokładnie dwie oddzielne szyny są ustawione względem siebie na podstawie maszyny.
Producent może sprawdzić równoległość ruchu każdej prowadnicy, ale konstruktor maszyny kontroluje relację montażu pomiędzy dwiema szynami. Jeśli sparowane szyny zostaną zamontowane z nadmiernym błędem równoległości, bloki mogą doświadczać zwiększonego obciążenia wewnętrznego, nierównego oporu, zakleszczenia i skrócenia żywotności-nawet jeśli obie prowadnice spełniają swoje indywidualne specyfikacje dokładności.
Aby zapoznać się z procesem pomiaru, patrzjak zmierzyć równoległość prowadnicy liniowej.
Stopnie dokładności prowadnicy liniowej
Producenci prowadnic liniowych zazwyczaj oferują kilka poziomów dokładności, począwszy od dokładności normalnej lub standardowej, a skończywszy na klasach wysokiej precyzji, super-precyzji i ultra{1}}precyzji. Litery użyte do oznaczenia tych gatunków nie są całkowicie uniwersalne, dlatego zawsze należy sprawdzić pełną specyfikację producenta.
Prowadnice liniowe DLY są powszechnie dostarczaneStopnie dokładności H i P, podczas gdy gatunki SP i UP można oceniać pod kątem zastosowań wymagających ściślejszej kontroli. Dostępne gatunki zależą od serii produktu, rozmiaru, długości szyny i konfiguracji zasilania.
| Ogólny poziom dokładności | Typowy kierunek zastosowania | Rozważania dotyczące wyboru |
|---|---|---|
| Normalny lub standardowy | Transport materiałów, ogólne przenośniki i-niekrytyczne osie przenoszenia | Odpowiednie tam, gdzie ważniejsze jest płynne prowadzenie niż wąska geometria przesuwu |
| Wysoki | Pakowanie, obróbka drewna, ogólna automatyka i osie pomocnicze CNC | Praktyczna równowaga pomiędzy dokładnością, dostępnością i wymaganiami instalacyjnymi |
| Precyzja | Obrabiarki, sprzęt kontrolny i systemy montażu precyzyjnego | Wymaga odpowiednio obrobionej podstawy i kontrolowanego zespołu-bloków |
| Super lub ultraprecyzyjna | Sprzęt pomiarowy o wysokiej-dokładności, optyczny, półprzewodnikowy i specjalistyczny sprzęt do obróbki | Przydatne tylko wtedy, gdy konstrukcja, środowisko, napęd i system pomiarowy obsługują ten sam poziom dokładności |
Ta tabela przedstawia kierunek stosowania, a nie zalecenia dotyczące uniwersalnych modeli. Ostateczny wybór musi uwzględniać dopuszczalne tolerancje podane dla dokładnej serii prowadnic liniowych, rozmiaru nominalnego i długości szyny.
Jak długość szyny wpływa na dokładność
Tolerancje-równoległości biegu są zwykle przedstawiane według zakresów-długości szyn. Krótka i długa szyna tej samej serii i klasy dokładności mogą nie mieć takiego samego dopuszczalnego odchylenia biegu.
Ma to dwie praktyczne konsekwencje:
- Nie należy podawać wartości dokładności bez podania długości szyny.
- Tolerancja wzięta z jednej serii prowadnic nie powinna być automatycznie stosowana w innej serii.
Szyny długie mogą być również dostarczane w odcinkach przegubowych, jeżeli ograniczenia produkcyjne, transportowe lub instalacyjne uniemożliwiają zastosowanie jednej ciągłej szyny. W tej sytuacji dopasowanie połączeń, numeracja szyn, przygotowanie końcówek i{1}}ustawienie na miejscu stają się częścią ogólnego planu dokładności.
Wiele bloków i dopasowane zestawy
Wiele maszyn wykorzystuje dwa bloki na każdej szynie i dwie równoległe szyny. W tym układzie różnice między komponentami stają się tak samo ważne, jak tolerancja pojedynczego bloku.
Jeśli wysokość bloków jest różna, dokręcenie ruchomego stołu może spowodować zniekształcenie konstrukcji lub nierówny rozkład obciążenia. Jeżeli boczne wymiary odniesienia różnią się, niektóre bloki mogą być dociskane do ramion odniesienia z większą siłą niż inne.
W przypadku precyzyjnych systemów wielo-blokowych potwierdź:
- Czy bloki są dostarczane do użytku na tej samej szynie lub płaszczyźnie odniesienia
- Dopuszczalna zmiana wysokości i szerokości w zestawie
- Dokładność i napięcie wstępne każdego bloku
- Identyfikacja szyn i bloków
- Czy można zastąpić poszczególne bloki
Nie należy mieszać bloków o różnej dokładności lub napięciu wstępnym bez sprawdzenia ich zgodności wymiarowej i działania.
Co wpływa na dokładność po instalacji?
Montaż-Geometria powierzchni
Powierzchnia montażowa szyny musi zapewniać odpowiednią płaskość, prostość i sztywność. Cienka płyta aluminiowa, spawana rama lub słabo podparta podstawa mogą się odkształcić pod wpływem śrub prowadzących i obciążeń zewnętrznych.
Odniesienie-Dokładność krawędzi
Ramię referencyjne pomaga ustawić szynę główną. Jej prostoliniowość i prostopadłość do płaszczyzny montażu wpływa na zamontowaną drogę przesuwu. Zadziory w narożniku pomiędzy podstawą a ramieniem mogą uniemożliwić prawidłowe osadzenie szyny.
Śruba-Sekwencja dokręcania
Nierówne lub niekontrolowane dokręcenie może odsunąć szynę od zamierzonego punktu odniesienia lub spowodować zniekształcenie konstrukcji montażowej. Śruby należy dokręcać zgodnie z podaną kolejnością i momentem, przy jednoczesnym zachowaniu prawidłowego umiejscowienia szyny.
Przypadek inżynieryjny: Dokładność podróży zmieniła się po sześciu miesiącach
W jednym zastosowaniu modułu liniowego odchylenie skoku pojawiło się po około sześciu miesiącach pracy. Kontrola wykazała, że nierównomierny-moment obrotowy śrub montażowych spowodował niewielkie odkształcenie podstawy i wpłynął na zainstalowaną geometrię prowadnic.
Problem nie wynikał wyłącznie z nominalnego stopnia dokładności prowadnic liniowych. Stan mocowania szyn i stabilność podstawy montażowej zmieniły rzeczywistą drogę przesuwu osi.
Po sprawdzeniu stanu montażu i ponownym zamontowaniu prowadnic z kontrolowaną kolejnością dokręcania i momentem, przywrócono wymaganą dokładność ruchu.
Napięcie wstępne i deformacja konstrukcyjna
Napięcie wstępne poprawia sztywność, ale zmniejsza zdolność prowadnicy do kompensowania błędów montażowych. Bardzo naprężona prowadnica zainstalowana na niedokładnej podstawie może powodować nadmierny opór jazdy lub naprężenia wewnętrzne.
Temperatura
Szyny, podstawy maszyn i ruchome stoły rozszerzają się wraz ze zmianami temperatury. Różnice w materiale, temperaturze komponentów i lokalizacji-źródła ciepła mogą zmienić ustawienie i geometrię ruchu, szczególnie na długich osiach.
Zanieczyszczenia i smarowanie
Cząsteczki uwięzione pod szyną mogą powodować lokalne błędy montażowe, natomiast zanieczyszczenia dostające się do bloku mogą uszkodzić jego bieżnie. Niewystarczające lub niewłaściwe smarowanie zwiększa zużycie i może stopniowo zmniejszać spójność ruchu.
Dosmarowanie należy określić na podstawie prędkości roboczej, obciążenia, skoku, temperatury, zanieczyszczenia i stanu smaru,-a nie na podstawie jednego stałego okresu kalendarzowego stosowanego dla każdej maszyny.
Jak wybrać odpowiedni stopień dokładności
Właściwy gatunek to najniższy gatunek, który może niezawodnie zapewnić wymaganą wydajność maszyny przy odpowiednim marginesie inżynieryjnym. Wybór wyższej klasy bez ulepszenia bazy, napędu lub układu sprzężenia zwrotnego może zwiększyć koszty bez poprawy efektu końcowego.
Użyj następującej sekwencji wyboru:
- Zdefiniuj wymaganą dokładność procesu maszynowego lub gotowej części.
- Przyporządkuj dopuszczalny błąd pomiędzy prowadnicą, napędem, konstrukcją, wrzecionem lub narzędziem i systemem pomiarowym.
- Określ wymagane odchylenie ruchu i spójność wymiarową wielu-bloków.
- Sprawdź tabelę dokładności dla zamierzonej serii prowadnic, rozmiaru i długości szyny.
- Wybierz napięcie wstępne zgodnie z wymaganiami dotyczącymi sztywności i obciążenia.
- Upewnij się, że podstawa montażowa i metoda montażu są w stanie wytrzymać wybraną klasę.
- Określ, w jaki sposób ukończona oś będzie mierzona i akceptowana.
W przypadku osi przenoszenia opakowań dokładność H może już zapewniać wystarczającą spójność. Oś obróbki lub kontroli może wymagać gatunku P lub wyższego, ale dopiero po uwzględnieniu geometrii podstawowej, stabilności termicznej i dokładności napędu.
Wymagania dotyczące dokładności dla różnych maszyn
| Aplikacja | Główny problem dotyczący dokładności | Dodatkowe czynniki systemowe |
|---|---|---|
| Sprzęt do pakowania i przenoszenia | Powtarzalny ruch i płynna jazda na rowerze | Prędkość, zanieczyszczenie i dostęp konserwacyjny |
| Obrabiarka CNC | Geometria jazdy, sztywność i stałe wsparcie obciążenia | Podstawa maszyny, śruba kulowa, wrzeciono i sterowanie termiczne |
| Sprzęt inspekcyjny | Stabilne i mierzalne odchylenie drogi | Rozdzielczość sprzężenia zwrotnego, kalibracja i stabilność środowiskowa |
| Sprzęt półprzewodnikowy lub optyczny | Bardzo mała zmienność geometryczna i stabilna powtarzalność | Temperatura, wibracje, czystość i materiały konstrukcyjne |
| Ciężka obrabiarka | Sztywność i przemieszczenie pod wpływem zmiennych obciążeń | Dobór prowadnicy rolkowej, napięcie wstępne i odkształcenie podstawy |
Określanie dokładności prowadnicy liniowej do DLY
Zamawiając prowadnicę liniową DLY, należy podać więcej niż rozmiar szyny i kształt bloku. Dokładny wybór wymaga:
- Seria prowadnic liniowych i wielkość nominalna
- Długość szyny i ilość bloków
- Wymagany stopień dokładności
- Wymagane napięcie wstępne lub stan sztywności
- Układ z pojedynczą-szyną lub-parą szyn
- Obciążenie robocze, prędkość i skok
- Orientacja montażowa
- Typ maszyny i dokładność ruchu celu
DLY powszechnie dostarcza prowadnice liniowe o dokładności H i P, z opcjami SP i UP ocenianymi zgodnie z wymaganiami serii i projektu. Prowadnice kulkowe HD nadają się do ogólnego ruchu-z dużym obciążeniem, prowadnice ED zmniejszają wysokość montażu, prowadnice MD służą do systemów miniaturowych, a prowadnice rolkowe RD zapewniają większą sztywność w wymagających-obrabiarkach.
Zobacz całośćZakres prowadnic liniowych DLYlub wyślij warunki maszyny i rysunek instalacyjny w celu potwierdzenia modelu.
Wniosek
Dokładność prowadnicy liniowej jest definiowana przez kontrolowane wymiary zespołu, różnice między blokami i równoległość jazdy względem powierzchni odniesienia szyny. Te cechy określają, jak konsekwentnie można zintegrować prowadnicę z precyzyjnym systemem ruchu.
Same w sobie nie określają ostatecznego pozycjonowania ani dokładności obróbki sprzętu. Geometria powierzchni-montażu, ustawienie dwóch-szyn, napięcie wstępne, sztywność konstrukcyjna, dokładność napędu, temperatura i sprzężenie zwrotne – wszystko to ma wpływ na ukończoną oś.
Obudowy fabryczne pokazują również, dlaczego dokładność wydrukowana w katalogu musi być poparta prawidłowym montażem i montażem. Nawet prowadnica-o wysokiej dokładności może dawać słabe wyniki pracy maszyny, jeśli szyny są zainstalowane na różnych wysokościach lub nierównomiernie dokręcone.
Dlatego najbardziej odpowiedni stopień dokładności nie jest automatycznie najwyższym dostępnym stopniem. Jest to gatunek, który spełnia rzeczywiste wymagania dotyczące przesuwu maszyny i może być wspierany przez konstrukcję montażową, proces montażu i metodę kontroli.
