选择正确的导轨系统

HepcoMotion - 选择正确的导轨系统

在设计新机器的过程中,选择正确的导轨系统是基本决定之一。采用或不采用某一种导轨系统的设计,这其中速度、位置精度、有效载荷和环境条件等因素起着关键作用。在这篇概述中,我们一起看看海普克的不同导轨产品是如何一一满足这些因素的。

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驱动器类型:位置精度与速度

在讨论“选择哪一个线性导轨系统?”之前,首先要在驱动类型方面考虑一下该应用的要求是什么,这十分重要。最常见的类型是螺杆驱动、齿轮齿条驱动、皮带驱动和直线电机驱动。每个类型都有其优缺点,赋予它们不同的使用优势。

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在许多应用中,位置准度和速度是关键参数,决定了哪种驱动类型最合适。这并不是直线电机日益流行的唯一原因。直线电机能够实现高速度结与精确运动的结合。然而最重要的是下直线电机能够单独控制滑座。这在生产单元中提供了更大的灵活性,有时每天都需要进行动态变更。然而,还是有些其他因素需要考虑的;最初的倍福XTS系统(直线电机驱动的市场领导者之一)是为运送比较轻的有效载荷而设计的。海普克特别开发的导轨系统GFX与XTS直线电机结合使用,便可以克服这一局限。与GFX结合使用的XTS系统能够以4m/s的速度达到50N的载力,可重复的精度低于±10μm。然而,这种类型系统由于电子部分十分复杂,初始投资也需要更高,这一点也应该考虑到。在许多情况下这种投资可能是值得的,但并不尽然。

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当我们去看传统的驱动系统时,明确要实现的目标仍然十分重要。例如,滚珠螺杆会带来高准度 – 一般的准度为±0.05mm。齿带驱动大约会实现±0.1mm的准度,对于齿轮齿条驱动,准度可以假设为±0.3mm。在速度方面,滚珠螺杆不能达到与皮带驱动相同的速度,受速度限制,它的皮带长度是有限的。

齿轮齿条驱动也受限于速度,但它的长度没有同样的限制。在选择驱动系统时,必须在多个功能之间进行平衡 – 不能孤立地去查看每个元素。由于需要较高的加速率,使用螺杆驱动可以更快地实现短冲程。齿轮齿条驱动通常用于较长的轴上,其中加速度可以较低,以达到相同的最大速度。

还要考虑到这些组件的安装方向。在垂直应用中,某些驱动由于它的功率大而享有优势。皮带驱动也可以是合适的选择,只要它的拉伸能力足以支撑有效载荷。系统或许需要额外的支撑,但这可能会侵占有效载荷下方的可用空间。有一个例外是DTS+和DTS2产品系列,其设计让它们可以在任何方向上运行。

齿条驱动器通常用于多轴系统中。Z轴组件可以做到让横梁和滑块变成移动部件,而电机和滑座板保持固定,从而减少移动部件的质量。

如果客户需要完整的龙门架或多轴解决方案,海普克可以将相关产品组装成为一套完整的系统进行交付,其中包含选定的驱动和轴连接。就环形系统和导轨解决方案来说,DTS的产品系列在市场上无人能比。

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选择哪个导轨系统?

一旦解决了驱动类型的问题,那么就要看看需要哪种导轨系统了。这个决定主要取决于设计、使用环境和有效载荷。是否需要进行直线、曲线或多轴运动呢?海普克可以为这些运动类型提供不同的导轨产品,满足各种有效载荷的要求。原则上,我们提供的每一种运动类型都可以不含驱动。例如,GV3产品可以提供单、双边滑块和齿条,方便在上面安装齿轮驱动的滑座。
对于线性运动,海普克高质量的GV3产品因其多个可配置组件给人留下深刻印象,最兼容性、最有能力定身定做满足客户需求。此外,滑块可以对接连接,创造出比标准供应更长的长度。对于可以使用预制的滑块长度和滑座的标准应用,“简单选择(Simple Select)”是一个不错的选择。这种现成的产品交付很快,发货时滑座已经装到滑块上,方便日后快速安装。
对于包括曲线运动的应用,无论是作为直线组合还是旋转运动,PRT2将会是一个正确选择。
除了准度和驱动类型外,环境条件是产品选择的第二个关键因素。食品和制药行业的应用通常需要不锈钢零部件。海普克的SL2产品系列是相当于GV3线性导轨系统的不锈钢版。海普克的许多其他系列也有不锈钢选项。在某些情况下,耐腐蚀性很重要。极端温度和真空环境需要特殊组件;海普克可以提供相关产品来满足这些需求。我们的真空和极端温度产品通常用于半导体制造、LCD和OLED屏幕生产、以及真空室,适用于-50°C~+210°C之间的温度。

在许多情况下,尘垢是生产环境的一个共同特征。这可能会导致传统的循环滚珠轴承出现问题,滚道暴露在尘垢中,可能出现过早磨损和故障。

海普克的V型导轨系统的情况就不会出现这种情况。V型轴承的设计是使轴承内部结构不受尘垢颗粒影响。V型导轨系统具有独特的擦拭功能,可将轴承和滑块之间的碎屑擦拭掉。这样,滑动系统不受环境条件的影响,使用寿命不受限制。绝大多数海普克的导轨系统都基于这项V型技术,非常适合于在高度恶劣或者多尘垢的环境中使用。

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有效载荷

在选定产品时要考虑的最后一个元素是有效载荷。对于高达约400kg的重量,我们建议使用GV3直线系统(或PRT2,用于曲线/旋转运动)。对于更大的有效载荷,最高大约68kN,我们的重型导轨系统(HDS2用于直线,HDRT用于曲线/旋转)是一个更好的解决方案。这两种系统都基于V型导轨技术,都可用不锈钢部件。MHD系统是专门为移动大型有效载荷而设计的,使用装有滚珠轴承的轴承块来实现。MHD滚珠轴承内部进行了密封和润滑,以保持内部循环滚珠和圆锥滚子的使用寿命。MHD导轨包括硬化的和打磨的平轨,有或没有集成在内的齿条皆可,这样小齿轮便可以安装在滑座板上,以驱动系统。MHD滚珠轴承能够补偿错位,节省设计和装配时间。
无论要求是什么,海普克的系统都能够提供跨各种应用的全面技术。系统可以以组件的形式购买 – 这种模块化的方法给了设计者选定系统时的高度灵活性。此外,V型技术能够实现极长的使用寿命;万一系统中产生了游隙,可调整轴承重置滑座,因而无需更换整个滑块系统和滑座(在传统的循环球形产品中常见)。通过检查您的应用细节、仔细选定产品,我们的技术销售团队将确保能够满足您的系统使用寿命和服务要求。
驱动系统和导轨系统构成生产单元的核心。选择正确的系统极其重要。为了确保一个应用的产品规格是正确的,必须考虑、平衡各种参数。这就需要对项目的目标有一个清晰的了解、信任组件的质量、及组件的执行能力。
GV3;GV3产品以其多个可配置组件给人留下印象深刻,最兼容、最有能力量身定做满足客户需求。
重型导轨系统可以配置成各种龙门系统,可配备V型轴承和滚珠轴承,以满足不同的应用需求。
GFX:直线电机可以提供独立的滑座运动,并以可靠的高速度运行。
PRT2:对于包括曲线运动的应用,无论是作为直线组合还是旋转运动,PRT2或者一套全面完整的系统如DTS等将是一个正确的选择。

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