Lineární vedení je velice užitečné nejen v oblasti strojírenství. V článku níže zjistíte, co si představit pod pojmem lineární vedení a ukážeme si několik faktorů při aplikací v reálném světě s ohledem na lineární pohyb a polohovací systémy.
Řízení lineárního pohybu částečně závisí na pohonu a lineární pohon pokrývá širokou škálu produktů.
Co je to lineární pohon a lineární pohyb?
Lineární pohon je mechanické zařízení, které přeměňuje energii, jako je energie ze vzduchu, elektřiny nebo kapaliny, aby vytvořil pohyb v přímce a může být použit k aplikaci síly. V této části se zaměříme na to, jak se uplatňují elektromechanické aspekty řízení lineárního pohybu při použití krokových motorů nebo servomotorů.
Lineární pohyb je oblast řízení pohybu zahrnující několik technologií včetně lineárních motorů, lineárních pohonů a lineárních valivých vedení a ložisek.
Kde se tyto systémy vyskytují v praxi?
Lineární řídicí systémy se používají v průmyslové automatizaci a strojních zařízeních, obráběcích strojích, počítačových periferiích, jako jsou diskové jednotky a tiskárny, domácí automatizaci, balení, montáži, lékařském zobrazování a diagnostice, elektronické výrobě, průmyslových testech a inspekcích a robotických aplikacích. Lineární pohony pohybují vozíkem do požadovaných poloh. Nejběžnějšími technologiemi pohonu jsou pohony s kuličkovým šroubem, pohony s vodícím šroubem a řemenové pohony.
Konfigurace systému řízení lineárního pohybu, včetně počtu os pohybu, je často prvním faktorem, který vyžaduje pečlivé zvážení. Nejběžnější jsou dvouosé (X-Y) konfigurace, ale možné jsou i méně složité jednoosé aplikace a tříosé konfigurace. Při výběru vhodného systému řízení lineárního pohybu pro jednoosý, dvouosý nebo tříosý polohovací systém je třeba pečlivě zvážit mnoho faktorů. Orientace systému a montáž jsou klíčové faktory. V lineárním systému s jednou osou je to poměrně jednoduché, ale v systémech s více osami je to složitější.
Směr
Mezi faktory, které je zde třeba vzít v úvahu, patří směr pohybu každé osy. Musí se náklad pohybovat současně ve více osách nebo se každá osa pohybuje samostatně a zda systém vyžaduje pohyblivý vozík nebo pohyblivou kolejnici a zda jsou osy svislé, vodorovné nebo nakloněné, a nakonec jsou montážní polohy každého pohonu na 0, 90 nebo 180 stupňů k horizontále?
Další specifikace při zvažování návrhu řízení lineárního pohybu pro aplikaci jsou: síla, rychlost, dráha pojezdu, přesnost a opakovatelnost a požadavky na životnost nebo pracovní cyklus a stroj.
Síla
Při určování, jak velká síla je zapotřebí, je třeba překonat hmotnost zvedaného předmětu anebo velikost tření tohoto předmětu.
Znalost hmotnosti předmětu, který má být přemístěn, a jeho těžiště, když se pohybuje vzhledem k bodu souřadnic na každé ose, musí být také vypočtena pro určení požadavku na sílu. Tento výpočet vyžaduje pečlivé zvážení, aby bylo možné stanovit momentová zatížení nebo točivý účinek síly ve více bodech v systému.
Rychlost
Dále budete muset určit rychlost, jakou rychlostí v milimetrech za sekundu nebo palcích za sekundu se bude aktuátor muset pohybovat. Určením rychlosti v kombinaci se silou získáte požadovaný mechanický výkon a jak výkonný musí být motor.
Rychlosti pojezdu a doby pojezdu jsou u pohonů s kuličkovým šroubem poněkud omezeny. Aktuátory s kuličkovým šroubem mají obvykle maximální rychlost 3 m/s (metry za sekundu) au aktuátorů s řemenovým pohonem je maximální rychlost kolem 8 – 9 m/s.
Nejvyšší zrychlení jakéhokoli aktuátoru s lineárním pohybem je kolem 40 m/s, avšak typické zrychlení jsou mnohem menší, často mezi 0,5 m/s a 5 m/s. Zpomalení je také důležité, zvláště pokud je nutné nouzové zastavení.
Přesnost a opakovatelnost
Přesnost a opakovatelnost jsou jedny z nejvíce zvažovaných pro systém, ve kterém může poskytovat požadovanou kvalitu nebo přesnost požadovanou v systému nebo vyrobeném produktu. Je-li aplikace například pro automatizovaný vychystávací stroj, je s největší pravděpodobností vyžadována vysoká opakovatelnost a přesnost. Typicky je přesnost lineárního pohonu s kuličkovým šroubem 0,16 milimetru na metr s opakovatelností +/- 0,01 milimetru.
U aktuátorů s řemenovým pohonem se přesnost pohybuje kolem 0,5 milimetru na metr s opakovatelností +/- 0,10 milimetru. Dalšími úvahami je, zda použít koncové spínače nebo zpětnovazební zařízení, jako jsou potenciometry a kodéry pro účely polohování.
Tyto faktory patří mezi ty nejzákladnější, na které by se mělo myslet při zapojení systémů lineárního pohybu do výroby, díky kterým můžete snadno a rychle zefektivnit svou výrobu a tím pádem i ušetřit na nákladech.
