几十年来,在项目开发阶段选择线性运动组件一直是设计师和应用工程师的一大难题,尤其是涉及到线性执行器等复杂的子组件时。考虑一下线性驱动器对整个机器设计的影响。首先,在执行器中,导轨和驱动器耦合在一起,与单元融为一体。因此,导轨和驱动器的选择都必须正确。此外,驱动器对机器的整体尺寸有重大影响。例如,改变驱动器上负载的位置可能导致高力矩负载,并将要求从单导轨设计改为双导轨设计,有效地使驱动器的总体宽度增加一倍或三倍,从而增加机器的尺寸。
高力矩载荷可以要求使用双导轨式线性驱动器,其宽度可以是单轨设计的两到三倍。
图片来源:罗龙公司
根据性能要求的近似值选择驱动器,可以说比选择具有最小应用信息的线性导轨或驱动器更有风险。但是,在确定所有的应用标准之前,设计师或工程师需要对最适合他们的应用程序的系统进行合理的估计,这种情况还是很常见的。
尽管适当的规模划分工作需要对应用程序需求有透彻的理解,但通常可以根据四个关键标准建立一个通用的解决方案——适合于初始设计和成本估算。
负载
在选择线性驱动器时,需要承载的负载及其相对于系统的方向是最重要的标准之一。几乎任何一种导向技术都可以适应或多或少直接安装在轴承上方的轻载荷——再循环型轨轴承、线性衬套和轴,甚至滑动轴承。然而,负载越重,产生的力矩(俯仰、滚转和/或偏航)越大,导向机构就应该越坚固,以确保适当的寿命和最小的挠度。
精度
了解定位精度和可重复性的要求将有助于缩小有关驱动机构的决策范围。低精度,点对点定位可以通过气动驱动或皮带和滑轮系统来完成,而在单微米范围内的定位精度和重复性则需要滚珠丝杠甚至直线电机。虽然负载通常可以由几种驱动技术中的任何一种来适应,但重复性往往是这些选项之间的决定因素。
速度
移动过程中的平均速度和最大速度也有助于确定驱动机构的选择。例如,经验法则是滚珠丝杠组件的最大速度为1米/秒,尽管有获得更快速度的方法.另一方面,皮带可以轻松地达到10米/秒的速度,直线电机驱动的最大速度主要受到支撑导向机构的限制。加速度在驱动器和导轨的选择中也起着作用。
旅行
虽然所需的行程通常不是决定成败的标准,但重要的是要仔细检查所选的线性驱动器类型是否满足行程长度的规范。滚珠丝杠和丝杠的行程范围尤其有限。同样,一个拇指规则的螺旋驱动器是3米的最大长度。虽然螺丝可在较长的长度,随着长度的增加,最大速度下降,由于临界转速螺丝。
对于滚珠丝杠驱动器,最大(临界)速度急剧下降超过一定的行程长度。
图片来源:Tolomatic, Inc.
虽然这四个标准可以提供合适的线性执行器的大致估计,但为了进行完整的尺寸和选择过程,必须指定和考虑一些应用参数。为了帮助设计师和工程师收集尺寸所需的关键信息,一些制造商想出了一些简单的首字母缩写词。
博世力士乐使用的是首字母缩写LOSTPED指导工程师定义产品的应用需求l外形尺寸,Orientation,年代撒尿,T拉威尔,P取消,E既减少,Duty周期。
同样的,Rollon使用首字母缩略词致动器,代表一个ccuracy,C汽缸工作容量,T拉威尔的长度,USage(又名占空比),一个mbient环境,T(又名时间和预算),Orientation,RAtes(又名运动剖面)。
专题图片来源:Thomson Industries
了下:直线运动技巧,运动控制•电机控制
