线性运动系统中的执行器和引导对齐规则

经过Gary Rosengren，工程总监，Tolomatic, Inc.，明尼苏达州哈默尔

在一些设计线性运动系统的简单准则之后可以提高系统性能和执行器寿命。

许多自动化机器依赖于线性引导部件，例如轮廓轨道，圆形轨道或其他轧制或滑动轴承结构，以引导和支撑设备的移动元件。另外，许多次移动元件由某种类型的线性致动器装置驱动。

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任何类型的线性系统中最常见的问题之一是未对准的。未对准可能导致许多问题，例如不一致的线性运动结果，线性轴承系统的寿命缩短，致动器系统的过早磨损或失效，以及诸如速度变化或摆动的不稳定运动。

然而，有一些常用的方法来提高整体系统性能，通过优化直线导轨和执行器的对准。

执行器和指南
虽然有许多方法可以向引导机器构件传授动作，但一些最常见的落入两类。首先是杆式执行器。杆式致动器可以是流体供电的，例如液压或气动，或电动，例如铅螺钉或滚珠丝杠。

第二种是无杆驱动器。这些，也可以是流体动力或电动通过丝杠，滚珠丝杠，皮带或直线电机。这两种类型的驱动器在导向系统中都有应用。然而，在如何最好地使用它们以最大化系统性能和寿命方面，每种方法都有细微的差别。

引导元件本身，无论是轮廓轨道，圆轨或其他滚动还是滑动系统，都必须在设计阶段进行适当的大小和选择，并在制造商的建议之后安装，特别注意对齐过程。这样做确保所选择的指导系统的性能最大化为特定应用程序。

合规成员的重要性
杆式致动器，其特征在于通过每个循环延伸和缩回的活塞杆或致动器杆，通常提供许多安装选项。大多数杆式执行器的大多数供应商通常提供安装在设备中，安装脚，球形杆接头，对准耦合器，夹具或分钟等选项。当采用导向机构时，确保每个子系统，致动器和引导组件能够畅通，平滑运动。尝试刚性地将驱动元件刚性地耦合到从动元件的系统可以表现出不一致的性能，因为这两个元素尝试在与其中的一个或两个装载超出其能力的子系统中移动。

杆式执行器包括电动杆式螺钉执行器（左）和气动杆式执行器（右）。

在这种系统中，杆式致动器最好与驱动部件(致动器)和驱动(导向系统)之间的某些柔度元件一起使用。例如，一个球形杆端安装到执行机构杆允许安装点围绕球形接头旋转。导向器上的这种连接方式最好与执行器另一端连接到机械框架元件上的拇外踝或楔连接在一起使用。这样的安装方案允许连接处的顺应性，而不会给驱动(执行器)或驱动(导向系统)增加过度的应力。

无杆式执行机构的特点是其行程包含在其总体长度内，也可以包含内置在执行机构的导向系统。无杆执行机构，当与单独的导向系统结合使用时，还需要在驱动器和被驱动部件之间的连接中包括一个顺从的部件。大多数执行机构供应商提供了各种用于这种类型安装的安装装置，如浮动支架。

无杆执行机构包括电动同步带和螺旋执行机构(左)和气动执行机构(右)。

包括引导系统的无杆致动器可以在取代单独的导向系统的位置来执行引导和支撑设备的任务。此功能可能特别有用，许多次会使机械建设者的时间和金钱节省在过程中。具有整体引导件的无杆执行器可以在组合中建立在机器中，以满足各种各样的运动需求。诸如X-Y或X-Y-Z等多轴配置以及龙门型配置可以通过适当的尺寸来实现。在安装具有整体导向器的无杆致动器的安装中，对准同样重要。