在许多需要垂直运动的应用中,Z轴驱动器与一个或两个水平轴组合在一起笛卡儿或gantry-style安排。在这些多轴配置中,移动的负载通过托架安装到Z轴上,创建力矩负载,不仅影响Z轴,还影响水平(X和Y)轴。这种悬臂式负载可能会导致支撑直线导轨、执行器外壳和支架的挠度,以及在高动态应用中不可接受的沉降时间和振动。这就是为什么需要高刚性和最小挠度的垂直运动的应用程序有时使用垂直提升级而不是传统的Z轴驱动器的原因。
垂直提升阶段使用平坦的水平台,在垂直移动时支撑负载,消除了可能导致偏转的悬臂载荷。垂直升降阶段有几个设计变化,但是当极其光滑,准确的旅行和高定位精度是最重要的标准时,设计通常由连接到的表组成交叉滚筒幻灯片在楔形安排中。球或铅螺杆在横向方向上驱动桌子,并且交叉滚轮滑动件的楔形布置将水平运动从螺钉变换成桌子的垂直运动。这种设计提供了非常精确的旅行和定位精度,但通常限于25mm或更小的行程长度。
图片来源:Newport Corporation
这个视频从斯坦达展示了工作原理的螺杆驱动的楔形设计。
图片来源:Optimal Engineering Systems, Inc。
垂直升降阶段的另一个常见设计在每个角落(或在某些情况下,六个线性引导件在桌子的区域周围间隔开),以及位于中心的垂直球或铅螺钉。导游通常是带循环线性衬套的圆轴,因为他们提供了非常平滑的运动,并有一个较低的倾向,结合使用四个(或更多)导轨串联,感谢他们的能力,以补偿一些错位。
这种垂直提升级设计的好处是能够携带较大和更重的有效载荷,同时在运动期间保持桌子和基座之间的光滑,精确运动和良好的平行度。可用的行程长度比螺旋驱动的楔形设计更长 - 在某些情况下最多几百毫米。
请注意,上述两种类型的垂直升降升降升降升降机被称为“阶段”,因为它们设计用于极其精确的行进和定位Z方向,非常类似于使用高精度线性导向和球或铅螺杆驱动器的X-Y级。
然而,在螺旋驱动的楔形设计中,台面通常加工到非常紧密的平坦度容差,因此它比螺旋驱动的线性导向版本更紧密地拟合阶段的传统定义。
用于物料处理和人员移动的垂直升降机通常被称为“垂直平台升降机”,或者——取决于设计——“剪刀式升降机”。
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