Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Ready made lineární osy s ozubeným řemenem
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Ready made lineární osy s ozubeným řemenem

Pomocí lineární osy je realizován pohyb v přímém směru a jedná se tak o výborný výchozí konstrukční prvek pro stavbu strojů, automatizačních linek a polohovacích zařízení s potřebou přesného lineárního pohybu ve více osách (typicky například CNC stroje). V posledních letech došlo navíc k výraznému snížení cen a lineární osy se tak stávají dostupné i pro dosud zapovězené oblasti. V neposlední řadě je podstatnou výhodou u tzv. ready made produktů dodávka již smontovaného dílu připraveného k okamžitému použití v zákaznické aplikaci.

Dodavatelem a výrobcem os je brněnská firma EUfactory, která se vedle dodávek komponentů pro robotiku zabývá také konzultacemi a realizacemi komplexních řešení.

Lineární osy EUfactory s označením 4Dyne se vyrábějí ve čtyřech provedeních: lineární osy s ozubeným řemenem (řada W), s ozubeným řemenem a rotační osou (řada TX), s ozubeným řemenem a válcem (řada T) a s precizním kuličkovým šroubem (řada S). Nejprodávanější osou je řada W, proto bude právě tato dále podrobněji popsána.

Lineární osa s ozubeným řemenem značky 4Dyne

Lineární osa poháněná ozubeným řemenem je ve svém principu velice jednoduchý systém, což je základní předpoklad pro jeho dlouhou životnost a dostupnou servisovatelnost. Skládá se ze šesti základních prvků, tak jak je ukázáno na obrázku. Ozubený řemen (4) je na svých obou volných koncích připevněn k vozíku (2), který tak slouží i jako jeho spojovací prvek. Vozík je opatřen sadou rolniček, které dosedají na vodicí tyč (6). Přenos hnací síly obstarává řemenice (3) uložená v ložiskovém domečku (5), která otáčky motoru převádí pomocí řemene na lineární pohyb. Celá tato konstrukce je pak uložena na nosném hliníkovém profilu (1).
V produktové nabídce firmy EUfactory se nacházejí lineární osy s ozubeným řemenem a nosností až 60 kg rozdělené do pěti typů podle jejich velikosti a nosnosti.

Základní součásti lineární osy

Výběr lineární jednotky

Klíčové parametry, které jsou důležité při výběru vhodné velikosti lineární osy, jsou užitečné zatížení, opakovaná přesnost, maximální dráha pohybu a rychlost.

Užitečné zatížení je maximální možná hmotnost, kterou je vozík schopen přepravovat. Těžké předměty nebo nástroje vyžadují příslušně zatížitelná vedení a pohony. Jak vysokou zátěž může vozík nést, závisí například na nosnosti pojezdových kladek. Má-li být velká hmotnost přepravována na delší trase, musí být průřez profilu nosiče přizpůsoben zatížení, aby se zabránilo nadměrnému průhybu.

Parametr opakované přesnosti představuje tzv. maximální odchylku u opakovaného pohybu z bodu A do bodu B. Je nutné si uvědomit, že tento druh chyby může v nepříznivém případě postupně narůst do velikosti, která zásadním způsobem ovlivní přesnost a kvalitu celého systému. Nízké tolerance opakované přesnosti (většinou ne více než desetina milimetru na metr délky) jsou základním předpokladem ke spolehlivému a přesnému provádění předem definovaných pohybů.
Standardní délky lineárních os s ozubeným řemenem se pohybují v rozmězí 3 až 4 metrů. Při správné volbě všech parametrů je pak možné dosáhnout délky posuvu v rozmezí 6 až 8 metrů. Čím větší celková délka jednotky, tím se obecně zvyšují nároky na tuhost celé osy, aby se zabránilo jejímu nadměrnému průhybu. V neposlední řadě se s rostoucí délkou osy zvyšuje důležitost nastavení správného napnutí řemene tak, aby například na své řemenici nepřeskakoval.

Větší rychlost pohybu znamená pro uživatele větší časové úspory při automatizaci jeho procesů. Hodnoty maximální rychlosti u lineárních os s ozubeným řemenem dosahují několika jednotek m.s-1. Se zvyšující se rychlostí rostou nároky na energii, kterou je zapotřebí vynaložit pro rozběh a vzápětí také pro zabrzdění celého systému. A většinou velké hodnoty (kladného a záporného) zrychlení jsou parametry, které limitují maximální možnou přepravní rychlost, aby nedošlo například k poškození přepravovaného předmětu/nástroje.


Rozšíření pracovního rozsahu průmyslových robotů pomocí os 4Dyne

Příklady aplikací

Rozšíření operačního prostoru průmyslových robotů pomocí lineárních os 4Dyne

Stávající generace průmyslových robotů disponuje širokou škálou stupňů volnosti a může vykonávat pohyb až v šesti osách. U běžných kolaborativních a manipulačních robotů se jedná většinou o pohyblivé rameno s dosahem několika stovek milimetrů (standardně 500 až 1 000 mm) a nosností do cca 20 kg. Tyto roboty jsou upevněny fixně k základně a svůj pohyb tak mohou vykonávat pouze z této jediné pozice. Mnohé aplikace však vyžadují zásadně větší dosah (až několika metrů), což by u těchto robotů bylo řešení nejen ekonomicky nevýhodné, ale mnohdy i technicky velice složitě řešitelné. Firma EUfactory nyní přichází na trh s cenově dostupným technickým řešením pro rozšíření dosahu robotických systémů s celkovou hmotností do 70 kg (resp. 200 kg na požádání). Jedná se o systém, který k pohybu robota využívá lineární osy s ozubeným řemenem. Základem tohoto systému jsou dvě spřažené lineární osy s ozubeným řemenem značky 4Dyne, které jsou vybaveny dostatečně robustní základnou pro upnutí robota. Celá aplikace je podle požadavků uživatele doplněna o vhodnou pohonnou a řídicí jednotku, která je navíc velice snadno implementovatelná do stávajícího systému (pomocí standardizovaných vstupních a výstupních signálů). Montáž u uživatele je velice rychlá v rámci několika desítek minut podle stupně připravenosti periferií.


Magnetický separátor s využitím lineárních os 4Dyne pro automatické podávání vzorků hornin

Automatizace výměny vzorků v magnetickém separátoru hornin

Magnetický separátor hornin se hojně využívá ve výzkumu i v geologickém průzkumu, pro izolaci konkrétního druhu minerálu na základě tabulovaných hodnot magnetické susceptibility nebo stanovení distribuční křivky homogenizované horniny v závislosti na intenzitě magnetické indukce. Zákazník –výrobce těchto přístrojů – dokázal ve velice krátké době automatizovat manipulaci se vzorky. Díky využití kompletní osy bylo možné zabudovat manipulační rameno do již existujícího přístroje. Byla použita osa W45 s délkou zdvihu 1 000 mm.

Dvouosý systém využívající lineárních os 4Dyne je vhodný např. pro CNC frézky.

Foto- a videoslider

Rovná, dlouhá, lehká a pevná osa přímo vybízí k použití pro foto- a videotechniku jako slideru. Fotografové a kameramani toto využití dobře znají. Pohon osy zajistí plynulost záběru a jeho přesné časování.

Víceosé systémy

Využití os se nabízí ve výzkumu a vývoji nebo přímo ve výrobě. Možnost připojovat osy k sobě v různých úhlech poskytuje příležitost získat pohyb ve více osách. Typickým příkladem je zapojení dvou os pod úhlem 90° – zařízení se tak může pohybovat v ose X a Y, což lze využít např. u CNC frézky. Spřažením dvou os vzniká pevná základna pro přesun obrobku v určitém směru. Přidáním dalších os přibývá další směr a tak dále až k sestavení stroje schopného pohybu v ose X, Y a Z. Tím je zajištěn pohyb v prostoru.

Závěrem

Pro zájemce, kteří by si chtěli osy osobně vyzkoušet nebo konzultovat vlastní aplikace, nabízí společnost EUfactory prohlídku nově otevřeného showroomu v Brně-Řečkovicích. Prohlídka je možná po předchozí domluvě.

EUfactory

Pavel Filip

filip@eufactory.com

https://www.eufactory.com/


Něco navíc…

Videa s ukázkami příkladů výše popsaných aplikací:









 

 

Další články

Automatizace, regulace
Převody/pohony/ložiska/spojky
Obráběcí stroje a technologie

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: