Системы линейных направляющих.



Линейные направляющие- это опорные элементы для поступательного перемещения. Как и в подшипниках вращения, различают линейные направляющие качения и скольжения.

Различны также и требования, предъявляемые к ним. Так, в системах транспортировки и подачи востребованы скорость и точность, в то время как в измерительном и металлорежущем оборудовании больше нужны точность и жёсткость.

Каждый тип линейных направляющих обладает характерными свойствами, которые делают его особенно подходящим для определённой конструкции и условий работы. Однако, определить общие правила выбора типа направляющих можно лишь условно, поскольку почти всегда нужно учитывать несколько факторов и находить баланс между ними. Так, обычно помимо нагрузки, ускорения, скорости и хода, принимают во внимание влияние температуры, смазывания, вибраций, монтажа, обслуживания и т.д.

Линейные направляющие качения

Линейные направляющие качения разделяются на следующие типы:

• профильные направляющие;

• линейные опоры качения;

• круглые направляющие;

• направляющие на ходовых роликах;

• направляющие с плоским сепаратором;

• и устройства для линейного перемещения с приводом.

Цилиндрические линейные направляющие– самые “древние” и простые из существующих. В настоящее время помимо классических подшипников с втулками скольжения (бронзовые, позже фторопластные, тефлоновые и т.п. втулки) применяют втулки с подшипниками качения.

Основные преимущества:

• Доступная цена;

• Минимальные требования к аспектам базовых поверхностей, куда будут устанавливаться направляющие;

• Монтаж, не требующий специальных знаний и больших усилий;

• Доступное техническое обслуживание.

Тем не менее, стоит подчеркнуть, что люфты линейных подшипников больше, чем рельсовых, то есть их нагрузочные характеристики будут меньшими. Другими словами, для эффективной защиты каретки целесообразно задействовать минимум две цилиндрические направляющие, в то время, как особенности рельсовых конструкций дают возможность пользователю использовать только один элемент. Монтаж цилиндрических направляющих осуществляется как на концевые опоры, так и путем укладывания их на опорную шину.

Линейные подшипники оснащены базовым элементом, который отвечает за надежное крепление каретки и обеспечивает ее перемещение.

Рельсовые линейные направляющие– в настоящее время являются наиболее универсальными и часто используемыми, состоят из комплекта рельс-каретка.

Производители: Европа, Япония, Азия (Тайвань, Корея, Китай).

На направляющие (стальной рельс со специально подготовленной – закаленной и отшлифованной поверхностью) устанавливается каретка (несущая платформа). Перемещение каретки по рельсу обеспечивается двумя - четырьмя независимыми друг от друга цепочками шариков или роликов блока качения.

Шарики (ролики) каждой цепочки прокатываются по рельсу внутри закольцованной канавки, толкая друг друга. Такая схема движения обеспечивает низкий коэффициент трения, уменьшению которого также способствует принудительная подача смазки через ниппель, расположенный на внешней стороне каретки. Для предотвращения попадания посторонних частиц в блок качения на каретку устанавливаются скребки и резиновые уплотнители. Каретки для систем общепромышленного назначения выпускаются с тремя типами преднатяга.

Винтовые передачи.

Винтовая передача — механическая передача, преобразующая вращательное движение в поступательное, или наоборот. В общем случае она состоит из винта и гайки.

Винтовые передачи делятся на:

1. Передачи скольжения (обычная гайка + винт);

2. Передачи качения:

Шарико-винтовые передачикачения(ШВП).

Ролико-винтовые передачикачения.

 

 

Приводные устройства в мехатронике.

Сервоприводы.

Сервопривод(следящий привод) — привод с управлением через отрицательную обратную связь, позволяющую точно управлять параметрами движения.

В общем случае, сервоприводом является любой тип механического привода (устройства, рабочего органа), имеющий в составе датчик (положения, скорости, усилия и т. п.) и блок управления приводом (электронную схему или механическую систему тяг), автоматически поддерживающий необходимые параметры на датчике (и, соответственно, на устройстве) согласно заданному внешнему значению (положению ручки управления или численному значению от других систем).

Проще говоря, сервопривод является «автоматическим точным исполнителем» — получая на вход значение управляющего параметра (в режиме реального времени), он «своими силами» (основываясь на показаниях датчика) стремится создать и поддерживать это значение на выходе исполнительного элемента.

Состав сервопривода:

• привод — например, электромотор с редуктором, или пневмоцилиндр,

• датчик обратной связи — например, датчик угла поворота выходного вала редуктора (энкодер),

• блок питания и управления (он же преобразователь частоты / сервоусилитель / инвертор / servodrive).

• вход/конвертер/датчик управляющего сигнала/воздействия (может быть в составе блока управления).

Для управления сервоприводами или группами сервоприводов используют использовать специальные ЧПУ-контроллеры, которые можно построить на базе программируемых логических контроллеров (ПЛК).

Типы сервоприводов:

• Синхронный сервопривод — позволяет точно задавать угол поворота (с точностью до угловых минут), скорость вращения, ускорение. Разгоняется быстрее асинхронного, но в разы дороже.

• Асинхронный сервопривод — позволяет точно задавать скорость, даже на низких оборотах.

• Линейные двигатели — могут развивать огромные ускорения (до 70 м/с²).

Последние тенденции развития сервосистем требуют, чтобы сервопривод включал в себя контроллер управления движением и замыкал на себя контур позиционирования. В соответствие с этим Delta (один из ведущих тайваньских производителей систем пром. автоматики) разработала серию сервоприводов ASDA-A2, которая предлагает превосходные функции управления движением, позволяя исключить внешний контроллер для большинства задач.

В машиностроении наибольшее распространение получили высокомоментные двухфазные гибридные шаговые электродвигатели с угловым перемещением 1,8°/шаг (200 шагов/оборот) или 0,9°/шаг (400 шаг/об). Точность выставления шага определяется качеством механической обработки ротора и статора электродвигателя. Производители современных шаговых электродвигателей гарантируют точность выставления шага без нагрузки до 5% от величины шага.

Драйвер шагового двигателя - электронное устройство, управляющее шаговым двигателем посредством управляющих сигналов.

Стандартом де-факто в области управления ШД являются сигналы STEP/DIR/ENABLE.

 

STEP это сигнал шага,

DIR это сигнал направления вращения,

ENABLE это сигнал включения драйвера.

 

Более научное определение - драйвер шагового двигателя это электронное силовое устройство, которое на основании цифровых сигналов управления управляет сильноточными/высоковольтными обмотками шагового двигателя и позволяет шаговому двигателю делать шаги (вращаться).

 


Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 237;