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龙门桁架機械手设计的五个选择 二維碼
在設計自動化機械時,通常最好首先全面了解所需的任務和有效載荷,必須連接至系統的末端執行器抓爪以及行進距離和行進過程中所需速度的近似值。從那裏,可以確定Z軸的大小和行程長度,然後確定其他行程軸。 懸臂軸:專用懸臂軸是一個完整的子組件,設計時考慮了Z軸應用程序。線性執行器模塊(例如,來自Bishop-Wisecarver的?椋┌琕型導輪軸承,該軸承在硬化和磨削的線性導軌上運行,皮帶提供動力傳輸。它們可以作爲懸臂軸的特殊版本使用,其中傳動帶固定在梁上。它遵循圍繞在中間的電機皮帶輪的歐米茄形狀。 當電動機轉動驅動皮帶輪時,線性運動平台的橫梁部分移動。這是龍門系統Z軸的理想配置,因爲可以簡化電纜布線並且電動機不會增加運動質量。 這些執行器類型的另一個重要特點是,基座由T型槽鋁制成,可以很容易地連接到其他運動軸或框架構件上。盡管可用作Z軸線性?,但由于皮帶系統和較小尺寸的線性軸承,這些執行器的負載能力有限。這些特性使該産品非常適合較小的負載和較高的速度,但不應考慮用于重負載(圖6)。 圖6.所示爲帶有皮帶驅動器和Z懸臂的皮帶驅動XZ龍門。 滾珠絲杠致動器:滾珠絲杠驅動的致動器是用于線性運動平台的另一種完整的子組件,可以很容易地以各種有用的方向連接到其他致動器。它們基于類似的執行器技術,並具有相同的關鍵優勢,包括T型槽鋁制橫梁框架,內部線性輪廓導軌軸承,帶磁性密封的不鏽鋼蓋板,內部行進保險杠以及簡單的龍門系統連接方法。與皮帶驅動懸臂執行器的主要區別在于使用滾珠絲杠作爲驅動技術。它使電動機可以線性方式安裝在軸上方,並提供有效的有效推力,非常適合提升和降低重物(圖7)。
图7.装有驱动马达的滾珠絲杠致動器的特写视图。 准尺寸,光束长度可达2,800 mm。它们可提供多种直径和导程的滚珠丝杠选择。典型的滾珠絲杠致動器可以承受径向安装的高达68,000 N的载荷,但是当安装为Z轴时,其最大扭矩载荷容量为4215 Nm。通过这些产品类型,可以在360 Nm的最大行程10,000 km下获得足够的使用寿命(图8)。 图8.这是由滾珠絲杠致動器制成的笛卡尔机器人的图示。 重型滾珠絲杠系統:这些是重型线性导轨产品线中预先配置的组件组装。带有集成滚珠丝杠驱动器的预配置致动器系统可以径向承受最大40,000 N的扭矩,或者在机架Z轴位置3220 Nm的扭矩力矩负载下进行处理。他们使用各种大型铝型材作为重型线性运动的基础结构,并且包括各种V型导轮轴承和线性导轨。这些项目可作为单独的组件和子组件获得。 重型系統的鋁制橫梁具有許多用于連接點的T型槽。橫截面中有一些可以螺紋攻絲的特征。可以用這種大鋁梁制造出完整的結構。V型滑塊線性軌道連接到鋁制梁基座,並由中間背板擠壓件支撐。該組件爲滾珠絲杠提供了足夠的間隙(圖9)。 图9.重型滚珠丝杠直线运动组件的横截面。 重型滾珠絲杠系統可根據軸承的外徑尺寸提供標准尺寸,以及不同的精密等級,包括商業和精密版本。這些等級表示直線導軌的選擇。兩種型號均由高碳鋼制成,並經過表面硬化處理以提高耐磨性。商業版本提供了良好的精度,並蝕刻在車輪運行表面上。精密版本磨削在V型通行面和安裝面上,以提供更高的精度(圖10)。
图10.此圖顯示了具有XYZ定位功能的重型龍門裝置。 重型緊湊型滾珠絲杠系統:重型緊湊型系統也是預配置的滾珠絲杠線性致動器。與重型滾珠絲杠系統相比,緊湊型系統使用較少的巨型鋁擠壓件作爲執行器基座。V型滑軌碳鋼線性導軌軌道直接連接到橫梁,而無需軌道背板,並且輪廓形狀的凹槽可容納滾珠絲杠。因此,組件的整體高度可以顯著降低。這些梁可容納與重型滾珠絲杠系統相同的線性導軌和軸承(圖11)。 图11.重型紧凑型滾珠絲杠致動器组件。 重型緊湊型滾珠絲杠系統有標准尺寸。帶軌道的梁截面的最大長度可以達到2740毫米,但在某些特殊情況下,其長度可以長達5840毫米。vee滑動組件與重型滾珠絲杠系統中使用的組件相同,因此有不同的可用精度等級,包括商業版本和精密版本。 滚珠丝杠的螺距和导线也有几种选择。由于使用了相同的Ve导向轴承和Ve滑动直线导轨,因此这些执行器与重型滚珠丝杠系统具有相似的负载能力,并且这些装置可径向容纳40,000N。当它们在Z轴龙门配置中使用时,负载能力可以达到1291 Nm(图12)。 圖12.這是一種重型滾珠絲杠,用作XZ龍門配置上的Z軸,其中X軸是皮帶驅動的致動器。 重型紧凑型滚珠丝杠执行器是大多数Z轴垂直提升操作的理想尺寸,并且易于与其他运动平台集成。还可以提供波纹管样式的通道罩,以防止碎屑进入导轨和滚珠丝杠中(图13)。 圖13.这是重型紧凑型梁滾珠絲杠致動器的横截面。 定制的Z軸:將標准産品組裝到運動平台時,有許多可能的組合,並且設備制造商設計了許多變體。已證明適用于Z軸運動平台的標准産品的許多配置。 設計從緊湊型滾珠絲杠配置中使用的緊湊型鋁梁開始。盡管它被標記爲緊湊型光束,但其結構相當大,適合Z軸應用。接下來,將V型滑塊線性導軌直接連接到鋁梁。帶有機械齒條齒的版本用于動力傳遞,而不是其他類型的執行器使用的滾珠絲杠或皮帶。僅其中一個V型滑軌需要齒輪齒條來驅動它們的致動器(圖14)。 圖14.示出了具有驅動馬達和小齒輪的托架組件。 有一些帶有導向輪軸承和用戶固定螺紋的預先配置的托架板組件。設計者可以選擇托架板或指定自己的設計。可以提供適用于該應用的完整機架驅動托架,以制成用于重型應用的完整驅動Z軸。
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