Binarët udhëzues të rrumbullakët VS shina udhëzuese katrore për ruterat CNC

Kompleti hekurudhor linear CNC

Binarët udhëzues linearë (komplet hekurudhor linear CNC) vijnë në 2 lloje, shina udhëzuese të rrumbullakëta dhe shina udhëzuese katrore. Binarët udhëzues të rrumbullakët e kanë origjinën në vendin e parë, por nuk ofrojnë saktësinë e ofruar nga komponentët e hekurudhës udhëzuese katrore. Megjithatë, shina udhëzuese e rrumbullakët është shina udhëzuese e preferuar për lëvizjet vertikale me ngarkesa të rënda. Aplikacioni do të diktojë se çfarë lloji të shinave udhëzuese lineare duhet të përdoren. Kriteret për zgjedhjen e njërit mbi tjetrin nuk ndryshojnë nga zgjedhja e ndonjë tjetër Router CNC komponenti, specifikoni dizajnin, përcaktoni objektivat e sistemit dhe punoni nga sukseset dhe gabimet e kaluara. Por kushdo që nuk ka përvojë mund të bëjë gabime të thjeshta. Vendi më i mirë për të filluar është të mësosh cilësitë themelore të secilit lloj dhe të adoptosh ato më të rëndësishmet për aplikacionin.

Teknologjia e hekurudhës udhëzuese të rrumbullakët është përmirësuar afër përsosmërisë gjatë 60 viteve të fundit dhe shinat udhëzuese katrore kanë qenë rreth 35 të respektueshme. Shumica e problemeve të qenësishme të projektimit janë hekurosur prej kohësh dhe materialet janë përmirësuar në mënyrë dramatike. Shumica e problemeve lindin nga keqpërdorimi dhe aplikimi i gabuar. Dhe arsyet kryesore për aplikimin e gabuar shpesh vijnë nga një paragjykim apo paragjykim personal, një llogaritje e gabuar ose një gjykim estetik. Kjo do të thotë, një hekurudhë relativisht e vogël e profilit linear mund të përshtatet mirë me ngarkesën, shpejtësinë dhe çdo kërkesë tjetër. Por kur montohet në ruterin CNC, një sy dallues mund të konkludojë se duket i dobët dhe definitivisht i vogël.

Një lloj udhëzuesi linear me tufa me top nuk është domosdoshmërisht më i lehtë për t'u përdorur se një tjetër. Zgjedhja varet tërësisht nga aplikacioni specifik. Në përgjithësi, një komponent i veçantë me shina katrore mund të kushtojë më shumë se raundi, por kërkesa të tjera duke përfshirë koston e sistemit duhet të adresohen. Së paku, këta zëra përfshijnë shpenzimet për përgatitjen e shtratit të routerit CNC ose sipërfaqeve të tjera të montimit për të akomoduar sistemin hekurudhor, saktësinë e pozicionimit të nevojshëm dhe hapësirën e disponueshme për nënsistemin linear-hekurudhor.

Por, përpara se të vendosni lapsin në letër ose miun në jastëk, vendosni për një shina katrore ose të rrumbullakët. Kur aplikacioni duket se mund të shkojë në të dyja anët, kryeni llogaritjet paraprake për cilësitë më kritike dhe duhet të siguroheni që asgjë të mos anashkalohet.

Binarët udhëzues të rrumbullakët

Para ardhjes së shinave udhëzuese katrore, shinat udhëzuese të rrumbullakëta pritej të kënaqnin çdo situatë lineare të kontrollit të lëvizjes. Dhe për shumë vite, ata e bënë këtë në mënyrë të admirueshme. Por ndërsa përdoruesit e mjeteve të ruterit CNC kërkuan toleranca më të afërta për punë të caktuara, prodhuesit e ruterëve CNC favorizuan metodën klasike të bluarjes dhe gërvishtjes. Binarët udhëzues të rrumbullakët u përdorën për pajisjet periferike kur ato nuk mund të plotësonin kërkesat e tolerancës.

Kjo nuk i bëri binarët udhëzues të rrumbullakët më pak të vlefshëm ose të vjetëruar. Përfitimet e tyre vazhdojnë të tejkalojnë të metat e tyre. Shinat udhëzuese të rrumbullakëta janë përgjithësisht më pak të kushtueshme se shinat udhëzuese katrore, por ky nuk duhet të jetë kriteri kryesor për çdo aplikim. Një hekurudhë katrore në fakt mund të dështojë ndërsa një hekurudhë e rrumbullakët mund të funksionojë pa probleme dhe pa të meta. Për shembull, shinat udhëzuese të rrumbullakëta falin më shumë keqdrejtimin, paralelizmin e dobët dhe ngarkesat momentale në shumicën e rasteve. Makineritë CNC dhe lejojnë më shumë ndryshime në hekurudhën h8 sesa sistemet me shina katrore. Megjithatë, ata mund të mbajnë një drejtësi udhëtimi prej 0.01 inç. për 10 ft. Gjithashtu, elementi i vogël rrotullues tenton ta bëjë më të butë lëvizjen e binarëve të rrumbullakët.

Për të arritur këtë saktësi, ata kanë nevojë për mbështetje vetëm në skajet, megjithëse shumë prej tyre mbështeten në disa pika ose përgjatë gjithë gjatësisë së tyre. Kjo lejon që shinat të kalojnë pa problem mbi boshllëqet dhe të kalojnë në mënyrë të sigurt nga një mbështetje në tjetrën. Kur sistemi me shina të rrumbullakëta kërkon vetëm një montim bosht-shina (një bosht, një shina ose një bosht dhe 2 blloqe të mbështetura nga fundi me 4 blloqe jastëku), kostoja e përgatitjes është më e vogël se hekurudha katrore. Në përgjithësi, instalimi me shina të rrumbullakëta është relativisht i lehtë dhe i lirë. Dhe shërbimi dhe zëvendësimi favorizojnë hekurudhën e rrumbullakët.

Binarët udhëzues katror (shinarët udhëzues të profilit)

Binarët udhëzues katrorë u projektuan fillimisht për industrinë e mjeteve të ruterit CNC. Ata zëvendësuan karrocat dhe rrugët e integruara, të cilat janë zona integrale të shtratit të routerit CNC. Megjithatë, disa karroca dhe rrugë tradicionale ende ofrojnë saktësi të lartë në situata të caktuara.

Binarët udhëzues katrorë janë më të ngurtë dhe më të ngurtë, por kanë nevojë për mbështetje të drejtë dhe të vazhdueshme me kërkesa të forta për rrafshueshmëri dhe paralelizëm; ata nuk mund të kalojnë boshllëqet që mund të ketë një hekurudhë e rrumbullakët. Megjithatë, për shkak se prodhuesit e ruterëve CNC janë mësuar me përgatitjen e saktë të shtratit, ky nuk është problem.

Avantazhi kryesor i shinave udhëzuese katrore është saktësia e tyre e lartë e pozicionimit, veçanërisht e dobishme në bluarje dhe bluarje. Ato mbajnë nga 0.0002 në 0.001 inç mbi një gjatësi prej 10 ft, krahasuar me 0.01 inç për shinat udhëzuese të rrumbullakëta. Ata gjithashtu trajtojnë këtë saktësi për një ngarkesë momenti; një karrocë e vetme dhe një hekurudhë e vetme janë më të përshtatshme për këtë sesa një hekurudhë e rrumbullakët. Dhe për shkak se hekurudha katrore trajton ngarkesa më të larta me saktësi të lartë, shumica e përdoruesve tolerojnë disi më pak butësi sesa ofrojnë shinat udhëzuese të rrumbullakëta.

Megjithëse një njësi hekurudhore me profil të vetëm mund të përballojë një ngarkesë momentale, nuk rekomandohet gjithmonë. 2 ose më shumë njësi duhet të përdoren për të balancuar ngarkesën ose për të shpërndarë peshën. Megjithatë, një shina katrore mund të përshtatet aty ku kërkohen 2 shina udhëzuese të rrumbullakëta. Binarët e profilit janë gjithashtu më të lehta për t'u përdorur sepse kanë nevojë për një ose 2 pjesë për një sistem të plotë, hekurudhën dhe karrocën, ndërsa hekurudha e rrumbullakët përbëhet nga disa pjesë të tjera.

Shinat udhëzuese katrore kanë kapacitet më të lartë të jetëgjatësisë së ngarkesës, e përcaktuar si sasia e ngarkesës që njësia i mbijeton duke udhëtuar në një distancë të caktuar. Për shembull, një kapacitet prej 20,000 N bazohet në një vlerësim prej 100 km. Dhe konsumimi është minimal sepse hekurudha nuk rrëshqet, por ka kontakt rrotullues. Jeta e hekurudhës katrore varet kryesisht nga lloji i mjedisit në të cilin banon, lubrifikimi i duhur dhe mirëmbajtja. Me të gjitha të tjerat të barabarta, shinat udhëzuese të rrumbullakëta janë pak më tolerante sepse ato nuk janë aq të ngushta dhe nuk janë aq të ndjeshme ndaj ndryshimeve të lehta. Një hekurudhë katrore është më e ndjeshme ndaj mbeturinave dhe ndikimit, megjithëse ka një kapacitet dhe rezistencë më të lartë ndaj goditjeve që nuk ndikojnë në elementin rrotullues.

Duke marrë parasysh aspektin e konsumimit, hekurudha e rrumbullakët ka gjithashtu aftësi natyrore të hedhjes së mbeturinave. Binarët katrorë janë të fshehur nga aksesi i drejtpërdrejtë, por jo domosdoshmërisht derdhin mbeturina. Me një forcë lëvizëse të lëngshme të aplikuar në hekurudhë, një hekurudhë e rrumbullakët funksionon më mirë se një shina katrore, sepse hekurudha katrore mund të tërhiqet në disa nga zonat e garës, ndërsa hekurudha e rrumbullakët ka më pak tendenca për tërheqje.

Zgjidhni një lloj hekurudhe për t'u përdorur përpara se të filloni paraqitjen e komponentit të routerit CNC. Pajisjet e montimit janë rrënjësisht të ndryshme midis shinave udhëzuese të rrumbullakëta dhe katrore, dhe zona në të cilën duhet të punohet ndryshon siç ndryshon edhe vlerësimi i ngarkesës për madhësinë fizike. Nëse nuk funksionon më vonë, ndryshimi nga një markë hekurudhore katrore në tjetrën është më e lehtë se ndryshimi nga një shina katrore në një hekurudhë të rrumbullakët. Të gjithë prodhuesit ndjekin standarde që lejojnë një farë shkalle këmbyeshmërie brenda një lloji.

Efikasiteti mund të trajtohet nga 2 kënde. Njëri merret me koeficientin e tërheqjes së fërkimit; më pak fërkim do të thotë më pak energji hyrëse. Zvarritja e rrumbullakët hekurudhore është pak më e ulët dhe veprimi i saj është më i butë se një hekurudhë profili. Por ata që përdorin rregullisht shinat udhëzuese katrore ofrojnë fuqi të mjaftueshme për t'i drejtuar binarët mjaft mirë. Disa gjithashtu e konsiderojnë efikasitetin nga pikëpamja e zarfit ose madhësisë së përgjithshme. Hekurudha e profilit më të vogël ofron një paketë më të vogël për ngarkesa më të larta.

Ngarkimi i goditjes, si me një ngarkesë me goditje të menjëhershme, prek të gjitha kushinetat. Binarët udhëzues katror mund të përballojnë një ngarkesë më të rëndë se një njësi e vogël, kështu që goditja është më shumë një forcë ndikimi. Por në të gjitha rastet, hekurudha është e shkallëzuar në kapacitetin e ngarkesës normale, jo një ngarkesë shoku. Nuk ka asnjë ndryshim domethënës përveç se në makineritë e rënda një goditje është më e dëmshme vetëm për shkak të masës së pastër.

Shinat udhëzuese katrore vijnë me disa vlerësime kritike mjedisore, që zakonisht gjenden në manualin e prodhuesit ose në udhëzuesin e dizajnit. Fatkeqësisht, projektuesit nuk i marrin parasysh faktorët degradues mjaft shpesh në fazat fillestare të projektimit për shinat udhëzuese të rrumbullakëta ose katrore. Për shembull, vlerësimi standard i ciklit të punës në SHBA është 2 milion in. ose 50 km dhe 100 km ose 4 milion in. për tregun evropian. Shpesh, standardet rekomandojnë që një sistem hekurudhor të mos përdoret më shumë se 25 ose 50% të kapacitetit të vlerësuar.

Është në Katalog

Shumica e katalogëve për udhëzuesit linearë të rrotullave dhe topave përmbajnë informacione për aplikimin dhe inxhinierinë për madhësinë dhe instalimin. Këta parametra kërkohen për përcaktimin e vlerësimeve të ngarkesës dinamike dhe momentit dhe kapaciteteve statike të ngarkesës dhe momentit, të cilat përfshijnë hapin, rrotullimin dhe kthesën. Katalogët përfshijnë gjithashtu grafikë dhe ekuacione për përcaktimin e jetëgjatësisë së udhëtimit të kushinetave nga vlerësimi i ngarkesës dinamike dhe parametrat e futjes së ngarkesës dinamike të aplikuar. Çdo udhëzues linear rul ose mbajtës topi ka specifikime unike për shpejtësinë, nxitimin, tolerancat, parangarkimin dhe gamën e temperaturës.

Parametri më kritik për udhëzuesit e profilit është paralelizmi i drejtimit, i cili është në intervalin disa mikrometrash. Nëse nuk ndiqen nga afër, kushinetat lidhen ose konsumohen para kohe. Për të parandaluar probleme të tilla, udhëzuesit e instalimit mbulojnë me kujdes temën e përgatitjes së sipërfaqes së montimit, tolerancat e montimit dhe paralelizmin e hekurudhave. Të dhënat e instalimit përfshijnë gjithashtu zhvendosjen vertikale të hekurudhës, zhvendosjen vertikale dhe anësore të karrocës, tolerancat e vrimave të montimit, rrotullimin e bulonave dhe nyjet e prapanicës.

Kushinetat lineare të rrumbullakëta me tufa me top kërkojnë të njëjtat konsiderata si binarët e profilit, plus disa. Grafikët polare ilustrojnë kapacitetin dinamik të ngarkesës, dhe grafikët tregojnë jetëgjatësinë e ngarkesës. Koeficienti i ulët i fërkimit prej 0.001 dhe specifikimet e vetë-rregullimit të dhëna për binarët udhëzues të rrumbullakët eliminojnë nevojën për faktorët degradues që zakonisht caktohen për binarët e profilit.

Aplikime

Ndërsa shinat udhëzuese lineare katrore dikur kushtonin shumë herë më shumë se teknologjia e rrumbullakët për shkak të kërkesave të gjera të bluarjes të qenësishme në dizajn, teknikat e reja të prodhimit dhe ekonomitë e shkallës i kanë inkurajuar inxhinierët të argëtojnë përdorimin e shinave udhëzuese katrore në një hapësirë më të gjerë aplikimi. Shinat udhëzuese lineare katrore tani mund të gjenden në shumë nga të njëjtat aplikacione që dikur mbështeteshin vetëm nga shina udhëzuese të rrumbullakëta.

Shumica e aplikacioneve mund të përdorin shina udhëzuese të rrumbullakëta ose katrore. Por disa shina janë zëvendësuar me tipin tjetër sepse i pari nuk funksionon. I tillë ishte rasti në një shtrat spital-pacient, ku projektuesi filloi me një hekurudhë katrore për lëvizje boshtore. Por kuvendi do të lidhte; nuk mund të lëvizte lirshëm nëse bulonat e montimit nuk liroheshin për të lejuar disa lëvizje përdredhëse. Korniza e shtratit thjesht nuk ishte mjaft e ngurtë. Hekurudha katrore duhej të zëvendësohej me hekurudhën e rrumbullakët vetë-rreshtuese.

Një aplikim tjetër që vuante nga një problem i ngjashëm ishte një hekurudhë katrore e montuar në një bazë prej llamarine në një makinë shitëse. Hekurudha nuk funksionoi sepse montimi i llamarinës nuk ishte mjaft i ngurtë. Ndonjëherë, projektuesit përsërisin gabimet kur shohin të njëjtin problem në një këndvështrim tjetër. Një inxhinier i njohur me binarët udhëzues të rrumbullakët mund të priret të ngjitet me to, pavarësisht nga nevojat e aplikimit për saktësi më të lartë. Por shumica e aplikacioneve nuk kanë nevojë për saktësinë e shiritit katror. Ata duhet të shikojnë të gjithë koston e sistemit, jo vetëm koston e komponentit. Dhe kjo do të thotë të përfshihen kërkesat për të gjitha pajisjet periferike dhe çështjet e zgjeruara.

Grafiku i ngarkesës/jetëgjatësisë së hekurudhës së rrumbullakët tregon ngarkesën kufizuese për një kushinetë të caktuar me tufa. Futni grafikun me ngarkesën maksimale të kushinetësve më të ngarkuar dhe jetëgjatësinë e kërkuar të udhëtimit dhe gjeni vendin ku kryqëzohen 2 vijat. Zona përmes ose sipër dhe në të djathtë të kryqëzimit tregon kushinetat më të përshtatshme.

Orientimi i kushinetave ose drejtimi i ngarkesës së aplikuar përcakton kapacitetin dinamik të ngarkesës së një kushinete me tufa. Faktori i korrigjimit gjendet nga drejtimi i ngarkesës së aplikuar në lidhje me orientimin e gjurmëve të topit mbajtës të paraqitur në grafikun polar. Për të përcaktuar kapacitetin e ngarkesës, shumëzoni faktorin korrigjues K me kapacitetin dinamik të ngarkesës së njësisë specifike.

Shinat udhëzuese katrore mund t'i tejkalojnë shinat udhëzuese të rrumbullakëta në rrethana specifike që kërkojnë ngurtësi më të madhe dhe më shumë kompaktësi për sa i përket kapacitetit të ngarkesës në krahasim me madhësinë. Në përgjithësi, binarët udhëzues të profilit ofrojnë kapacitet më të lartë ngarkese, saktësi dhe ngurtësi, dhe një jetëgjatësi më të gjatë.

Binarët udhëzues katrorë duhet të kenë sipërfaqe jashtëzakonisht paralele për të parandaluar lidhjen dhe konsumimin e tepërt. Ata priren të marrin formën e sipërfaqes së montimit, duke e bërë të nevojshme respektimin e rreptë të specifikimeve të paralelizmit.

Binarët udhëzues të rrumbullakët VS binarët udhëzues katror në një shikim

tipar	Binarët udhëzues të rrumbullakët	Binarët udhëzues katror
Kosto	Në përgjithësi më pak e shtrenjtë	Në përgjithësi më e shtrenjtë
Instalim	Më e lehtë për t'u lidhur dhe instaluar	Kërkon shtrirje dhe montim më të saktë
Butësia e lëvizjes	Lëvizje më e qetë me më pak fërkime	Lëvizje e mirë, por mund të ketë më shumë fërkim se binarët e rrumbullakët
Load Kapaciteti	Kapacitet më i ulët mbajtës	Kapacitet më i lartë mbajtës
Stabilitet	Mund të devijohet ose përkulet nën ngarkesa të rënda	Më e qëndrueshme, më pak gjasa të përkulet nën ngarkesa të rënda
Qëndrueshmëri	Më pak e qëndrueshme në përdorim të rëndë dhe të vazhdueshëm	Më e qëndrueshme, e përshtatshme për aplikime të rënda
Aplikacion	Ideale për aplikime më të lehta dhe më pak kërkuese	Ideale për aplikime të rënda dhe me saktësi të lartë
shkathtësi e mendjes	E disponueshme në diametra dhe gjatësi të ndryshme	Në dispozicion në madhësi të ndryshme, por në përgjithësi më të ngurtë
Mirëmbajtje	Më e lehtë për tu mirëmbajtur për shkak të dizajnit të thjeshtë	Mund të kërkojë më shumë mirëmbajtje për shkak të kompleksitetit
Saktësi	Më pak i saktë në skenarë me ngarkesë të lartë	Precizion i lartë, i përshtatshëm për përpunim me saktësi
Fleksibiliteti	Më fleksibël dhe mund të strehojë keqpërshtatje të lehta	Më pak fleksibël, kërkon shtrirje të saktë