Как правильно выбрать реечную систему для высокоточного линейного перемещения
Спонсор: GAM.
Системы реечной передачи, шестерни и коробки передач GAM работают для обеспечения высокой производительности всех компонентов. (Изображение: ГАМ.)п>
Представьте себе автомобильный домкрат с ножницами — тот, что в багажнике для замены колес. Вращательное движение при повороте рукоятки преобразуется в линейное движение при подъеме домкрата.
Вот как работает реечная система. Вращающаяся часть — это шестерня, шестерня, получающая вращательную массу. Зубчатая часть, толкает вперед, представляет собой рейку, длинный стержень с зубьями шестерни, по этому движется шестерня. В зависимости от применения, либо рейка перемещается вперед и назад, в то время как шестерня остается на месте, либо рейка остается неподвижной, и все, к чему прикреплена шестерня, перемещается вперед и назад (или вверх и вниз).
Очень важно выбрать неправильную реечную систему, поскольку неправильное решение может повлиять как на производительность, так и на стоимость.
«Если вы сделаете стойку слишком маленькой, она может сломаться», — говорит Мэтт Рагглс, старший инженер-конструктор компании GAM, американский производитель серворедукторов и других компонентов управления движением. «Если вы выберете слишком большой размер, вы можете предложить христианам с нехваткой места, и вам придется заплатить больше денег и шестерен, чем вам нужно».
Размер шестерни соответственно рейки должен быть установлен таким образом, чтобы система могла обеспечивать требуемую скорость и обеспечивать необходимое усилие подачи. Общий размер реечной передачи также влияет на согласование инерции между двигателем и поворотом, что влияет на плавность системы движения.
Итак, как же происходит процесс выбора?
«Обычно, когда люди собирают реечную систему, их главной заботой является либо скорость, либо подача силы, поэтому вы начинаете с этих требований и работаете в обратном порядке», — говорит Рагглс.
Когда подача силы является приоритетом, это означает, что рейка достаточно велика, чтобы обеспечить необходимое усилие, и что размер шестерни соответствует двигателю или передаче коробки передач, приводящей ее в движение. Аналогично, когда скорость имеет приоритет, вы включаете речную передачу, механическая система ограничивает скорость в зависимости от входного сигнала двигателя или коробки передач.
Иногда процесс идет в другом направлении. Если клиент уже выбрал двигатель, определение размера может начаться со скорости этого двигателя и точности точности. Приложения, требующие более высокой точности, могут создавать более точные стойки.
Отсюда в игру в игру размер и форму зубов. «Чем больше стойка, тем больше и крепче зубы», — говорит Рагглс. «Зубья более высокого качества обычно работают тише и определяют наилучшее линейное позиционирование и большую точность».
Еще один вопрос: зубы у них легкие или спиральные. Спиральные зубы срезаны под углом, поэтому они постепенно входят в зацепление, вызывая более плавное, тихое движение и немного большую силу. Прямые зубы зацепляются одновременно, что делает движения более грубыми и шумными. Хотя разница в стоимости между ними очень незначительна, винтовые зубья создают осевую силу на шестерне и рейке, поддерживающую скорость движения.
Коробка передач, шестерня и реечная система обеспечивают 7-ю ось, или боковое движение, для шарнирно-сочлененного робота. Кредит: GAM
Размер шестерни также играет важную роль. Шестерни меньшего размера предпочтительнее для высокоточных приложений; при любом ветере или люфте в редукторе или двигателе влияние на линейное положение намного меньше.
«При использовании шестерни меньшего размера потерянное движение в вашей системе оказывает меньшее влияние на то, как общее позиционирование рабочих линий, по сравнению с большой шестерней, которая может почти усилить этот наклон в системе», — говорит Рагглс.
Шестерня меньшего размера также более эффективно создает крутящий момент и требует меньшего количества его передач от двигателя и коробки передач для подачи той же силы, что позволяет использовать более мелкие и менее дорогие компоненты. Более высокое передаточное число дополнительно улучшает согласование инерции между двигателем и приводом.
Обратной стороной является то, что максимальная скорость, которую может достичь система, будет намного ниже, иначе двигатель и коробка передач будут вращаться намного быстрее, чтобы компенсировать это. Когда скорость более высокая точность, шестерня большего размера преодолевает большее расстояние за один оборот.
Как только выбираются реечная и шестерня, это определяет выбор коробки передач, а затем определяет размер двигателя.
Одна постоянная ошибка, которую допускают инженеры Ruggles, заключается в том, что размер системы определяется только одной переменной — например, усиление подачи — и не учитывается другими, пока не становится слишком поздно.
«Внезапно им нужно увеличить размер стоек, поставить коробку передач большего размера, а вдруг все подорожает вдвое», — говорит Рагглс.
То же самое происходит и с инерцией: исправление несоответствия увеличения счета передаточного числа коробки передач передачи выходной скорости, которая каскадно распространяется по всей системе.
Инженеры GAM могут помочь с выбором различных компонентов реечных систем.
«У нас есть программное обеспечение для изменения размеров, с помощью которого клиент может передать нам свою силу подачи, скорость, движущуюся массу, и мы можем увеличить размер редуктора, размер двигателя, согласование инерции», — говорит Рагглс. «Поскольку мы можем определить размеры всех вещей, мы можем предложить стойки разных размеров, шестерни разных размеров, подходящие к этим стойкам, а также множество разных коробок передач, которые мы сопоставляем с физическими шестернями, чтобы действительно оптимизировать систему». п>
Чтобы узнать больше, посетите GAM.
Пост «Как выбрать правильную реечную систему для высокоточного линейного перемещения» впервые появился в The Robot Report.
Оцените материал:
