Lineární vedení v CNC strojích
Tento článek pojednává o oblasti použití lineárních vedení pro CNC stroje, jejich hlavních vlastnostech a výhodách.
ÚČEL LINEÁRNÍCH POSUVŮ
Lineární pohybový systém je kombinací převodu a lineárních vedení.
Odteď se slova „lineární pohyby“ budou vztahovat přímo na lineární vedení – hřídele, pouzdra, ložiska atd., zatímco převodům v CNC strojích je věnována samostatná série článků.
Lineární vedení jsou navržena hlavně k řešení 3 problémů:
- Slouží jako opora pro součásti stroje.
- Veďte pohyblivé části stroje po požadované dráze s potřebnou přesností a minimálním třením.
- Přijměte zatížení, která vznikají během pracovního procesu.
Válcové lineární pohyby v sestavě
Vodítka jako opora pro strojní součásti
Lineární pohyby musí nést váhu přepravované části stroje podél trajektorie pohybu a zároveň zachovat přímost.
Například portál CNC frézky spočívá na kolejnicích a může se pohybovat podél osy X. Pohyby kolejnic musí tedy unést hmotnost celého portálu a zároveň zajistit plynulý pohyb s nízkým třením.
Vedení někdy sama působí jako konstrukční součásti, to znamená, že absorbují síly a zajišťují tuhost stroje. Jedná se například o leštěné hřídele, zatímco kolejnice jsou připevněny k rámu a jsou pouze přenašečem síly.
Drážkované hřídele (KULIČKOVÉ DRAŽKY)
Přesný přímočarý pohyb
Lineární vedení, která nesou hmotnost pohyblivých částí, musí zajistit pohyb s požadovanou přesností.
Obecně je zajištění přesnosti pohybů hlavním úkolem vodítek a jejich typ a vlastnosti mají obrovský vliv na přesnost a opakovatelnost stroje.
Vodítka s vůlí, ohnutá nebo s nerovným povrchem povedou k prudkému zhoršení kvality zpracování: geometrie výrobků bude narušena – místo kruhu se při frézování získá ovál, rozměry nebudou zachovány.
Výběr a instalace vodítek na rámu je jednou z nejdůležitějších fází při vytváření portálového stroje.
Válcové kolejnice, řada TBS
Sekundární zatížení
Kromě hmotnosti samotných součástí stroje lineární pohyby také absorbují a přenášejí na rám různé síly, které vznikají během provozu – boční, torzní.
Například vodítka osy Y, která probíhají podél portálového nosníku, nesou váhu vřeteníku (osa Z) a také absorbují torzní síly vznikající při frézování.
V závislosti na účelu, uspořádání stroje a jeho provozních režimech může být ten či onen typ vodítek nejoptimálnější. Výsledek závisí do značné míry na správné volbě. Můžete si vybrat kuličkový šroub nebo trapézový šroub a na výsledek to nebude mít prakticky žádný vliv, zatímco špatný typ vodítek učiní váš stroj zcela zbytečným.
Profilové lišty HIWIN, řada HGR
Klasifikace lineárních vedení
Vodítka lze rozdělit do 2 skupin podle způsobu připevnění ke stroji:
- Vodítka s plnou oporou (upevněná k rámu po celé délce vodítka).
- Vodítka s částečnou oporou (s koncovým upevněním).
Plně podepřené vodítka jsou k rámu upevněna po celé své délce. Taková vodítka mají zpravidla vyšší únosnost než vodítka s částečnou oporou.
Vysoce kvalitní stroje používají takové vodítka na všech osách. Méně běžné jsou levné varianty, kde jsou vodítka s plnou fixací instalována na osách X a Y a na ose Z s částečnou fixací.
S rostoucí délkou osy se zvyšuje i preference vodítek s plnou fixací a u délek nad 1,5 m k nim prakticky neexistuje alternativa.
Typickými představiteli této skupiny jsou kolejnice Hiwin a válcové kolejnice Purelogic. Vodítka s částečným upevněním jsou upevněna pouze na koncích, v důsledku čehož jsou vystavena průhybu pod tíhou podepřených dílů a frézovacími silami. Někdy jsou však taková vedení výhodnější – mezi sebou a ložem ponechávají prostor, který lze s výhodou využít. Lineární ložiska na takových vedeních jsou po obvodu uzavřena, díky čemuž dobře vyrobené lineární ložisko na hřídeli na ní sedí pevněji než otevřený modul na válcové kolejnici. Představiteli této skupiny jsou leštěné hřídele a drážkované hřídele TBI.
Používáme cookies
Používáním stránek souhlasíte s používáním souborů cookie a zásadami ochrany osobních údajů. Soubory cookie nám pomáhají vylepšovat stránky a poskytovat vám personalizovanější zážitek.