Če ste kdaj nadgradili CNC stroj, ste se verjetno osredotočili na vreteno, motor ali krmilnik. Veliko ljudi to počne. Toda včasih je razlog, da stroj ne vzdrži tolerance ali začne klepetati, nekaj bolj osnovnega: linearna vodila.
Težava ni v tem, da so tirnice nizke kakovosti. Pogosteje izbira preprosto ne ustreza dejanskim zahtevam stroja. To je pomembno, ker linearna vodila nosijo celotno težo delovne mize, se upirajo rezalnim silam in poskrbijo, da se vsaka os premika naravnost. Izberite slabo in težave z natančnostjo se bodo vedno znova pojavljale ne glede na to, kaj nadgradite.
Kako deluje linearna vodilna tirnica
Sistem linearnih vodil ima dva glavna dela: tirnico (dolga tirnica) in voziček (blok, ki drsi po njej). Znotraj vozička krožijo majhni kotalni elementi-bodisi kroglice ali valji-vzdolž natančno-obrušenih tirnic. To se popolnoma razlikuje od staromodnih drsnih ležajev, kjer kovina drsi ob kovino.
Kotalna telesa ustvarjajo kotalno trenje namesto drsnega trenja. Rezultat je manjši upor, večja učinkovitost in veliko boljša natančnost.Vodilna tirnica nosi obremenitev in vzdržuje referenčno črto; kotalni elementi v vozičku se premikajo vzdolž tirnic, da dokončajo linearno gibanje.Pri CNC obdelavi ta oblika omogoča gladko premikanje mize pod velikimi obremenitvami brez trzanja ali zatikanja, kar neposredno vpliva na končno obdelavo površine in življenjsko dobo orodja. Na primer, naš HGR25-3000 mminHGR30-4000 mmtirnice so brušene na ravni mikronov-ravnine, kar zagotavlja dosledno gibanje tudi na dolgih potovalnih oseh.
Štirje ključni parametri, ki jih morate razumeti
1. Nosilnost
Nosilnost je na voljo v dveh oblikah: statična obremenitev (C0) in dinamična obremenitev (C). Statična obremenitev je največja sila, ki jo lahko prenese tirnica, ko stroj miruje. Dinamična obremenitev določa nosilnost med premikanjem in neposredno določa, kako dolgo bo tirnica zdržala.
Pogosta napaka je domneva, da če stroj deluje brez očitne okvare, je nosilnost v redu. To ni točno. Izbrati morate tirnico z nazivno dinamično obremenitvijo (C).3- do 5-kratvašo dejansko največjo delovno obremenitev. Na primer,HGH35CA drsnik ima nazivno dinamično obremenitev bistveno višjo od drsnikaHGH20CA,zaradi česar je primeren za težke portalne mline, medtem ko jeHGW15CCje idealen za lažja opravila avtomatizacije.
Proizvajalci zagotavljajo življenjske formule, ki temeljijo na stopnjah dinamične obremenitve. Standardni izračun življenjske dobe L10 oceni potovalno razdaljo, na kateri bo 90 % enakih vodil delovalo brez odpovedi zaradi utrujenosti. To pomeni, da če delujete pri 30 % nazivne dinamične obremenitve, vaš izračun življenjske dobe zagotavlja daljšo življenjsko dobo. Če se približate 50 % ali več, se bo življenje znatno zmanjšalo.
2. Prednapetost
Prednapetost je notranja sila, ki odpravi zračnost med kotalnimi elementi in vodilnimi stezami. Z uporabo nekoliko prevelikih kroglic ali valjev sistem ustvari "negativno zračnost", kar dramatično izboljša togost in natančnost.
Ocene predobremenitve običajno spadajo v tri kategorije:
- Lahka prednapetost (Z0): Minimalno trenje in toplota. Najboljše za-hitro avtomatizacijo, 3D-tiskalnike in polprevodniško opremo.
- Srednja prednapetost (ZA / Z1): Standard za večino CNC obdelave. Usklajuje togost, natančnost pozicioniranja in življenjsko dobo.
- Močna prednapetost (ZB / Z2): Največja odpornost na vibracije in togost. Uporablja se na težkih portalnih rezkarjih, brusilnih strojih in navpičnih oseh obdelovalnih strojev.
Našserija HGHinserija HGWdrsniki so na voljo z več možnostmi prednapetosti. Za tipičen CNC obdelovalni center je srednja prednapetost (ZA) na aHGW30CCzagotavlja dobro ravnotežje. Pri visokohitrostnem graverju rahla prednapetost (Z0) na aHGH15CAohranja nizko trenje in temperature pod nadzorom.
Večja prednapetost dodaja togost, a tudi poveča trenje in obremenitev motorja. Izberite najnižjo prednapetost, ki še vedno ustreza vašim potrebam glede togosti.
3. Stopnja natančnosti
Stopnja natančnosti opisuje tekočo vzporednost vodilne tirnice: koliko se voziček med premikanjem dvigne in spusti.
Večina blagovnih znamk uporablja standardni sistem ocenjevanja:
- C (standardno): manj kot ali enako 0,02 mm na meter. Primerno za ravnanje z materialom, varilno opremo in splošno avtomatizacijo, kjer natančnost pozicioniranja ni kritična.
- H (visoko): manj kot ali enako 0,01 mm na meter. Deluje za splošne CNC stroje za graviranje, rezkanje in razdeljevanje z natančnostjo pozicioniranja okoli ±0,02 mm do ±0,05 mm.
- P (natančnost): manj kot ali enako 0,005 mm na meter. Osnova za industrijske CNC obdelovalne centre, stružnice in brusilne stroje, ki potrebujejo ozke tolerance in visokokakovostno obdelavo površin.
- SP/UP (super/ultra natančnost): manj kot ali enako 0,003 mm in manj. Rezervirano za visoko-natančne brusilnike, orodja za pregledovanje polprevodnikov in merilne instrumente, običajno v kombinaciji z zaprtozančnimi nadzornimi sistemi.
Našserija HGRtirnice se redno testirajo s CMM in laserskimi interferometri. Na primer, aHGR20-200 mm linearna vodilna tirnicaima zagotovljeno ravnost znotraj 0,005 mm/m. Če vaša montažna osnova ni natančno brušena, bo tudi tirnica razreda SP delovala kot model nižjega razreda, ker se bo jeklena tirnica preprosto prilagodila površinskim nepravilnostim.
4. Žogica proti valju
Kroglična in valjčna vodila so si podobna, vendar kotalni elementi bistveno razlikujejo.
- Vodila za krogliceuporabite točkovni stik med žogico in dirkalno stezo, kar zagotavlja zelo nizko trenje in visoko hitrost vožnje. Največje hitrosti lahko dosežejo 180 m/min ali več. Zaradi tega so idealni za visokohitrostne-usmerjevalnike, laserske rezalnike in avtomatizacijo pobiranja in postavljanja. Vendar točkovni stik omejuje nosilnost in togost.
- Vodila za valjeuporabite linijski stik po vsej dolžini valja, kar ustvari veliko večjo kontaktno površino. To zagotavlja približno dvakrat večjo nosilnost in dvakrat večjo togost krogličnega vodila v istem ovoju. Največje hitrosti so nižje, ker so valji težji in ustvarjajo več trenja pri visokih obratih. Valjčna vodila so standardna izbira za težke rezalne stroje, velike portalne rezkarje in vse aplikacije, kjer prevladujejo rezalne sile.
Našserija HGHinserija HGWso na voljo v različici s kroglo in valjem. Za standardni 3-osni CNC rezkalni stroj, ki izvaja težke reze in zaključne prehode, valjčna vodila (npr.HGH35CAz valji) so običajno prava izbira. Za visokohitrostni graver ali plazemski rezalnik, kroglična vodila (npr.HGW15CC) bodo delovali bolje in stali manj.
Ujemanje vodila z vrsto vašega stroja
Različni CNC stroji imajo različne prioritete. Vodilno tirnico morate uskladiti s tem, kar počne vaš stroj.
Za visokohitrostne obdelovalne centre in rezkalne stroje, skrbite za hitrost, pospešek in natančnost. Natančnost in nizko trenje pri hitrosti poganjata izbiro. Tukaj sta pogosta natančna stopnja (P) in srednja prednapetost (ZA). NašHGW30CCv takšnih aplikacijah se pogosto uporabljajo drsniki s prirobnico.
Za težke portalne mline in velike vrtalne stroje, se prioritete zamenjajo. Togost pri visokih rezalnih obremenitvah in sposobnost podpiranja velikih mas sta glavni skrbi. To običajno vodi do večjih velikosti tirnic (širina 45 mm ali 55 mm) in velike prednapetosti (ZB). Več blokov na tirnico ali par vzporednih tirnic prav tako pomaga pri obvladovanju prevrnitvenih trenutkov.HGH45CAinHGH55CAkvadratni drsniki so tukaj tipična izbira.
Za manjše stroje, kot so graverji, rezkalniki in menjalniki orodij, obremenitve so manjše in prostora je malo. Tipične so kompaktne velikosti vodil (širina 15 mm ali 20 mm). Poudarek je na prileganju zasnovi ob izpolnjevanju potreb po obremenitvi in natančnosti. Veliko lahkih CNC-jev uporablja kroglična vodila, kot je nprHGW15CCker so obremenitve skromne in je hitrost pomembnejša od končne togosti.
Kaj storiti pred namestitvijo
Izberete lahko popolno vodilo, a če je namestitev površna, bo učinkovitost še vedno slaba. Tukaj je nekaj pomembnih stvari.
Ravnost montažne površine.Celo majhna nepravilnost bo povzročila neenakomerno porazdelitev obremenitve, zvijanje ali prezgodnjo obrabo. Osnova mora biti strojno obdelana, da ustreza toleranci ravnosti proizvajalca. Tipične zahteve segajo od 0,01 mm/m za natančno delo do 0,02 mm/m za standardne aplikacije.
Navor in zaporedje vijakov.Neenakomeren ali prevelik navor deformira tirnico. Vedno uporabljajte umerjen momentni ključ, zategnite v pravilnem zaporedju in delajte od sredine navzven.
Paralelizem za sisteme z dvema tirnicama.Pri uporabi dveh tirnic določite eno kot glavno (fiksno) tirnico in poravnajte sekundarno tirnico z njo. Laserska orodja ali številčnice pomagajo doseči vzporedno poravnavo, tako da se obremenitve enakomerno porazdelijo.
Zadnji nasvet: Učite se iz uporabe v resničnem svetu
Tudi najbolj skrben postopek izbire ima koristi od povratnih informacij iz resničnega sveta. Ko nameščate nova vodila na stroj, bodite pozorni na vrtilni moment, hrup in temperaturo v prvih nekaj dneh uporabe.
Če je voziček neobičajno trd, je morda prednapetost previsoka ali pa tirnice niso vzporedne. Če stroj ne more zadržati položaja pod obremenitvijo, boste morda potrebovali večjo prednapetost ali valjčna vodila namesto krogličnih vodil. Vodilni pokazatelj težav je naraščajoče trenje-če opazite, da mora motor delati močneje, da premakne mizo z enako hitrostjo podajanja, je nekaj narobe.
Če si med začetnim delovanjem vzamete čas za poslušanje in opazovanje, pomagate ujeti neskladja, preden se spremenijo v drage okvare.
Zaključek
Pri izbiri prave CNC linearne vodilne tirnice ne gre za izbiro najdražje komponente ali tiste z najbolj impresivnimi specifikacijami. Gre za ujemanje nosilnosti vodilne tirnice, prednapetosti, stopnje natančnosti in vrste kotalnih elementov s tem, kar vaš stroj dejansko počne. Ko je ujemanje pravilno, bo stroj vzdrževal tolerance, se upiral klepetanju in zanesljivo deloval več let.