Типы линейных модулей ремня ГРМ: конфигурации и конструкции

Линейные модули ремня ГРМчасто группируются в одну категорию продуктов, но их фактическая структура может сильно различаться. Открытая ось ремня для передачи с большим ходом, полностью закрытый модуль для пыльной автоматизации, компактная ленточная ступень для ограниченного машинного пространства и двухосная портальная система — все они могут использовать зубчатые ремни, одновременно удовлетворяя совершенно разные механические требования.

Разбираемся в главномТипы линейного модуля ремня ГРМпомогает инженерам сравнивать не только ход и скорость. Стиль корпуса, расположение направляющих, конструкция каретки, путь ремня, расположение двигателя и ориентация монтажа — все это влияет на жесткость, устойчивость к загрязнению, доступ для обслуживания и интеграцию системы.

В этом руководстве описаны наиболее распространенные конфигурации модулей ремня ГРМ и показано, как адаптировать каждую конструкцию к конкретному применению.

Линейные модули ремня ГРМ можно классифицировать по нескольким признакам.

Единой универсальной системы классификации не существует. На практике с ременным приводомлинейные модулиобычно сравниваются по нескольким структурным измерениям одновременно:

• Открытая или закрытая конструкция
• Одноосное или двухосное расположение
• Стандартная или компактная конструкция корпуса
• Конфигурация с одной или несколькими каретками
• Положение двигателя и расположение ремня
• Горизонтальный, вертикальный, боковой или перевернутый монтаж.
• Одномодульная или многоосная декартова сборка

Принцип выбора:«Модуль ремня ГРМ» описывает метод передачи. Корпус, направляющую конструкцию и конфигурацию системы по-прежнему необходимо выбирать отдельно.

Линейные модули с открытым ремнем ГРМ

Открытый модуль ремня оставляет доступной большую часть внутреннего ремня или направляющей. Конструкция относительно проста, и ее часто легче проверять и обслуживать.

Типичные преимущества включают в себя:

• Простая механическая конструкция
• Легкий визуальный осмотр
• Удобный доступ для обслуживания
• Потенциально более низкая стоимость
• Хорошая пригодность для чистых, контролируемых производственных сред.

Где хорошо работают открытые модули

Открытые конструкции часто подходят для общего перемещения, перемещения, позиционирования приспособлений и ячеек автоматизации, где количество пыли, стружки и жидкостей ограничено.

Основное ограничение

Открытый ремень и направляющая область могут быть более уязвимы для загрязнения. Мелкая пыль, металлические частицы, волокна или технологический мусор могут сократить срок службы ремня и направляющих, если они попадут на траекторию движения.

Закрытые линейные модули ремня ГРМ

Закрытый или закрытый модуль дополнен защитными полосами, верхними крышками или встроенными кожухами вокруг ремня и направляющего механизма.

Основная цель – не только внешний вид. Закрытие может помочь уменьшить прямое воздействие загрязнений и держать движущиеся компоненты отдельно от окружающего процесса.

Общие преимущества

• Улучшенная защита от пыли и мусора.
• Более чистый внешний вид
• Уменьшение случайного контакта с внутренними движущимися частями.
• Лучшая пригодность для производственных сред с загрязнением воздуха
• Более контролируемая интеграция кабелей и датчиков

Компромиссы

Закрытые конструкции могут быть более сложными в обслуживании. Крышки, уплотнительные ленты и точки доступа добавляют компоненты, которые со временем могут потребовать проверки.

Важный:закрытый модуль не является автоматически пыленепроницаемым, водонепроницаемым или предназначенным для чистых помещений. Окончательный уровень защиты зависит от фактической конструкции уплотнения и условий эксплуатации машины.

Открытые и закрытые ременные модули

Модули ремня ГРМ стандартного профиля

В модулях ремней стандартного профиля используется относительно обычная алюминиевая балка или корпус со встроенными линейными направляющими и подвижной кареткой.

Они спроектированы как оси общего назначения и могут решать широкий спектр задач автоматизации.

Типичные области применения включают в себя:

• Передача материалов
• Выбрать и разместить
• Упаковочное оборудование
• Сборочные линии
• Инспекционные приспособления
• Декартовы системы

Компактные модули ремня ГРМ

Компактные конструкции уменьшают общую высоту и ширину модуля или размер двигателя, что позволяет использовать его в машинах меньшего размера.

Они полезны, когда пространство для установки ограничено грузоподъемностью.

Где компактные конструкции полезны

• электронное оборудование 3C
• Автоматизация рабочего стола
• Системы контроля
• Небольшие передвижные агрегаты
• Оборудование с малым расстоянием между осями

Что компактность может изменить

Корпус меньшего размера может иметь меньшее конструктивное сечение, меньшее расстояние между направляющими или меньше места для подшипников и ремней большего размера. Поэтому конструкция все равно должна быть проверена на момент нагрузки, жесткость и доступ для обслуживания.

Модули ремня ГРМ с одной кареткой

В наиболее распространенной конфигурации используется одна движущаяся каретка на одном линейном модуле.

Это подходит, когда один инструмент, приспособление или нагрузка должны перемещаться вдоль оси.

Преимущества включают в себя:

• Простой расчет нагрузки
• Простая прокладка кабеля
• Стандартизированный интерфейс каретки
• Простая интеграция с системами XY или XYZ.

Ременные модули с несколькими каретками

Некоторые ленточные ступени используют две или более каретки на одной оси.

В зависимости от конструкции каретки могут быть механически связаны, позиционироваться независимо посредством отдельных приводов или использоваться для поддержки одного широкого приспособления.

Зачем использовать несколько кареток?

• Поддержка длинной или широкой нагрузки
• Увеличение устойчивости к моментным нагрузкам
• Перенесите два светильника на одну балку
• Создание синхронизированных механизмов обработки

Точное поведение во многом зависит от маршрутизации ремня и конструкции привода, поэтому механическое взаимодействие между каретками должно быть подтверждено до проектирования системы.

Одноосные модули ремня ГРМ

Одноосный модуль обеспечивает одну линейную степень свободы. Это основной строительный блок для перемещения, позиционирования и регулировки машины.

Типичное использование включает в себя:

• Передача на стороне конвейера
• Движение лотка
• Позиционирование камеры
• Регулировка инструмента
• Кормление и разгрузка

Двухосные системы с ремнями ГРМ

В двухосной конфигурации обычно используются два параллельных ленточных модуля для поддержки более широкой движущейся конструкции или портальной балки.

Это часто случается, когда один модуль сам по себе не может обеспечить достаточную стабильность пролета или момента.

Типичное использование

• Широкие портальные системы
• Большие рамки для захвата и размещения
• Обработка поддонов
• Длинное движение перекладины

Синхронизация имеет значение

Если обе стороны являются приводными, две оси должны оставаться выровненными. Синхронизация может быть механической или электронной.

Плохая синхронизация может привести к перекручиванию перекладины и увеличению нагрузки на направляющую.

Правило двухосей:два мощных модуля не создают автоматически хороший портал. Параллельность, синхронизация и жесткость поперечины должны проектироваться вместе.

Модули ремня ГРМ в XY-системах

Система XY объединяет две перпендикулярные линейные оси. Одна ось несет на себе вторую ось и полезную нагрузку.

Модули ремня ГРМ часто используются, когда системе необходимо:

• Длительное путешествие
• Высокоскоростной
• Умеренная полезная нагрузка
• Быстрое двухмерное позиционирование

Нижняя ось должна быть рассчитана на массу верхней оси, двигателя, кабелей, инструментов и заготовки.

Модули ремня ГРМ в системах XYZ

Системы XYZ добавляют вертикальную ось или ось третьего направления для создания полного декартова движения.

В обычной конструкции используются модули зубчатого ремня для длительного перемещения по осям X и Y, тогда как для оси Z может использоваться шариковый винт или другая конструкция, если требуется лучшее вертикальное удержание или усилие.

Этот подход со смешанным приводом является распространенным, поскольку каждую ось можно оптимизировать для своей работы.

Конфигурации горизонтального монтажа

Горизонтальная установка является одной из наиболее распространенных ориентаций модулей ремня ГРМ.

Типичные области применения включают столы перемещения, портального перемещения и позиционирования.

Важные проверки включают в себя:

• Полезная нагрузка
• Смещение центра тяжести
• Моменты тангажа, рыскания и крена
• Ускорение
• Расстояние между опорами

Вертикальные модули ремня ГРМ

Модули ремня ГРМ также можно использовать вертикально, но вертикальное перемещение меняет вариант нагрузки.

Двигатель должен работать против силы тяжести, а система должна учитывать, что происходит при потере мощности.

В зависимости от применения конструкция может потребовать:

• Моторный тормоз
• Противовес
• Механический удерживающий механизм
• Меры безопасности, предотвращающие падение

Вертикальные оси ремня следует выбирать тщательно, поскольку ремень постоянно поддерживает подвешенный груз.

Боковые и перевернутые конфигурации

На некоторых машинах требуется, чтобы модуль был установлен на боку или в перевернутом положении, чтобы сэкономить место или обеспечить определенное расположение инструментов.

Эти ориентации могут меняться:

• Направляющее распределение нагрузки
• Допустимая моментная нагрузка
• Распределение смазки
• Поведение загрязнения
• Прокладка кабельной несущей

Всегда используйте данные о нагрузке и моменте, соответствующие реальному направлению установки.

Расположение двигателя — еще один выбор конфигурации

Двигатель не всегда необходимо устанавливать на одной линии с модулем.

Общие макеты включают в себя:

• Линейный двигатель
• Боковой двигатель
• Сложенное или параллельное расположение двигателя
• Мотор с коробкой передач

Линейный двигатель

Простой и прямой, но увеличивает общую длину оси.

Сложенный двигатель

Уменьшает общую длину за счет размещения двигателя рядом с модулем. Это полезно в компактных машинах, но в зависимости от конструкции добавляются шкивы, ремни или другие элементы передачи.

Структура руководства также определяет тип модуля

Ремень ГРМ обеспечивает движущую силу, а линейная направляющая несет нагрузку и контролирует геометрию движения.

Ременные модули могут использовать различные концепции направляющих, такие как:

• Рециркуляционные линейные рельсы
• Интегрированные путевые системы
• Роликовое наведение
• Специальные направляющие с низким коэффициентом трения

Тип направляющей влияет на жесткость, грузоподъемность, сопротивление движению, техническое обслуживание и стоимость.

Широкий корпус и конструкция с высоким моментом

В некоторых модулях ремней используются более широкие профили или увеличенное расстояние между направляющими для повышения устойчивости к моментным нагрузкам.

Эти конструкции пригодятся при переноске:

• Большие монтажные пластины
• Смещенные захваты
• Концевые исполнительные органы робота
• Широкие светильники
• Поперечные сборки

Модуль с широким корпусом может быть более подходящим, чем простой выбор более тяжелого двигателя, если реальным ограничением является допустимый направляющий момент.

Длинноходовые ременные модули

Одним из главных преимуществ ременной передачи является ее пригодность для длительных путешествий.

В отличие от длинных ШВП, ремень не должен вращаться как один длинный вал, поэтому критическая скорость винта не является ограничивающим фактором.

Длинноходная конструкция по-прежнему требует внимания к:

• Натяжение ремня
• Растяжка ремня
• Жесткость профиля
• Расстояние между опорами
• Управление кабелями
• Термические эффекты

Высокоскоростные ременные модули

Высокоскоростные конструкции обычно сочетают в себе малую движущуюся массу, подходящий диаметр шкива, правильное натяжение ремня и достаточно жесткую направляющую систему.

Максимальная скорость сама по себе не определяет фактическую производительность. Ускорение, замедление, стабилизация и нагрузка влияют на полезное время цикла.

Как выбрать между типами модулей ремня ГРМ

Распространенные ошибки конфигурации

Выбираем корпус только по внешнему виду

Закрытый модуль следует выбирать потому, что процесс нуждается в защите, а не просто потому, что он выглядит чище.

Использование одного модуля там, где необходима двухосная конструкция

Очень широкое приспособление может создать большие моменты. Двухосная или более широкая направляющая может быть более стабильной.

Игнорирование диапазона двигателя

Двигатель может мешать ограждению, соседним осям или дверям машины, даже если корпус модуля подходит.

Монтаж стандартной горизонтальной оси вертикально без проверки

Использование в вертикальном положении меняет крутящий момент двигателя, требования к тормозам и поведение нагрузки.

Предполагая, что все ременные модули имеют одинаковую точность.

Конструкция направляющих, жесткость ремня, натяжение, жесткость профиля и качество сборки — все это влияет на производительность.

Что нужно QRXQ, чтобы порекомендовать конфигурацию модуля ремня ГРМ

• Требуемый ход
• Полезная нагрузка и масса оснастки
• Положение центра тяжести
• Максимальная скорость и ускорение
• Горизонтальный, вертикальный, боковой или перевернутый монтаж.
• Требование открытой или защищенной среды
• Одноосная, XY, XYZ или портальная конструкция
• Доступное место для установки
• Предпочтение ориентации двигателя
• Требуемая повторяемость
• Ежедневный рабочий цикл

Лучший тип линейного модуля ремня ГРМ определяется компоновкой всей машины.Корпус, ширина направляющей, расположение каретки, расположение двигателя и направление установки могут иметь такое же значение, как ход и скорость.

QRXQ оценивает проекты модулей ремня ГРМ, комбинируя нагрузку, ход, динамические характеристики и структуру установки, а затем выбирая наиболее подходящую открытую, закрытую, компактную, одноосную или многоосную конфигурацию.