Ако някога сте надграждали машина с ЦПУ, вероятно сте се фокусирали върху шпиндела, двигателя или контролера. Много хора го правят. Но понякога причината, поради която машината не може да поддържа толеранс или започва да трака, е нещо по-основно: линейните направляващи релси.
Проблемът не е, че релсите са с ниско качество. По-често изборът просто не отговаря на реалните изисквания на машината. Получаването на това правилно е от значение, тъй като линейните водещи релси носят цялата тежест на работната маса, издържат на силите на рязане и поддържат движението на всяка ос направо. Изберете лошо и проблемите с прецизността ще продължат да се появяват, независимо какво друго надграждате.
Как работи линейната направляваща релса
Системата с линейни направляващи релси има две основни части: релсата (дългата коловоз) и каретката (блокът, който се плъзга по нея). Вътре в каретката малки търкалящи се елементи-съчми или ролки-циркулират по прецизно-шлифованите канали. Това е напълно различно от старомодните плъзгащи лагери, при които металът се плъзга срещу метал.
Търкалящите елементи създават триене при търкаляне вместо триене при плъзгане. Резултатът е по-ниско съпротивление, по-висока ефективност и много по-добра прецизност.Водещата релса носи товара и поддържа референтната линия; търкалящите се елементи в каретата се движат по протежение на релсите, за да завършат линейното движение.При обработката с ЦПУ този дизайн позволява на масата да се движи плавно при голямо натоварване без трептене или залепване, което пряко влияе върху повърхността и живота на инструмента. Например нашата HGR25-3000 ммиHGR30-4000 ммрелсите са шлифовани до микрон{0}}изправеност, осигурявайки постоянно движение дори при дълги оси на движение.
Четирите ключови параметъра, които трябва да разберете
1. Товароносимост
Товароносимостта се предлага в две форми: статично натоварване (C0) и динамично натоварване (C). Статичното натоварване е максималната сила, която релсата може да издържи, когато машината е неподвижна. Динамичното натоварване определя товароносимостта при движение и пряко определя колко дълго ще издържи релсата.
Често срещана грешка е да се приеме, че ако машината работи без очевидна повреда, товароносимостта е добра. Това не е точно. Трябва да изберете релса, чието номинално динамично натоварване (C) е3 до 5 пътивашето действително максимално работно натоварване. Например, наHGH35CA плъзгачът има номинално динамично натоварване значително по-високо отHGH20CA,което го прави подходящ за тежкотоварни портални мелници, докатоHGW15CCе идеален за по-леки автоматизирани задачи.
Производителите предоставят формули за живот, базирани на динамични стойности на натоварване. Стандартното изчисление на експлоатационния живот L10 оценява разстоянието, на което 90% от идентичните водачи ще работят без отказ от умора. Това означава, че ако работите при 30% от номиналното динамично натоварване, изчислението на живота ви осигурява по-дълго обслужване. Ако натискате към 50% или повече, животът ще намалее значително.
2. Предварително натоварване
Предварителното натоварване е вътрешната сила, която елиминира хлабината между търкалящите се елементи и каналите. Използвайки леко по-големи топки или ролки, системата създава "отрицателен клирънс", което драстично подобрява твърдостта и точността.
Оценките за предварително зареждане обикновено попадат в три категории:
- Леко предварително натоварване (Z0): Минимално триене и топлина. Най-доброто за високо{1}}автоматизация, 3D принтери и полупроводниково оборудване.
- Средно предварително натоварване (ZA / Z1): Стандартът за повечето машини с ЦПУ. Той балансира твърдостта, точността на позициониране и експлоатационния живот.
- Силно предварително натоварване (ZB / Z2): Максимална устойчивост на вибрации и твърдост. Използва се при тежкотоварни портални мелници, шлифовъчни машини и вертикални оси на металорежещи машини.
НашитеHGH серияисерия HGWплъзгачите се предлагат с множество опции за предварително зареждане. За типичен CNC обработващ център, средно предварително натоварване (ZA) на aHGW30CCосигурява добър баланс. За високоскоростен гравьор, леко предварително натоварване (Z0) на aHGH15CAподдържа триенето ниско и температурите под контрол.
По-високото предварително натоварване добавя твърдост, но също така увеличава триенето и натоварването на двигателя. Изберете най-ниското предварително натоварване, което все още отговаря на вашите нужди от твърдост.
3. Степен на точност
Степента на точност описва движещия се паралелизъм на направляващата релса: колко се повдига и спуска количката, докато се движи.
Повечето марки използват стандартна система за оценяване:
- C (стандартен): По-малко или равно на 0,02 mm на метър. Подходящ за обработка на материали, заваръчно оборудване и обща автоматизация, където точността на позициониране не е критична.
- H (високо): По-малко или равно на 0,01 mm на метър. Работи за общи CNC машини за гравиране, фрезоване и дозиране с точност на позициониране около ±0,02 mm до ±0,05 mm.
- P (прецизност): По-малко или равно на 0,005 mm на метър. Базовата линия за промишлени CNC обработващи центри, стругове и шлифовъчни машини, които се нуждаят от строги допуски и висококачествено покритие на повърхността.
- SP / UP (Супер / ултра прецизност): По-малко или равно на 0,003 mm и по-малко. Запазено за високо-прецизни шлифовъчни машини, инструменти за проверка на полупроводници и измервателни инструменти, обикновено съчетани със системи за управление със затворен цикъл.
НашитеHGR сериярелсите се тестват редовно от CMM и лазерни интерферометри. Например, aHGR20-200 мм линейна направляваща релсае гарантирано, че има праволинейност в рамките на 0,005 mm/m. Ако вашата монтажна основа не е прецизно шлифована, дори релса от клас SP ще работи като модел от по-нисък клас, тъй като стоманената релса просто ще се приспособи към повърхностните неравности.
4. Топка срещу валяк
Водачите с топка и ролката изглеждат сходни, но търкалящите се елементи правят фундаментална разлика.
- Водачи за топкиизползвайте точков контакт между топката и пистата, което осигурява много ниско триене и висока скорост на движение. Максималните скорости могат да достигнат 180 м/мин или повече. Това ги прави идеални за високо-фрези, лазерни резачки и автоматизация за вземане и поставяне. Точковият контакт обаче ограничава товароподемността и твърдостта.
- Ролкови водачиизползвайте линеен контакт по дължината на ролката, създавайки много по-голяма контактна площ. Това осигурява приблизително два пъти по-висока степен на натоварване и два пъти по-голяма твърдост от сачмен водач в същата обвивка. Максималните скорости са по-ниски, защото ролките са по-тежки и генерират повече триене при високи обороти. Ролковите водачи са стандартният избор за тежки машини за рязане, големи портални мелници и всяко приложение, където силите на рязане доминират.
НашитеHGH серияисерия HGWсе предлагат както във вариант с топка, така и във вариант с ролка. За стандартна 3-осна CNC фреза, която изпълнява както тежки срезове, така и довършителни проходи, ролкови водачи (напр.HGH35CAс ролки) обикновено са правилният избор. За високоскоростен гравьор или плазмен нож, сачмени водачи (напр.HGW15CC) ще работи по-добре и ще струва по-малко.
Съвпадение на водещата релса с вашия тип машина
Различните CNC машини имат различни приоритети. Трябва да съобразите водещата релса с това, което прави вашата машина.
За високоскоростни обработващи центри и фрезови машини, вие се интересувате от скоростта, ускорението и прецизността. Точността и ниското триене при скорост водят до избора. Клас на прецизност (P) и средно предварително натоварване (ZA) са често срещани тук. НашитеHGW30CCфланцови плъзгачи често се използват в такива приложения.
За тежкотоварни портални мелници и големи бормашини, приоритетите се разместват. Твърдостта при високи натоварвания при рязане и способността да поддържа големи маси са основните грижи. Това обикновено води до по-големи размери на релсата (45 mm или 55 mm ширина) и голямо предварително натоварване (ZB). Множество блокове на релса или сдвоени успоредни релси също помагат за управление на моментите на преобръщане.HGH45CAиHGH55CAквадратните плъзгачи са типичен избор тук.
За по-малки машини като гравьори, рутери и устройства за смяна на инструменти, натоварванията са по-малки и мястото е малко. Компактните размери на водачите (15 mm или 20 mm ширина) са типични. Фокусът е върху вписването в дизайна, като същевременно отговаря на нуждите от натоварване и точност. Много лекотоварни ЦПУ използват сферични водачи като напрHGW15CCтъй като натоварванията са скромни и скоростта има повече значение от крайната коравина.
Какво да направите преди инсталиране
Можете да изберете идеалната водеща релса, но ако инсталацията е небрежна, производителността пак ще бъде лоша. Ето няколко важни неща.
Равност на монтажната повърхност.Дори лека нередност ще причини неравномерно разпределение на натоварването, превързване или преждевременно износване. Основата трябва да бъде обработена, за да отговаря на толеранса за плоскост на производителя. Типичните изисквания варират от 0,01 mm/m за прецизна работа до 0,02 mm/m за стандартни приложения.
Въртящ момент и последователност на болтовете.Неравномерният или прекомерният въртящ момент деформира релсата. Винаги използвайте калибриран динамометричен ключ, затягайте в правилната последователност и работете от центъра навън.
Паралелизъм за системи с две релси.Когато използвате две релси, определете едната като главна (фиксирана) релса и подравнете вторичната релса към нея. Лазерните инструменти или циферблатните индикатори помагат за постигане на паралелно подравняване, така че товарите да се разпределят равномерно.
Последен съвет: Учете се от употребата в реалния свят
Дори най-внимателният процес на подбор се възползва от обратната връзка от реалния свят. Когато инсталирате нови релси на машина, обърнете внимание на въртящия момент, шума и температурата през първите няколко дни на употреба.
Ако каретата изглежда необичайно твърда, предварителното натоварване може да е твърде високо или релсите може да не са успоредни. Ако машината не може да задържи позиция при натоварване, може да се нуждаете от по-голямо предварително натоварване или ролкови водачи вместо сферични водачи. Водещ индикатор за проблем е нарастващото триене-ако забележите, че моторът трябва да работи по-усилено, за да премести масата при същата скорост на подаване, нещо не е наред.
Отделянето на време за слушане и гледане по време на първоначалната работа помага да се уловят несъответствията, преди те да се превърнат в скъпи повреди.
Заключение
Изборът на правилната CNC линейна направляваща релса не означава избор на най-скъпия компонент или този с най-впечатляващите спецификации. Става въпрос за съпоставяне на товароносимостта на направляващата релса, предварителното натоварване, степента на точност и типа на търкалящия елемент с това, което вашата машина действително прави. Когато съвпадението е правилно, машината ще поддържа толеранси, ще устои на бърборене и ще работи надеждно години наред.