空间有限怎么办?适用于紧凑型设备的INA滑块型号推荐

admin INA滑轨 30

工业的不间断发展之际,尤其是工业自动化与精密制造的不断深入,设备的“小而美”、“多而合”的“小型化、模块化”已成为这一领域的核心趋势。正当我们面临的越来越多的复杂的装配线加工的设备空间的严峻的局面时,如何合理地选择适配的直线运动部件就成为了摆在我们面前的一个关键的挑战。采用对其精密的设计能力的不断的完善和优化手段,德国的INA品牌就推出了专为紧凑型的设备而优化的滑块导轨系统,下面就就从其技术的特性、常见的应用场景及选型的逻辑等方面对其做一一的分析。

一、紧凑型设计的核心突破:空间利用率提升30%以上

通过对结构的不断的创新 INA就将空间的压缩做的极为到位,如其代表的LFKL32SF型号与RWU系列的滑块就都采用了满滚的柱/球设计,在保持了高的承载力下将体积的缩小至传统的型号的60%-70%以上。如LFKL32SF的500mm标准导轨配的单滑块系统仅需85mm的安装宽度,相较同类的产品就将横向的占用空间减少了22%,尤其对横向的布局都比较敏感的场景如数控机床的工作台、半导体的检测设备等都能大大地降低了对工作台的占用空间的要求。

凭借对其精心的技术优化, INA的这一新产品便将原有的滚柱/球的接触面积通过四点的接触哥德式的沟槽的结构,使其与导轨的接触面积都大大地得到了增加达40%,从而在同样的体积下将其所能的承载的力都得到了25%的提高。通过对RWU55-E-HL-V3的深入实验数据的对比可知其在100mm的行程内可承受的动态载荷达18.5kN,而传统的两排滚珠的结构仅能承载12kN,这一设计的突破使得紧凑型的设备都无需对其性能的牺牲就能实现空间的优化。

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二、典型应用场景与型号匹配方案

1. 数控机床进给系统

针对近年来对多轴的联动加工中心的小型化的趋势,我们尤其推荐了KUVE系列的四排滚珠导轨的应用,它的高精度、强大的承载能力、以及对多轴的灵活的联动控制等特点都极大地满足了目前的加工中心的发展趋势.。依托于对X-life的优异的材料优化的设计将摩擦系数降低至0.003,配以V2的中等预紧,就可在500mm/min的进给速度下实现±2μm的精确的定位。通过对比了KUVE25-B-L-V2-G3与原有的型号后,我们惊喜的发现了其不仅将工作台的重量都减轻了18%,而且对重复的定位精度都能将原有的15%的精度都给提升了!

2. 半导体封装设备

将KUSE的六排滚珠导轨广泛的应用于了晶圆的传输模块中,充分地发挥了其在高精度的线性运动中的优良性能。采用其内置的高效的弹性刮屑片与底部的双密封的设计手段,有效的阻隔了0.5μm以上的各类颗粒物的侵入,完全满足了Class 100的洁净室的要求。采用对其的连续2000小时的测试手段,KUSE35-B-L-V3的导轨表面所经历的磨损仅为0.008mm,明显的将传统的同类型号的使用寿命都延长了2.3倍。

3. 医疗影像设备

将随CT扫描仪的旋转台的不断的mini化趋势下,我们更倾向于将RWU系列的满滚柱滑块推荐给您。借助其独特的链式保持架的结构,使得滚柱的均匀的分布不仅能在正常的工作状态下保持平稳的运行,而且在±0.5°的较大倾斜的工况下也能保持平稳的运行。借助对RWU45-E-L-RRF-G1-V3的采用,不仅将原有的旋转台的直径从750mm的优化缩小至680mm,而且将原有的承载能力从800kg的又大幅的提升至1200kg,从而更好地满足了大型探测器的模块的安装需求。

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三、选型关键参数与避坑指南

1. 精度等级匹配

但作为紧凑的型式设备,其所能达到的 INA滑块的精度却也只能达G1-G4的四级(数字越小精度越高),在实际的工程应用中往往也要根据项目的具体要求对其所能达到的精度与所带来的成本做出合理的权衡。例如:

通过对G1的进一步的优化将G3的公差带进一步的提高至±0.02mm同时将其相应的成本降低了40%对应的普遍的适用一般的自动化的设备。

配备了高精度的G2级数控系统的机床尤其适用于对工作件的精度要求极高的加工领域,如:飞机的零部件的加工、汽车的零部件的加工、医疗器械的加工等,对工作件的公差的带宽都可以达到±0.01mm以上,并可与激光干涉仪等高精度的校准仪器。相配套,真正实现了“精度高、可靠度大、操纵性好、易于维修”的现代的数控机床的理想目标。

但在追求高的精度的同时也不可不注意到对机器的预紧力过大导致的另一极端的后果,如某案例中G1级的滑块因预紧力超标,在运行200小时后都出现了爬行的现象。

2. 预紧力选择

将其分别对应为刚度的不同需求,如V0表示刚度更低的预紧状态,V3则表示刚度更高的预紧状态等。

借助对摩擦力的进一步的调优(甚至能将其降低30%以上),使其更为适应了低的负载下高速的工作场景的需求。

借助对刚度的适当的平衡和对寿命的较好的控制,V2的中等预紧的通用型的选择就能实现既能满足较高的刚度又能满足较长的使用寿命的要求。

根据其高超的预紧性能的要求,对其高预紧的V3型应严格地控制其工作的温度场,温度的每升高10℃都将使其预紧的力衰减8%。

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3. 润滑与维护周期

由于紧凑的设备内部空间的严重的限制,尤其是对于那些结构复杂的机械设备的来说,我们更倾向于将其改为采取脂的润滑方式加上自动的注油系统的配置来更好的提高其工作的效率和可靠性。

可以以NLGI2级的锂基润滑脂对-20℃至+120℃的各种工作条件下的机械及其它设备的各种部位的紧密的润滑。

通过定期根据车的实际行驶情况或按照规定的保养周期(一般每开500KM或3个月就一趟)对机油的状态进行检查并将其更换为新油可有效的保证汽车的正常运作和延长其使用的寿命。

通过对3C设备的精心改进,例如对微型的注油泵的加装等,就能将原本的1.2万小时的导轨的使用寿命直接延长至2.8万小时的高新产品。

四、行业解决方案与成本优化

1. 模块化设计降本

凭借INA的导轨的分段拼接服务,我们就可以将一长的导轨轻松地拆分成标准的500mm的段,便可现场通过定位的销+螺栓的快速的组装了。基于对此前的方案的充分借鉴和吸取其优点的基础上,某机器人厂商的运输成本的降低达到了35%,同时将机器人的安装时间也一并的缩短了60%。

2. 定制化开发路径

借助 INA的三维建模、有限元分析及样件的试制全流程的服务,对非标的设备的可靠性都能做到事半功倍的效果。采用对RWU65-E-L-G3-V3滑块的精心的定制手段,成功地将原有的65mm的导轨的高度压缩到了52mm,既实现了对设备的体积的18%的精细的缩小,又将单位的能耗都降低了12%,大大地提高了了设备的使用效率。

3.紧凑型设备的性能跃迁

通过对材料的不断的创新(如将高强度的轴承钢的应用)、对结构的精心的优化(如将满滚的柱设计等)以及对密封的不断的升级(如将设备的多级的防护系统等)等三大技术的路径的不断的深入的推进为紧凑型的设备提供了可靠的运动的解决方案。基于对负载、速度、精度的全方面的综合评估,并借助INA官方的专门的选型软件的动态的模拟等手段,我们就可以实现对空间的更优的利用与对运动的更优的的性能的平衡。


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