Системы Rollon линейного перемещения

Не все оси одинаково важны

Где можно сэкономить без потери качества

Производители станков с ЧПУ редко экономят на системах линейного перемещения. Особенно когда речь идёт о критичных для функционирования шпинделей компонентах. Это правильно. Но не все системы перемещения в таких станках одинаково важны.

Практически в каждом станке, кроме оси шпинделя, существует по меньшей мере одна, а зачастую и несколько осей, для которых обеспечение максимальной точности и повторяемости перемещений не является приоритетной задачей.

В частности, в качестве таких осей могут рассматриваться:

• ✓ Системы перемещения зоны ограждения
• ✓ Перемещения вспомогательных компонентов оборудования

Эти системы непосредственно не связаны с выполнением станком технологических операций. Правильный подбор систем линейного перемещения для использования на таких осях позволит машиностроителю не только удешевить конструкцию станка, но и в ряде случаев повысить надёжность работы.

Звучит убедительно, правда?

Почему шариковые направляющие не подходят

Специфика сдвижных дверей

У многих современных станков в системах перемещения зоны ограждения используются компоненты, неидеально пригодные для таких задач. Конечно, к открытию и закрытию сдвижных дверей не предъявляется высоких требований по точности. Однако и у таких задач существует своя специфика, которую следует учитывать ещё на стадии проектирования.

Сдвижные двери нередко представляют собой массивные металлические панели, которые подвержены изгибу и нередко сложны в регулировке. Кроме того, от них требуется надёжная работа в неблагоприятных условиях:

1. → Высокая загрязнённость
2. → Металлическая стружка
3. → Эмульсия

Как размеры сдвижных дверей промышленного обрабатывающего оборудования, так и условия их эксплуатации делают линейные подшипники, традиционно используемые в системах перемещения зон ограждения, не самым лучшим выбором для подобных задач.

Инженеры-конструкторы нередко закладывают в конструкцию зон ограждения профильные направляющие с системой рециркуляции шариков. Частично по привычке. Частично потому, что направляющие именно этого типа особенно хорошо знакомы инженерам такой специализации.

Но направляющие с системой рециркуляции шариков совершенно не оптимальны для использования в качестве систем перемещения сдвижных дверей. Основными требованиями к которым является как надёжность, так и по возможности невысокая стоимость.

Compact Rail: альтернативное решение

Разработка компании Rollon

С учётом вышеизложенной проблематики компанией Rollon было разработано альтернативное техническое решение для перемещения зоны ограждения и реализации перемещений вспомогательных компонентов промышленного обрабатывающего оборудования.

Данное решение основано на использовании систем Compact Rail линейного перемещения, отличающихся:

• ☑ Встроенной функцией самоустановки
• ☑ Устойчивостью к загрязнениям

Это серьёзно. Теперь разберёмся, как именно это работает.

Функция самоустановки

Проблема точного выставления

Точное выставление линейных подшипников по положению представляет собой непростую задачу, которую приходится решать в процессе изготовления станка. Для этой цели машиностроителям сначала приходится путём мехобработки придавать несущим поверхностям, к которым предполагается крепить элементы систем линейного перемещения, практически идеально плоскую форму.

Затем на этих поверхностях с использованием специального крепежа монтируются направляющие, которые при этом ещё и точно выставляются по горизонтали и вертикали.

Обе вышеописанные стадии изготовления станка способны существенно увеличить сроки и стоимость его производства.

Отказ от излишних операций

Однако при проектировании и монтаже сдвижных дверей от обеих этих необязательных и даже излишних стадий можно отказаться в принципе.

Почему мы охарактеризовали данные две стадии как лишние? Высокоточное выставление по положению больших выполненных из листового металла элементов конструкции станка, к которым относятся, в частности, сдвижные двери, невозможно технически. В процессе реальной эксплуатации они всё равно будут играть, что в итоге делает любую кропотливую их регулировку бессмысленной.

И мы охарактеризовали данные две стадии как необязательные, поскольку уже существуют самоустанавливающиеся линейные подшипники, способные автоматически скомпенсировать неточности их установки — в том числе и вызванные погрешностями изготовления несущих поверхностей, на которых они смонтированы.

Это делает излишними как дорогостоящую мехобработку указанных поверхностей, так и трудозатратную регулировку этих подшипников по положению при их монтаже.

Компенсация погрешностей монтажа

Как работает самоустановка

Подобная функция самоустановки предусмотрена у систем линейного перемещения, относящихся к модельному ряду Compact Rail компании Rollon. У данных систем функция реализована за счёт того, что установленные на роликах большого типоразмера каретки этих систем перемещаются по направляющим со специальными профилями рабочих поверхностей, используемыми в определённом сочетании.

За счёт такой специально подобранной комбинации профилей направляющих каретки получают определённую степень свободы смещения в одной или двух плоскостях, что и позволяет скомпенсировать непараллельность установки направляющих.

Для установки сдвижных дверей технологического оборудования оптимально сочетание направляющих серии Compact Rail двух типов, соответственно с двумя различными профилями — направляющих типа U и типа K.

Рис. 1. Направляющие типа U и типа K в системе Compact Rail.

Два типа профилей

Направляющая типа U имеет плоскую поверхность качения, позволяющую роликам каретки перемещаться в том числе и в поперечном направлении относительно оси направляющей.

Одновременно с этим профилем направляющей типа K обеспечивается возможность поворота роликов каретки в пределах ограниченного углового диапазона, без снижения точности линейного перемещения.

При применении направляющих вышеозначенных двух типов в их сочетании становится возможным компенсировать существенные погрешности монтажа направляющих в двух плоскостях:

• ★ Непараллельность в горизонтальной плоскости
• ★ Разновысотность в вертикальной плоскости

Диапазон компенсации

Насколько широк диапазон автоматически компенсируемых отклонений? Он зависит от расстояния между двумя направляющими, образующими одну систему линейного перемещения.

Так, например, если это расстояние составляет два метра, то системой будет обеспечиваться:

Рис. 2. Диапазон автоматически компенсируемых отклонений.

При применении систем Compact Rail линейного перемещения причина, по которой возникли автоматически компенсируемые отклонения, не имеет никакого значения. Независимо от того, обусловлены ли эти отклонения:

1. → Погрешностями выполнения опорных поверхностей станка
2. → Неточностями монтажа
3. → Возникли в процессе эксплуатации из-за изгиба перемещаемого элемента (например, сдвижной двери станка)

Система Compact Rail с одинаковой эффективностью автоматически компенсирует их, причём без каких-либо отрицательных последствий для ресурса и срока службы системы линейного перемещения.

Лёгкий ход и низкое трение

Малое усилие перемещения

Дополнительным преимуществом систем Compact Rail является то, что установленные на них двери отличаются весьма лёгким ходом. Причиной этого является не только заложенная в конструкцию этих систем способность автоматической компенсации неточностей монтажа.

Лёгкость и плавность хода систем Compact Rail объясняется в том числе и присущим им малым коэффициентом трения. Этот коэффициент отличается в зависимости от конкретного типоразмера направляющих и находится в диапазоне от 0,003 до 0,006.

Благодаря столь малым потерям на трение усилие, требуемое на открытие 90-килограммовой сдвижной двери, установленной с применением системы Compact Rail типоразмера 43, составит всего 680 г.

Впечатляет, не так ли?

Рис. 3. Система Compact Rail обеспечивает лёгкий ход дверей.

Защита от загрязнений

Устойчивость к загрязнениям

Ещё одним важным требованием к системам линейного перемещения, используемым для перемещения зоны ограждения и иных вспомогательных компонентов оборудования, является их устойчивость к загрязнениям.

Системы линейного перемещения с рециркуляцией шариков, имеющие минимальные зазоры между шариками и направляющими, известны своей подверженностью поломкам в результате загрязнений. Причём во избежание подобных случаев требуются специальные защитные меры.

Ситуация дополнительно осложняется наличием металлической стружки.

В системах Compact Rail компании Rollon проблемы с загрязнением решены комплексно. В конструкции предусмотрены:

• ✔ Специальные уплотнения
• ✔ Грязесъёмники

Они позволяют свести к минимуму загрязнение направляющих. Для дополнительного снижения риска загрязнения направляющих конструкцией системы допускается их установка в перевёрнутом положении.

Рис. 4. Уплотнения и грязесъёмники в системе Compact Rail.

Герметичные ролики

Конструктивная защита

Однако наиболее эффективной мерой по борьбе с загрязнениями можно назвать грязеустойчивый конструктив систем Compact Rail в целом.

В конструкции используются герметичные ролики, которые уже предсмазаны на весь срок службы. При этом размер самих роликов относительно велик, что делает их малочувствительными к большинству распространённых загрязнений.

Такие ролики просто перекатятся через частицы металлической стружки, которые могли бы вывести из строя систему рециркуляции шариков.

Это работает. И это главное.

Rollon S. p.A. (Россия)
117105, Москва, Варшавское шоссе, д. 17 стр. 1, офис 207
Телефон +7 (495) 799-42-29
E-mail: info.russia@rollon.com
http://www.роллон.рф