ماژول های خطی

ماژول های خطی یک DEVIC یکپارچه الکترومکانیکی دقیق هستند که می توانند حرکت چرخشی را به حرکت خطی تبدیل کنند. ماژول های خطی یک سیستم حرکت خطی یکپارچه هستند که از طریق طراحی استاندارد ، انتقال ، راهنمایی و اجزای درایو را در واحدهای مدولار ادغام می کند و کنترل دقیق جابجایی خطی را فعال می کند. ماژول های خطی به طور گسترده ای در زمینه اتوماسیون مورد استفاده قرار می گیرند و یک راه حل کارآمد برای جایگزینی مکانیسم های حرکتی خطی غیر متمرکز سنتی هستند. ویژگی اصلی آن ساده کردن فرآیند طراحی تجهیزات ، بهبود دقت حرکت و ثبات ، ضمن کاهش هزینه های نصب و نگهداری است.

از آنجا که شرکت THK برای اولین بار در دهه 1980 به تجارت در ژاپن دست یافت ، توسعه ماژول های خطی سه مرحله را پشت سر گذاشته است:

1) مرحله انتقال مکانیکی (2000-2000): محور پیچ های توپ و راهنماهای کشویی

2) مرحله مکاترونیک (2000-2015): طراحی یکپارچه بدنه درایو و بدنه ماژول

3) مرحله IoT هوشمند (2015- حال): ماژول هوشمند یکپارچه سازی سنسورها و رابط های ارتباطی

تا سال 2023 ، اندازه بازار جهانی به 6.2 میلیارد دلار آمریکا (طبق داده های QyResearch) می رسد ، با این که چین به بزرگترین بازار تولید و کاربرد تبدیل می شود و 38 ٪ را به خود اختصاص می دهد.

1. ساختار اصلی و اصل کار ماژول های خطی

الف سیستم انتقال:

پیچ توپ: قطر 6-50 میلی متر ، سرب 1-20 میلی متر ، سطح دقت C3-C7

کمربند همزمان: مواد پلی اورتان ، عرض 10-100 میلی متر ، حداکثر سرعت 5 متر در ثانیه

موتور خطی: رانش از نوع بی نظیر می تواند به 3000N برسد ، در حالی که نوع بی نظیر می تواند به 20kn برسد

ب. سیستم راهنمایی:

راه آهن راهنمای توپ: ساختار توپ چهار ردیف ، بار پویا با امتیاز 1-50kn

راه آهن راهنمای غلتکی: استحکام 3 بار افزایش یافته است ، مناسب برای برنامه های سنگین-

ریلی راهنمای غلتک صلیب: BI- جهت گیری به همان اندازه سفت و سخت ، که برای تجهیزات اندازه گیری دقیق استفاده می شود

2. کنترل کنترل ماژول های خطی:

موتور سروو: مشخصات فلنج 23-130 ، جفت شده با رمزگذار مطلق 17/23

موتور پله ای: زاویه پله 1.8 درجه ، تقسیم تا 25600 پالس/Rev

کنترل حلقه بسته: موقعیت یابی تکرارپذیری 0.005 میلی متر ± ، ​​نوسان سرعت<1%

3. ترکیب پارامترهای فنی کلیدی ماژول های خطی.

4. پیشرفت های نوآورانه فن آوری در ماژول های خطی

الف فناوری درایو ترکیبی:

ماژول کامپوزیت "پیچ+موتور خطی" که توسط TM ساخته شده است با دقت بالا (1 میکرومتر mm) و سرعت بالا (2m/s) ترکیب می شود

ماژول لخت مغناطیسی TM مقاومت اصطکاک را 90 ٪ کاهش می دهد

ب. سیستم نظارت هوشمند:

سنسور ارتعاش یکپارچه سری ILM THK می تواند وضعیت سایش پیچ های سرب را پیش بینی کند

ماژول هوشمند Hiwin مجهز به جبران دما است و خطای تغییر شکل حرارتی را 60 ٪ کاهش می دهد

ج. استفاده از مواد جدید در ماژول های خطی:

راه آهن راهنمای فیبر کربن (وزن 40 ٪ کاهش می یابد)

یاتاقان های توپ سرامیکی (زندگی 3 بار افزایش یافته است)

5. در تجزیه و تحلیل عمق کاربردهای صنعت ماژول های خطی

الف تولید نیمه هادی:

میز کار ماشین لیتوگرافی: با استفاده از یاتاقان های هوا و ماژول های موتور خطی ، با دقت موقعیتی 1 نانومتر

حمل ویفر: ماژول کلاس 1 پاکیزگی ، انتشار ذرات<5/ft ³

ب. باتری های انرژی جدید:

برش قطبی: ماژول خطی همراه با سیستم بصری ، برش سرعت 120 متر در دقیقه

انباشت سلول: اتصال ماژول شش محور ، دقت انباشت 0.1 میلی متر

ج. تجهیزات پزشکی:

ربات جراحی: ماژول سطح نانو به کنترل مشترک 0.1 درجه دست می یابد

توالی ژن: ماژول لوله کشی کانال 96 ، شار 50 بار افزایش یافته است

د. نمایشگر جدید:

تبخیر OLED: Multi- حالت گروه کنترل همزمان ، خطای موقعیت یابی<3 μ m

برش شیشه ای: سیستم ماژول Gantry با شتاب 2G

6.Methodology از مهندسی انتخاب ماژول های خطی

الف تجزیه و تحلیل بار: بار استاتیک کمتر از یا برابر با 50 ٪ بار دارای امتیاز ،

بارهای پویا نیاز به محاسبه تطبیق بی تحرکی دارند (نسبت اینرسی<30:1)

ب. تأیید صحت: ترخیص برگشت را در نظر بگیرید (<0.05mm) and walking parallelism (<0.02mm/300mm)

جبران تغییر شکل حرارتی (0.5 میکرومتر در درجه)

ج. محاسبه زندگی: فرمول برای طول عمر پیچ توپ: L 10= (C/P) ^ 3 × 10 ^ 6 چرخش در هر دقیقه

طول عمر ریلی راهنما: l =50 × (c/p) ^ (10/3) × 10 ^ 3km

7. روندهای توسعه آبخیز ماژول های خطی

الف مینیاتوریزاسیون: ماژول سطح نانو (سکته مغزی 50 میلی متر ، دقت 10 نانومتری)

ب. هوش: ماژول تنظیم کننده ادغام الگوریتم های AI

ج. سبز: سیستم درایو بازیابی انرژی (صرفه جویی در انرژی 30 ٪)

د. استاندارد سازی: ISO 18758-2 استاندارد بین المللی محبوبیت را تسریع می کند

طبق پیش بینی گروه مشاوره بوستون ، پیش بینی می شود بازار جهانی ماژول خطی تا سال 2028 از 10 میلیارد دلار فراتر رود و نرخ رشد سالانه در بخش های پزشکی و نیمه هادی بالاتر از 18 ٪ باقی مانده است. با اجرای "برنامه پنج ساله چهاردهم" چین برای توسعه تولید هوشمند ، ماژول های خانگی به سمت ردیف دقیق 0.5 میکرومتر حرکت می کنند و سرعت جایگزینی واردات در حال تسریع است.

شما به تماشای خوش آمدیدپروژه های بیشتریا از گالری ویدیویی ما دیدن کنیدیوتیوب:https://www.youtube.com/@tallmanrobotics

ماژول های خطی پیچ توپ برای محیط عمومی از Tallman Robot دارای سری های زیر است:

ماژول خطی پیچ سرب برای محیط تمیز از Tallman Robot دارای سری TM {{0} S - Cr است

ماژول خطی پیچ سکته مغزی طولانی برای محیط عمومی tm - sl - cm

پوشش اندامخط پیچ سرب ضد آب خطیماژولtm - sf

ماژول خطی کمربند تایم برای محیط عمومی tm - b - cm

ماژول خطی کمربند تایم برای گرد و غبار - محیط اثبات tm - b - cr

پوشش اندامکمربند زمان بندی ضد آب خطیماژولtm - bf

ماژول کمربند زمان ضد گرد و غبار اروپا TM - EB

طبقه بندی ماژول های خطی چیست؟

ماژول های خطی را می توان بر اساس ابعادی مانند حالت انتقال ، نوع درایو و فرم ساختاری طبقه بندی کرد. انواع مختلف تفاوت معنی داری در عملکرد و سناریوهای قابل اجرا دارند. طبقه بندی های خاص به شرح زیر است:

1. طبقه بندی شده با روش انتقال هسته (متداول ترین روش طبقه بندی استفاده شده)

1) ماژول خطی برای درایو پیچ

با استفاده از پیچ به عنوان مؤلفه انتقال هسته ، حرکت چرخشی از طریق مش پیچ و مهره به حرکت خطی تبدیل می شود.

نوع زیربخش:

ماژول پیچ توپ: توپ به عنوان یک رسانه متوسط ​​، با راندمان انتقال 85 ٪ -95 ٪ و دقت بالا (خطای موقعیت یابی کمتر از یا برابر با 0.01 میلی متر) ، مناسب برای سناریوهای دقیق مانند تجهیزات نیمه هادی و ابزارهای آزمایش است.

ماژول پیچ Trapezoidal: انتقال اصطکاک کشویی ، راندمان 20 ٪- 40 ٪ ، کم هزینه و خود {3} قفل (قدرت- خاموش ضد سقوط) ، مناسب برای بار سنگین با سرعت کم (مانند سیستم عامل های بلند کردن و تجهیزات غیرنظامی).

ویژگی ها: ظرفیت بار قوی (حداکثر چندین تن) ، سرعت متوسط ​​(معمولاً کمتر از یا برابر با 1M/ثانیه) و دقت قابل کنترل.

2) ماژول خطی درایو همگام کمربند

با استفاده از یک کمربند همزمان ، قرقره و راه آهن راهنما ، موتور قرقره را برای چرخش هدایت می کند و کمربند همزمان کشویی را به سمت حرکت در یک خط مستقیم سوق می دهد.

ویژگی ها: سرعت سریع (حداکثر 2- 5 متر در ثانیه) ، سفر طولانی (می توان تا 10 متر یا بیشتر تقسیم شد) ، هزینه کمتری نسبت به ماژول های پیچ ، اما دقت پایین تر (خطای موقعیت یابی ± 0.1-0.5 میلی متر) ، مناسب برای مخزن پر سرعت (مانند مرتب سازی ماشین آلات ، تجهیزات برش لیزر).

3) ماژول خطی درایو خطی

بدون اجزای انتقال مکانیکی ، حرکت خطی مستقیماً توسط نیروی الکترومغناطیسی استاتور و روتور هدایت می شود.

ویژگی ها: دقت بالا (خطای موقعیت یابی کمتر از یا مساوی با 0.001 میلی متر پوند) ، شتاب بزرگ (حداکثر 50 متر در ثانیه) ، بدون سایش و پارگی ، عمر طولانی ، اما هزینه بالا (3 {3} 5 برابر ماژول های پیچ) ، نیاز به یک سیستم خنک کننده پشتیبانی ، مناسب برای اندازه گیری های مناسب برای سناریوهای بالا مانند مواردی که به همان اندازه و دقیق انجام می شود.

4) ماژول خطی برای انتقال قفسه و پین

موتور چرخ دنده را برای چرخش هدایت می کند و دنده ها را با قفسه برای دستیابی به حرکت خطی مش.

ویژگی ها: مسافرت تقریباً نامحدود (قفسه می تواند تقسیم شود) ، ظرفیت بار قوی (مناسب برای بارهای سطح تن) ، اما دقت کم (0.1-1 میلی متر ±) ، مناسب برای تجهیزات سنگین (مانند محور ترجمه ابزار ماشین ، ماشین آلات بزرگ ذخیره سازی).

2. طبقه بندی شده بر اساس نوع قدرت رانندگی

1) ماژول های خطی برقی

استفاده از موتورها (موتورهای سروو ، موتورهای استپر ، موتورهای DC) به عنوان قدرت و کنترل سرعت و موقعیت از طریق سیگنال های برقی ، انتخاب اصلی برای اتوماسیون صنعتی است.

مزایا: کنترل پذیری قوی ، قادر به دستیابی به موقعیت یابی دقیق حلقه - و سازگاری گسترده.

2) ماژول های خطی پنوماتیک

با استفاده از هوای فشرده شده و توسط یک سیلندر برای جابجایی کشویی ، یک ساختار ساده و کم هزینه دارد.

معایب: دقت کم (وابسته به فشار منبع گاز ، خطای موقعیت یابی ± 1 {1} 5 میلی متر) ، سرعت غیرقابل کنترل ، مناسب برای سناریوهای کم مصرف (مانند اقدامات ساده فشار و سوئیچ).

3) ماژول های خطی هیدرولیکی

با استفاده از روغن هیدرولیک ، از طریق سیلندرهای هیدرولیک ، از طریق سیلندرهای هیدرولیک ، فشار زیادی (تا ده ها تن) از طریق سناریوهای بار فوق العاده سنگین مانند تجهیزات متالورژی و ماشین آلات سنگین مناسب است.

معایب: این سیستم پیچیده است (نیاز به پمپ های هیدرولیک و خطوط لوله) ، مستعد نشت و هزینه های نگهداری بالایی دارد.

3. طبقه بندی شده با فرم ساختاری

1) ماژول های خطی تک محور

واحد حرکت خطی یک جهته ، ساختار جمع و جور ، می تواند به تنهایی مورد استفاده قرار گیرد یا در یک سیستم چند محور (مانند جدول اسلاید صلیب XY ، ساختار گانری XYZ) ترکیب شود.

کاربرد: فید تک محور برای چاپگرهای سه بعدی و دستگاه های توزیع.

2) ماژول های ترکیبی چند محور

ماژول های خطی محور چندگانه از طریق اتصالات برای دستیابی به حرکت مسطح (XY) یا مکانی (XYZ) مانند یک ربات مختصات دکارتی ترکیب می شوند.

کاربرد: استفاده از مواد چند جهته برای خطوط مونتاژ خودکار و کنترل مسیر برای جوشکاری روبات ها.

3) ماژول های خطی یکپارچه

انتقال ، راهنمایی و اجزای رانندگی بسیار یکپارچه است و مسکن محصور شده است (با سطح حفاظت از IP54 یا بالاتر) ، مناسب برای محیط های سخت (مانند گرد و غبار و صحنه های مرطوب).

ویژگی ها: نصب آسان ، نگهداری کم ، که معمولاً در فرآوری مواد غذایی و تجهیزات در فضای باز استفاده می شود.

4. طبقه بندی شده بر اساس سطح دقت

سطح دقیق: دقت موقعیت یابی کمتر از یا مساوی با 0.01 میلی متر ± ، ​​دقت موقعیت یابی مکرر کمتر از یا مساوی با 0.005 میلی متر پوند ، مانند ماژول های موتور خطی و ماژول های پیچ توپ (سطح C3) ، که در تجهیزات نیمه هادی و نوری استفاده می شود.

درجه صنعتی: دقت موقعیت یابی ± 0.01-0.1 میلی متر ، مانند ماژول های پیچ توپ معمولی (درجه C5) و ماژول های کمربند همزمان ، که برای خطوط تولید خودکار و ابزارهای دستگاه استفاده می شود.

درجه غیرنظامی: دقت موقعیت یابی بیشتر از یا مساوی با 0.1 میلی متر پوند ، مانند ماژول های پیچ ذوزنقه ای و ماژول های پنوماتیک ، که در سناریوهای با دقت کم مانند مبلمان ، درها و پنجره ها استفاده می شود.

هسته روشهای مختلف طبقه بندی مطابقت با الزامات صحنه است: High - ماژول های پیچ خطی دقیق یا ماژول های پیچ توپ انتخاب شده است ، High- سرعت طولانی {{2} ماژول کمربند همزمان از راه دور انتخاب می شود ، SCENE SCENE HEAVE {{3} DOTION STOIL یا MATIPE PNE PNE}} {4 انتخاب شده است در برنامه های کاربردی ، ابعاد طبقه بندی متعدد ماژول های خطی اغلب برای انتخاب ترکیب می شوند (مانند "ماژول تک محور توپ الکتریکی درجه صنعتی".