I en pumpe eller en ventilator er denmotorakselskal kun levere moment. I et servodrev, et robotled eller en CNC-akse skal det også levere position. Et par mikrometers udløb ved akslen bliver en synlig fejl for enden af en robotarm, og en klynk, som operatøren hører alt skift. Den forskel ændrer, hvilke specifikationer der betyder noget. Denne guide dækker de aksler, Guanshuo bygger til automatisering, og de tal, der adskiller dem.
En generel industriel aksel er specificeret for styrke. Vil det bære momentet, og vil det holde? En automatiseringsaksel skal besvare yderligere to spørgsmål før dem.
Den første er positionsbestemt. Et servosystem lukker sin løkke på en encoder i den ene ende af akslen, men arbejdet sker i den anden ende. Ethvert runout, enhver excentricitet, enhver vinding mellem disse to punkter er fejl, som kontrolsystemet ikke kan se og ikke kan rette. Akslen skal være så sand, at koderens aflæsning er ærlig.
Den anden er akustisk. Automatiseringsceller kører ved siden af mennesker. En aksel, der er lidt ude af balance, forvandles til hørbar klynk ved hastighed og til vibrationer, der forkorter lejernes levetid. Balancegraden er en specifikation her, ikke en eftertanke.
Fire numre gør det meste af arbejdet på en automatiseringsakseltegning. Det er de værdier, Guanshuo har i produktionen.
Koaksialitet er den, købere oftest underspecificerer. Den beskriver, hvor godt hver diameter deler en enkelt akse. På en servoaksel skal encodersædet, lejetapperne og udgangskonusen alle være enige om, hvor midten er. Hvis de er mere end et par mikrometer uenige, kæmper motoren sig selv.
Udløb ved akslen bliver ikke ved akslen. På en robotarm ganges en fejl ved leddet med armens rækkevidde. Dette er grunden til, at ledaksler er specificeret langt strammere, end end-effektor-tolerancen antyder. Skaftbudgettet skal være en brøkdel af systembudgettet.
A servo motor akseler bygget op omkring grænsefladen i dens output-ende. Guanshuo bearbejder disse med en standard 1:10 tilspidsning, indvendigt gevind fra M4 til M12 og endeaffasninger på C0,5 til C2. Tilspidsningen og trækbolten giver en stiv, slørfri forbindelse, hvilket er hvad et positioneringssystem har brug for. Et nøglenav med frigang ville give servoen noget at jage imod.
Ruten er CNC-drejning efterfulgt af ultrafin slibning, som bringer koaksialiteten til ≤0,005 mm, derefter G1 dynamisk balancekorrektion. Der er tre muligheder for overfladeforstærkning: overfladehærdning, nitrering og forkromning.
Stepaksler tjener åben-loop bevægelse, så der er ingen encoder, der korrigerer for fejl. Det lyder som om det burde kræve strammere specifikationer, men pligten er lettere og hastighederne lavere, så det praktiske krav slækkes.
| Spec | Stepaksel | Servo aksel |
|---|---|---|
| Runout | ≤0,01 til 0,02 mm | Koaksialitet ≤0,005 mm |
| Diameter tolerance | h7 | h5 / h6 |
| Overflade finish | Ra 0,8 til 1,6 μm | Ra 0,2 til 0,4 μm |
| Balance | Normalt ikke specificeret | G1 eller bedre |
| Udgangsslut | Almindelig, D-flad eller kilespor | 1:10 tilspidsning med M4 til M12 gevind |
Gabet mellem disse to kolonner er omkostningsgabet. Angivelse af servo-klasse-numre på en stepper-applikation er en af de mere almindelige måder, hvorpå købere betaler for meget. Hvis maskinen er åben og kører med moderat hastighed, er stepper-søjlen den ærlige spec.
Højhastighedsaksler er, hvor akselfremstilling bliver vanskelig. Guanshuo byggerhøjhastigheds motorakslerfra φ5 til φ50 mm, med udløb holdt på ≤0,001 til 0,003 mm, h5 eller h6 tolerance, Ra 0,2 til 0,4 μm og G1 eller bedre balance. Substratet er en højstyrkelegering, bratkølet, hærdet og nitreret.
Årsagen til disse tal er fysik. Ubalancekraften stiger med kvadratet af rotationshastigheden. En resterende ubalance, der er usynlig ved 1.500 rpm, bliver en ødelæggende kraft ved spindelhastigheder. Maskinværktøjsspindelaksler tilføjer en overfladehårdhed på HRC 60 til 65 og er afbalanceret til G0.1 til G0.4, med en udmattelseslevetid på over 15.000 timer.
Nogle automatiseringer kører i atmosfærer, hvor en gnist er faren. Eksplosionssikre motoraksler holder udløbet til ≤0,01 mm og kan fremstilles af gnistfri legering. Det tætte løb handler ikke kun om nøjagtighed her. Det holder rotoren centreret, så intet gnider, fordi gnidning er det, der genererer varme og gnister i første omgang.
De fleste automatiseringsaksler eraftrappede aksler. Hvert trin lokaliserer et leje, en tætning, et tandhjul eller rotorstakken i en indstillet position langs længden. To specifikationer styrer, om disse dele sidder firkantet.
Vinkelvinkeltallet er det, der bider. Et leje, der presses mod et trin, der ikke er firkantet, belastes ujævnt fra det øjeblik, det monteres. Det vil køre varmt og svigte tidligt, og fejlen vil ligne et lejeproblem snarere end et akselproblem. Guanshuo bygger disse somenkelt trinogdobbelt trinaksler.
Udgangsfunktionen er en positioneringsbeslutning lige så meget som et drejningsmoment. Hver option handler stivhed mod omkostninger.
| Feature | Opførsel | Bedste pasform |
|---|---|---|
| D-flad | Enkel, lav pris, en vis frigang | Små stepmaskiner, let brug |
| Keyway | Højt drejningsmoment, men frigang tillader tilbageslag | Gearmotorer, en-retningsdrev |
| Spline | Belastning delt på tværs af mange tænder, lavt tilbageslag | Robotled, reverserende servodrev |
| Konus og trækbolt | Stiveste, effektivt nul tilbageslag | Servo output slutter |
Nøglebaner er skåret til GB/T 1095. For en omvendt servoakse viser sløret i et nøgleled sig direkte som en positioneringsfejl, hvorfor konusgrænsefladen dominerer i servoenden. Guanshuo holdermulti-keywaysymmetri til ≤0,02 mm, hvor en nøgle er det rigtige svar.
Automatiseringsaksler har ofte brug for en hård overflade uden en hård kerne. Fire behandlinger er tilgængelige, og de løser forskellige problemer.
| Behandling | Hvad det giver |
|---|---|
| Induktionshærdning | Hård journal, hård kerne, ingen dimensionsændring at tale om |
| Nitrering | Meget hård overflade med lav forvrængning. God til højhastighedsaksler |
| Hård forkromning | Slid- og korrosionsbestandighed og en vej til at genvinde slidte journaler |
| Keramisk belægning | Ekstrem slidstyrke og elektrisk isolering, hvor det er nødvendigt |
Spørg enhver leverandør, om akslen er slebet efter overfladebehandlingen. Nitrering og plettering ændrer begge den færdige størrelse. Hvis behandlingen er den sidste operation, er tolerancen på tegningen ikke den tolerance, du får.
Robotledaksler står over for en pligt, som ingen pumpeaksel nogensinde kan se. De starter, stopper og vender konstant, og hver cyklus er en træthedscyklus. Guanshuos industrielle robotaksler er bygget til at klare over 1.000.000 træthedsslidcyklusser uden fejl, hvilket er det kvalificerende tal for denne arbejdsklasse.
At nå det er en kombination af hele processen, ikke et trick. Legeret stål, en varmebehandlingsrute, der matcher kvaliteten, generøse rodradier, hvor end diameteren ændrer sig, og slibning efter hærdning, så den færdige geometri er sand. Materialevalgene bag dette er dækket iskaftmateriale guide, og procesrækkefølgen ibearbejdningsgennemgang.
Hvilken tolerance har en servomotoraksel brug for?
Koaksialitet på ≤0,005 mm på den færdige aksel, med h5 eller h6 diametertolerance og en slebet finish på Ra 0,2 til 0,4 μm. Dynamisk balance skal være G1 eller bedre. Guanshuo når disse gennem CNC-drejning efterfulgt af ultrafin slibning og balancekorrektion.
Hvad er forskellen mellem en servo- og en stepmotoraksel?
En servoaksel er strammere i enhver henseende. Koaksialitet ≤0,005 mm mod stepperudløb på ≤0,01 til 0,02 mm, h5 eller h6 mod h7, Ra 0,2 til 0,4 μm mod Ra 0,8 til 1,6 μm, og en specificeret balancegrad har stepperen normalt ikke brug for. Servoen ender også i en 1:10 tilspidsning i stedet for en almindelig ende eller D-flad.
Hvorfor har dynamisk balance betydning på en automatiseringsaksel?
Ubalancekraften stiger med kvadratet af hastigheden, så en lille rest bliver til en stor vibration ved høje omdrejninger. Denne vibration forkorter lejernes levetid, tilføjer hørbar klynk i cellen og forringer positioneringsnøjagtigheden. Højhastighedsaksler er afbalanceret til G1 eller bedre, og spindelaksler til G0.1 til G0.4.
Skal en robotledsaksel bruge en kilegang eller en spline?
En spline, i de fleste tilfælde. Et kilespor har brug for frigang for at samles, og det spillerum bliver til tilbageslag, når leddet vender om. En spline deler belastning på tværs af mange tænder med meget mindre tabt bevægelse. For servoudgangsender er en konus med en trækbolt stadig stivere.
Kan Guanshuo lave aksler til eksplosionssikre motorer?
Ja. Eksplosionssikre aksler holdes til ≤0,01 mm udløb og kan leveres i gnistfri legering. Tæt udløb holder rotoren centreret, så intet gnider, hvilket er det, der forhindrer varme og gnister, som bedømmelsen eksisterer for at undgå.
Send den koaksialitet, balancegrad og interface, du har brug for. Guanshuo maler og balancerer internt, så tallene på din tegning er de tal, der bliver målt. Eller nå holdet påkontakt side.
