1.6.1 Độ chính xác

Độ chính xác của dẫn hướng SCHNEEBERGER MONORAIL, cùng với kết cấu xung quanh, quyết định độ chính xác chuyển động của toàn bộ hệ thống. Độ chính xác của dẫn hướng rất quan trọng đối với việc định vị chính xác và gia công chất lượng cao.

Độ chính xác của chuyển động thẳng phụ thuộc vào độ chính xác của bệ máy nơi lắp đặt dẫn hướng, cũng như độ chính xác của bản thân dẫn hướng SCHNEEBERGER MONORAIL. Độ chính xác bao gồm dung sai kích thước (sai lệch chiều cao và chiều rộng) cũng như độ chính xác chuyển động (sai lệch khi bàn trượt di chuyển dọc theo dẫn hướng).

1.6.2 Cấp chính xác của dẫn hướng SCHNEEBERGER MONORAIL

SCHNEEBERGER phân loại dẫn hướng MONORAIL thành các cấp chính xác khác nhau. Để làm điều này, dung sai kích thước chiều cao và chiều rộng giữa dẫn hướng và bàn trượt được kiểm soát.

Dung sai của các kích thước này được SCHNEEBERGER giới hạn trong các quy cách sản xuất nội bộ, nhờ đó đảm bảo tính nhất quán và độ tin cậy của sản phẩm. Các cấp chính xác xác định dung sai chiều cao và chiều rộng của bàn trượt so với dẫn hướng; các giá trị chi tiết có thể tìm thấy trong catalog sản phẩm SCHNEEBERGER MONORAIL và AMS.

Mô tả cấp chính xác

SCHNEEBERGER cung cấp nhiều cấp chính xác để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng khác nhau. Dẫn hướng có cấp chính xác cao phù hợp với máy công cụ chính xác và thiết bị đo lường, trong khi cấp chính xác tiêu chuẩn phù hợp với các ứng dụng công nghiệp thông thường.

1.6.3 Độ chính xác chuyển động

Về lý tưởng, chuyển động của bàn trượt dọc theo dẫn hướng phải tuân theo một quỹ đạo thẳng chính xác. Tuy nhiên, do dung sai chế tạo, chuyển động thực tế lệch đi ở một mức độ nhất định. Độ chính xác chuyển động mô tả sai lệch giữa đường đi thực tế của bàn trượt khi di chuyển dọc theo dẫn hướng và quỹ đạo thẳng lý tưởng.

Sai số thành phần của một bàn trượt đơn

Một bàn trượt đơn di chuyển dọc theo dẫn hướng tạo ra năm sai số thành phần. Các sai số này bao gồm ba chuyển động quay và hai chuyển động tịnh tiến:

Sai số thành phần của một bàn trượt đơn

Sai số thành phần (năm bậc tự do) của một bàn trượt đơn.

Ký hiệu sai số thành phần:

XRX Quay quanh trục X (Roll)
XRY Quay quanh trục Y (Pitch)
XRZ Quay quanh trục Z (Yaw)
XTY Sai lệch tịnh tiến theo hướng Y
XTZ Sai lệch tịnh tiến theo hướng Z

Sai lệch quay (3 loại)

  • XRX: Quay quanh trục X (hướng chuyển động) - Roll
  • XRY: Quay quanh trục Y - Pitch
  • XRZ: Quay quanh trục Z - Yaw

Sai lệch tịnh tiến (2 loại)

  • XTY: Dịch chuyển ngang theo hướng Y
  • XTZ: Dịch chuyển thẳng đứng theo hướng Z

Hệ thống định nghĩa ký hiệu viết tắt

Chữ cái đầu tiên X: Chỉ sai lệch xảy ra trong quá trình chuyển động dọc theo trục X (hướng chuyển động)

Chữ cái thứ hai R/T: R = Quay; T = Tịnh tiến

Chữ cái thứ ba X/Y/Z: Chỉ trục quay hoặc hướng dịch chuyển

Ảnh hưởng của sai số thành phần

Lấy một trục máy làm ví dụ, hành vi hình học được quyết định bởi sai số thành phần của từng bàn trượt riêng lẻ. Khi nhiều trục được liên kết với nhau, các sai số thành phần tương tác lẫn nhau. Do đó, việc giữ cho độ biến thiên của mỗi bàn trượt càng nhỏ càng tốt trong toàn hệ thống là rất quan trọng.

Chuyển động của nhiều bàn trượt liên kết

Trong thực tế ứng dụng, cấu hình với bốn bàn trượt trên hai dẫn hướng song song thường được sử dụng. Khi các bàn trượt được liên kết với nhau qua yên máy hoặc bàn làm việc, chuyển động quay của từng bàn trượt riêng lẻ bị triệt tiêu, và toàn bộ hệ thống chỉ thể hiện chuyển động tịnh tiến.

Chuyển động quay của bốn bàn trượt liên kết

Bốn bàn trượt liên kết với các chuyển động quay XRX, XRY và XRZ được thể hiện.

Các chuyển động quay của từng bàn trượt riêng lẻ theo XRX, XRY và XRZ không còn xuất hiện trong toàn bộ hệ thống. Các chuyển động tịnh tiến XTY và XTZ giảm xuống, với khoảng cách tiêu chuẩn, còn khoảng 1/5 kích thước ban đầu.

Chuyển động tịnh tiến của bốn bàn trượt liên kết

Bốn bàn trượt liên kết chỉ với các chuyển động tịnh tiến XTX, XTY và XTZ.

Các chuyển động quay và tịnh tiến của từng bàn trượt riêng lẻ có hiệu lực dưới dạng lực bổ sung lên các rãnh lăn của bàn trượt.

1.6.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác chuyển động

Độ chính xác chuyển động của dẫn hướng SCHNEEBERGER MONORAIL không chỉ bị ảnh hưởng bởi độ chính xác chế tạo của các con lăn, mà còn bởi các yếu tố sau. Các yếu tố này có thể được phân thành ba loại dựa trên phạm vi ảnh hưởng của chúng:

Biến động phạm vi dài

Các yếu tố ảnh hưởng đến toàn bộ chiều dài hành trình

  • Sai số hình học của các rãnh dẫn hướng (độ thẳng, độ song song)
  • Sai số hình học của các bề mặt định vị bệ máy
  • Độ cứng vững và độ chính xác của kết cấu xung quanh

Biến động phạm vi trung bình

Biến động theo chu kỳ bằng bước ren vít

  • Biến dạng cục bộ của dẫn hướng do lực vít
  • Dung sai vị trí của các lỗ trên dẫn hướng
  • Sự không đồng nhất của mô-men siết vít

Biến động phạm vi ngắn

Biến động theo chu kỳ tần số cao

  • Rung động hành trình của bàn trượt (tiếp xúc theo chu kỳ của con lăn)
  • Các điểm chuyển tiếp của dẫn hướng nhiều đoạn
  • Sự khác biệt nhỏ về đường kính con lăn

Sai số hình học của kết cấu liên kết

Để đạt được độ dẫn hướng chính xác cao, các bề mặt định vị của kết cấu liên kết cũng phải có độ chính xác cao. Các sai số hình học bổ sung đến từ độ chính xác và độ cứng vững của máy, cũng như ảnh hưởng của kết cấu xung quanh tổng thể. Độ chính xác chuyển động của dẫn hướng cuối cùng phụ thuộc vào kết quả kết hợp giữa độ chính xác của bản thân dẫn hướng và độ chính xác của các bề mặt đỡ.

Mục 4.14 - Cấu hình của kết cấu liên kết xác định các giá trị cho phép đối với sai lệch chiều cao theo phương ngang và dọc, dung sai độ song song của các bề mặt định vị, và độ đồng đều của các bề mặt định vị.

Ảnh hưởng của lực vít

Lực vít trong quá trình lắp đặt dẫn hướng gây ra nén cục bộ và biến dạng. Các yếu tố sau ảnh hưởng đến biến dạng này:

  • Độ lớn của mô-men siết vít
  • Tình trạng bôi trơn đầu vít (ảnh hưởng đến ma sát đầu vít)
  • Độ phẳng của các bề mặt đỡ
  • Tình trạng tiếp xúc giữa dẫn hướng và bề mặt đỡ

1.6.5 Rung động hành trình

Rung động hành trình đề cập đến các chuyển động chu kỳ nhỏ theo hướng XTY (ngang) và XTZ (thẳng đứng) xảy ra khi bàn trượt di chuyển dọc theo dẫn hướng. Điều này được gây ra bởi tiếp xúc theo chu kỳ khi con lăn đi vào và đi ra khỏi vùng chịu tải.

Nguyên nhân của rung động hành trình

Rung động hành trình chủ yếu do các yếu tố sau gây ra:

  • Va chạm khi con lăn đi vào vùng chịu tải
  • Giải phóng khi con lăn đi ra khỏi vùng chịu tải
  • Sự khác biệt nhỏ về đường kính con lăn
  • Biến dạng đàn hồi tại các điểm tiếp xúc giữa con lăn và rãnh lăn

Các yếu tố ảnh hưởng đến rung động hành trình

Biên độ của rung động hành trình có thể được kiểm soát bởi các thông số sau:

Chiều dài bàn trượt L

Bàn trượt dài hơn có nhiều con lăn chịu tải đồng thời hơn, giúp trung bình hóa ảnh hưởng của từng con lăn riêng lẻ, nhờ đó giảm rung động hành trình.

Cấp tải trước V

Tải trước thấp hơn có thể giảm lực va chạm khi con lăn đi vào vùng chịu tải, nhờ đó giảm biên độ rung động hành trình.

Khuyến nghị thiết kế

Bàn trượt dài hơn và tải trước V thấp hơn có thể giảm rung động hành trình.
Lưu ý: Tải trước thấp hơn làm giảm độ cứng vững của hệ thống; cần đạt được sự cân bằng giữa độ chính xác và độ cứng vững.

SCHNEEBERGER đặc biệt chú trọng đến thiết kế của bộ tuần hoàn con lăn và các vùng vào. Bằng cách tối ưu hóa hình học của các khu vực này, con lăn có thể đi vào và đi ra khỏi vùng chịu tải một cách trơn tru, nhờ đó giảm thiểu rung động hành trình.

1.6.6 Các biện pháp cải thiện độ chính xác

Danh sách sau đây cung cấp tổng quan về các biện pháp có thể được sử dụng để cải thiện độ chính xác chuyển động. Các biện pháp này bao gồm thiết kế máy, lựa chọn dẫn hướng và phương pháp lắp đặt:

Thiết kế máy

  • Sử dụng kết cấu máy có độ cứng vững cao nhất có thể
  • Gia công chính xác các bề mặt đỡ dẫn hướng
  • Sử dụng khoảng cách dẫn hướng (khổ) và khoảng cách bàn trượt lớn hơn

Lựa chọn dẫn hướng

  • Chọn dẫn hướng có cấp chính xác cao
  • Chọn các cặp dẫn hướng có hành vi chuyển động tương tự (hệ thống ghép cặp, xem Mục 4.6)
  • Sử dụng bàn trượt dài hơn để giảm rung động hành trình

Cấu hình lắp đặt

  • Lắp đặt dẫn hướng với mặt chuẩn ngang một phía
  • Chọn khoảng cách lỗ dẫn hướng nhỏ hơn
  • Sử dụng cấu hình hai dẫn hướng với ít nhất hai bàn trượt trên mỗi dẫn hướng

Lắp đặt vít

  • Giảm mô-men siết vít (trong khi vẫn đảm bảo đủ khả năng chịu tải)
  • Duy trì mô-men siết vít nhất quán
  • Bôi trơn đúng cách đầu vít để giảm ma sát

Mô tả hệ thống ghép cặp

SCHNEEBERGER cung cấp một hệ thống ghép cặp cho phép lựa chọn các tổ hợp dẫn hướng và bàn trượt có đặc tính hành vi chuyển động tương tự. Các dẫn hướng đã ghép cặp được sử dụng trong cùng một hệ thống có thể giảm hơn nữa sai số chuyển động. Để biết thông tin chi tiết, vui lòng tham khảo Mục 4.6 - Độ chính xác.

ESC