Precisão do guia lineardescreve a consistência dimensional e o paralelismo de execução de uma montagem de trilho-e-de bloco. Ele ajuda os engenheiros a prever a precisão com que vários blocos podem ser instalados na mesma altura e com que proximidade um bloco seguirá as superfícies de referência do trilho durante o deslocamento.
Entretanto, o grau de precisão indicado em um catálogo de guia linear não é igual à precisão de posicionamento final da máquina. O movimento real também depende da geometria da base de montagem-, do alinhamento do trilho, da pré-carga, da rigidez estrutural, do sistema de acionamento, do dispositivo de realimentação, da temperatura e do método de montagem.
Compreender esta distinção torna mais fácil selecionar uma classe de precisão de guia linear apropriada sem pagar pela precisão que o resto da máquina não pode suportar.
O que significa precisão do guia linear?
Para uma guia de rolos ou esferas recirculantes, um grau de precisão normalmente controla diversas características dimensionais e de funcionamento da montagem-e-de trilho.
Os símbolos exatos podem variar entre os fabricantes, mas as características principais geralmente incluem:
- Desvio permitido na altura combinada do trilho e do bloco
- Variação de altura entre vários blocos usados no mesmo plano de referência
- Desvio permitido na dimensão de referência lateral
- Variação lateral entre vários blocos
- Paralelismo de execução do bloco em relação às superfícies de referência do trilho
Um grau de precisão mais alto aplica desvios permitidos mais restritos a essas características. Isso não altera necessariamente a capacidade de carga básica ou o tamanho externo da guia, embora a precisão, a pré-carga e os requisitos de correspondência possam afetar a forma como os trilhos e blocos são fornecidos.
Cinco características principais de precisão
| Característica de Precisão | O que descreve | Por que é importante |
|---|---|---|
| Tolerância de altura de montagem | Desvio permitido na distância vertical da superfície de montagem do trilho até a superfície de montagem do bloco | Influencia a altura instalada da mesa móvel |
| Variação de altura entre blocos | Diferença na altura de montagem entre blocos destinados a operar no mesmo plano de referência | Afeta o compartilhamento de carga e a distorção da tabela em montagens de vários-blocos |
| Tolerância de referência lateral | Desvio permitido entre o lado de referência do trilho e o lado de referência do bloco | Influencia a posição lateral do bloco e da mesa móvel |
| Variação lateral entre blocos | Diferença na posição de referência lateral entre vários blocos | Importante quando vários blocos estão localizados contra ressaltos de referência comuns |
| Executando paralelismo | Variação medida enquanto o bloco se desloca em relação à superfície de referência do trilho | Influencia o desvio de deslocamento vertical e lateral ao longo do trilho |
O paralelismo de funcionamento é normalmente avaliado em duas direções: em relação à superfície de montagem do trilho e em relação ao lado de referência do trilho. O valor permitido depende da série selecionada, tamanho nominal, grau de precisão e comprimento do trilho.
Por esta razão, um valor universal como 3 μm ou 5 μm por metro não deve ser aplicado a todas as guias lineares. A tolerância correta deve ser obtida na tabela de precisão para o modelo exato da guia e comprimento do trilho.
O grau de precisão não é pré-carga
O grau de precisão e a pré-carga estão relacionados ao desempenho do movimento, mas controlam características diferentes.
| Especificação | O que ele controla | Efeito Primário |
|---|---|---|
| Grau de precisão | Tolerâncias dimensionais, variação entre blocos e paralelismo de funcionamento | Consistência de montagem e geometria de deslocamento |
| Pré-carregar | Folga interna ou carga interna entre corpos rolantes e pistas | Rigidez, deslocamento sob carga, fricção e resistência ao funcionamento |
Um guia de alta-precisão com pré-carga insuficiente ainda pode desviar mais do que o esperado no carregamento momentâneo. Por outro lado, a pré-carga excessiva pode aumentar o atrito, a temperatura e o desgaste sem melhorar a precisão dimensional do trilho.
Portanto, a precisão e a pré-carga devem ser selecionadas separadamente de acordo com os requisitos de{{0}precisão e rigidez de deslocamento da máquina. Para obter mais explicações, consultecomo a pré-carga da guia linear afeta a rigidez e o movimento.
Precisão do componente versus precisão da instalação
A precisão do componente descreve as tolerâncias alcançadas quando a guia linear é fabricada e inspecionada. A precisão da instalação descreve a geometria criada após a montagem dos trilhos e blocos na máquina.
Eles não devem ser tratados como a mesma especificação.
| Nível de precisão | Principais fatores de influência | Verificação Típica |
|---|---|---|
| Precisão do componente da guia | Fabricação, retificação, correspondência e inspeção de trilhos e blocos | Inspeção dimensional e de{0}paralelismo em execução do fabricante |
| Precisão de montagem | Planicidade da base, retilinidade da aresta-de referência, paralelismo do trilho e aperto dos parafusos | Relógio comparador, régua de precisão, autocolimador ou outro método de alinhamento adequado |
| Precisão do movimento do eixo | Guias, sistema de acionamento, rolamentos, motor, feedback, estrutura e temperatura | Interferômetro a laser, feedback do codificador ou calibração específica-da máquina |
| Precisão de usinagem ou processo | Precisão do eixo, além de fuso, ferramentas, carga, vibração e condições do processo | Inspeção-de peça concluída ou medição de processo |
Um trilho de alta-precisão não pode corrigir uma base de máquina torcida. Quando os parafusos de montagem são apertados, o trilho pode adaptar-se parcialmente à superfície de montagem. Rebarbas, lascas, tinta, pontos altos locais ou um ressalto de referência impreciso podem, portanto, distorcer o trilho instalado e alterar o percurso do bloco.
Caso de fábrica: trilhos-de alta precisão, mas acabamento superficial ruim
Em um projeto de instalação de fábrica, uma máquina CNC produziu marcas visíveis de ferramentas, mesmo que guias lineares de alta{0}}precisão tivessem sido instaladas. A inspeção descobriu que um trilho era aproximadamente 0,03 mm mais alto que o outro em um comprimento de um metro.
A diferença de altura criou uma distribuição desigual de carga entre os blocos guia e contribuiu para a vibração durante o movimento do eixo. Como resultado, a máquina não conseguiu atingir o acabamento superficial esperado.
Depois que a base de montagem foi retificada e os dois trilhos foram realinhados, as marcas anormais da ferramenta desapareceram. O caso mostra que um grau de precisão de guia linear elevado não pode compensar uma referência de montagem imprecisa.
Execução de paralelismo versus paralelismo de trilho duplo-
O paralelismo de execução e o paralelismo de instalação de trilho duplo são frequentemente confundidos, mas descrevem condições diferentes.
Executando paralelismoé uma característica de uma montagem individual de-trilho e-bloco. Ele descreve a mudança na leitura do indicador à medida que o bloco se desloca em relação a um dado ferroviário especificado.
Paralelismo de instalação-com trilho duplodescreve a precisão com que dois trilhos separados são posicionados um em relação ao outro na base de uma máquina.
Um fabricante pode inspecionar o paralelismo de cada guia, mas o fabricante da máquina controla a relação instalada entre os dois trilhos. Se os trilhos emparelhados forem montados com erro de paralelismo excessivo, os blocos poderão sofrer aumento de carga interna, resistência irregular, emperramento e vida útil reduzida-mesmo quando ambas as guias atenderem às suas especificações de precisão individuais.
Para o processo de medição, consultecomo medir o paralelismo da guia linear.
Graus de precisão do guia linear
Os fabricantes de guias lineares geralmente oferecem vários níveis de precisão, progredindo da precisão normal ou padrão até graus de alta precisão, super{0}}precisão e ultra{1}}precisão. As letras usadas para essas classes não são completamente universais, portanto, as especificações completas do fabricante devem sempre ser verificadas.
As guias lineares DLY são comumente fornecidas emGraus de precisão H e P, enquanto as classes SP e UP podem ser avaliadas para aplicações que exigem controle mais rígido. As classes disponíveis dependem da série do produto, tamanho, comprimento do trilho e configuração de fornecimento.
| Nível de precisão geral | Direção típica de aplicação | Considerações sobre seleção |
|---|---|---|
| Normal ou padrão | Manuseio de materiais, transportadores gerais e eixos de transferência não{0}}críticos | Adequado onde a orientação geral suave é mais importante do que a geometria de deslocamento precisa |
| Alto | Embalagem, marcenaria, automação geral e eixos auxiliares CNC | Um equilíbrio prático entre precisão, disponibilidade e requisitos de instalação |
| Precisão | Máquinas-ferramentas, equipamentos de inspeção e sistemas de montagem de precisão | Requer uma base adequadamente usinada e uma montagem de vários-blocos controlada |
| Super ou ultra precisão | Equipamentos de medição, ópticos, semicondutores e de usinagem especializados de alta{0}}precisão | Útil somente quando a estrutura, o ambiente, o acionamento e o sistema de medição suportam o mesmo nível de precisão |
Esta tabela fornece orientações de aplicação em vez de recomendações de modelos universais. A seleção final deve usar as tolerâncias permitidas listadas para a série exata de guias lineares, tamanho nominal e comprimento do trilho.
Como o comprimento do trilho afeta a precisão
As tolerâncias de{0}paralelismo em execução geralmente são apresentadas de acordo com os intervalos-de comprimento dos trilhos. Um trilho curto e um trilho longo da mesma série e grau de precisão podem não ter o mesmo desvio de funcionamento permitido.
Isto tem duas consequências práticas:
- Os valores de precisão não devem ser citados sem indicar o comprimento do trilho.
- Uma tolerância obtida de uma série de guias não deve ser aplicada automaticamente a outra série.
Os trilhos longos também podem ser fornecidos em seções articuladas quando os limites de fabricação, transporte ou instalação impedirem o uso de um trilho contínuo. Nessa situação, a correspondência de juntas, a numeração dos trilhos, a preparação final e o alinhamento-no local tornam-se parte do plano geral de precisão.
Vários blocos e conjuntos correspondentes
Muitas máquinas utilizam dois blocos em cada trilho e dois trilhos paralelos. Neste arranjo, a variação entre componentes torna-se tão importante quanto a tolerância de um bloco individual.
Se as alturas dos blocos forem diferentes, apertar a mesa móvel pode introduzir distorção estrutural ou distribuição desigual de carga. Se as dimensões de referência lateral diferirem, alguns blocos podem ser forçados contra os ressaltos de referência com mais força do que outros.
Para sistemas multi{0}}blocos de precisão, confirme:
- Se os blocos são fornecidos para uso no mesmo trilho ou plano de referência
- Variação permitida de altura e largura dentro do conjunto
- Precisão e pré-carga de cada bloco
- Identificação de trilhos e blocos
- Se blocos individuais podem ser substituídos
Blocos com diferentes especificações de precisão ou pré-carga não devem ser misturados sem avaliar sua compatibilidade dimensional e de funcionamento.
O que afeta a precisão após a instalação?
Montagem-Geometria de superfície
A superfície de montagem do trilho deve fornecer planicidade, retilineidade e rigidez adequadas. Uma placa fina de alumínio, uma estrutura soldada ou uma base mal suportada podem deformar-se quando os parafusos da guia e cargas externas são aplicados.
Referência-Precisão de borda
Um ressalto de referência ajuda a posicionar o trilho mestre. A sua retilineidade e perpendicularidade ao plano de montagem influenciam o percurso instalado. Rebarbas no canto entre a base e o ressalto podem impedir que o trilho assente corretamente.
Parafuso-Sequência de aperto
O aperto irregular ou descontrolado pode afastar o trilho da referência pretendida ou introduzir distorção na estrutura de montagem. Os parafusos devem ser apertados de acordo com a sequência e torque especificados enquanto o trilho permanece corretamente localizado.
Caso de engenharia: precisão de viagem alterada após seis meses
Em uma aplicação de módulo linear, o desvio de deslocamento apareceu após aproximadamente seis meses de operação. A inspeção constatou que o torque-do parafuso de montagem irregular introduziu uma leve distorção na base e afetou a geometria instalada das guias.
O problema não foi causado apenas pelo grau de precisão nominal das guias lineares. A condição de fixação dos trilhos e a estabilidade da base de montagem alteraram o percurso real do eixo.
Depois que a condição de montagem foi verificada e as guias foram reinstaladas usando uma sequência de aperto e torque controlados, a precisão de deslocamento necessária foi restaurada.
Pré-carga e Deformação Estrutural
A pré-carga melhora a rigidez, mas reduz a capacidade da guia de acomodar erros de montagem. Uma guia altamente pré-carregada instalada em uma base imprecisa pode desenvolver resistência excessiva ao funcionamento ou tensão interna.
Temperatura
Trilhos, bases de máquinas e mesas móveis se expandem conforme a temperatura muda. Diferenças no material, na temperatura do componente e na localização da fonte-de calor podem alterar o alinhamento e a geometria do percurso, especialmente em eixos longos.
Contaminação e Lubrificação
Partículas presas sob um trilho podem criar erros de montagem locais, enquanto a contaminação que entra no bloco pode danificar suas pistas. A lubrificação insuficiente ou inadequada aumenta o desgaste e pode reduzir gradualmente a consistência do movimento.
A relubrificação deve ser determinada com base na velocidade operacional, carga, curso, temperatura, contaminação e condição do lubrificante-e não em um intervalo de calendário fixo aplicado a cada máquina.
Como selecionar o grau de precisão correto
A classe correta é a classe mais baixa que pode suportar de forma confiável o desempenho exigido da máquina com uma margem de engenharia apropriada. Selecionar uma classe mais alta sem melhorar a base, o acionamento ou o sistema de feedback pode aumentar o custo sem melhorar o resultado final.
Use a seguinte sequência de seleção:
- Defina a precisão necessária do processo da máquina ou da peça acabada.
- Aloque erros admissíveis entre guia, acionamento, estrutura, fuso ou ferramenta e sistema de medição.
- Determine o desvio de deslocamento necessário e a consistência dimensional de vários{0}blocos.
- Verifique a tabela de precisão para a série de guia pretendida, tamanho e comprimento do trilho.
- Selecione a pré-carga de acordo com os requisitos de rigidez e carga.
- Confirme se a base de montagem e o método de montagem podem suportar a classe selecionada.
- Defina como o eixo concluído será medido e aceito.
Para um eixo de transferência de embalagem, a precisão H já pode fornecer consistência suficiente. Um eixo de usinagem ou inspeção pode exigir P ou uma classe superior, mas somente após sua geometria base, estabilidade térmica e precisão de acionamento terem sido consideradas.
Requisitos de precisão para diferentes máquinas
| Aplicativo | Principal preocupação com precisão | Fatores Adicionais do Sistema |
|---|---|---|
| Equipamento de embalagem e transferência | Movimento repetível e ciclismo suave | Rapidez, contaminação e acesso para manutenção |
| Máquina-ferramenta CNC | Geometria de deslocamento, rigidez e suporte de carga consistente | Base da máquina, fuso de esferas, fuso e controle térmico |
| Equipamento de inspeção | Desvio de deslocamento estável e mensurável | Resolução de feedback, calibração e estabilidade ambiental |
| Equipamento semicondutor ou óptico | Variação geométrica muito pequena e repetibilidade estável | Temperatura, vibração, limpeza e materiais estruturais |
| Máquina-ferramenta pesada | Rigidez e deslocamento sob cargas variáveis | Seleção de guia de rolo, pré-carga e deformação da base |
Especificando a precisão da guia linear para DLY
Ao solicitar uma guia linear DLY, forneça mais do que o tamanho do trilho e a forma do bloco. A seleção precisa requer:
- Série de guias lineares e tamanho nominal
- Comprimento do trilho e quantidade de blocos
- Grau de precisão exigido
- Pré-carga necessária ou condição de rigidez
- Arranjo de-trilho único ou par-de trilho
- Carga operacional, velocidade e curso
- Orientação de montagem
- Tipo de máquina e precisão do movimento do alvo
A DLY normalmente fornece guias lineares de precisão H e P, com opções SP e UP avaliadas de acordo com a série e os requisitos do projeto. As guias esféricas HD são adequadas para movimentos gerais de-cargas pesadas, as guias ED reduzem a altura da montagem, as guias MD servem para sistemas em miniatura e as guias de rolos RD proporcionam maior rigidez para aplicações exigentes de máquinas-ferramentas.
Veja o completoGama de guias lineares DLYou envie as condições da máquina e desenho de instalação para confirmação do modelo.
Conclusão
A precisão da guia linear é definida pelas dimensões de montagem controladas, variação entre blocos e paralelismo de execução em relação às superfícies de referência do trilho. Estas características determinam a consistência com que a guia pode ser integrada em um sistema de movimento de precisão.
Eles não determinam, por si só, o posicionamento final ou a precisão de usinagem do equipamento. A geometria da-superfície de montagem, o alinhamento-do trilho duplo, a pré-carga, a rigidez estrutural, a precisão do acionamento, a temperatura e o feedback influenciam o eixo concluído.
Os casos de fábrica também demonstram por que a precisão impressa em um catálogo deve ser apoiada por uma montagem e montagem corretas. Mesmo uma guia de alta-precisão pode produzir resultados ruins na máquina quando os trilhos são instalados em alturas diferentes ou apertados de maneira desigual.
A classe de precisão mais adequada não é, portanto, automaticamente a classe mais alta disponível. É a classe que atende aos requisitos reais de deslocamento da máquina e pode ser suportada pela estrutura de montagem, processo de montagem e método de inspeção.
