الوحدات الخطية

الوحدات النمطية الخطية هي devic متكاملة كهروميكانيكية دقيقة يمكنها تحويل الحركة الدورانية إلى حركة خطية. الوحدات النمطية الخطية هي نظام حركة خطي متكامل يدمج مكونات الإرسال والتوجيه وقيادة مكونات إلى وحدات معيارية من خلال تصميم موحد ، مما يتيح التحكم الدقيق للإزاحة الخطي. تستخدم الوحدات الخطية على نطاق واسع في مجال الأتمتة وهي حل فعال لاستبدال آليات الحركة الخطية اللامركزية التقليدية. تتمثل ميزةها الأساسية في تبسيط عملية تصميم المعدات ، وتحسين دقة الحركة واستقرارها ، مع تقليل تكاليف التثبيت والصيانة.

منذ أن حققت شركة THK Corporation التسويق لأول مرة في اليابان في الثمانينات ، مر تطوير الوحدات الخطية بثلاث مراحل:

1). مرحلة الإرسال الميكانيكية (1980-2000): تركز حول مسامير الكرة والأدلة المنزلق

2). مرحلة Mechatronics (2000-2015): تصميم متكامل لمحرك القيادة وجسم الوحدة النمطية

3). مرحلة إنترنت الأشياء الذكية (2015- الحاضر): الوحدة الذكية دمج المستشعرات وواجهات الاتصال

بحلول عام 2023 ، سيصل حجم السوق العالمي إلى 6.2 مليار دولار أمريكي (وفقًا لبيانات Qyresearch) ، حيث أصبحت الصين أكبر سوق للإنتاج والتطبيق ، وهو ما يمثل 38 ٪.

1. الهيكل الأساسي ومبدأ العمل للوحدات الخطية

أ. نظام النقل:

برغي الكرة: القطر 6-50 مم ، الرصاص 1-20 مم ، مستوى الدقة C3-C7

حزام متزامن: مادة البولي يوريثان ، عرض 10-100 مم ، أقصى سرعة 5 م/ث

المحرك الخطي: يمكن أن تصل قوة التوجه إلى النوع الخالي

ب. نظام التوجيه:

دليل دليل الكرة: بنية كرة من أربعة صفات ، حمولة ديناميكية مصنفة 1-50KN

ROLLER GUIDE RAIR: زادت الصلابة بمقدار 3 مرات ، مناسبة لتطبيقات العمل الثقيلة-

دليل البرد المتقاطع: BI - الاتجاه الصلب على قدم المساواة ، يستخدم في معدات القياس الدقيقة

2. التحكم في القيادة من الوحدات الخطية:

محرك المؤازرة: 23-130 مواصفات شفة ، مقترنة بـ 17/23 بت المشفر المطلق

محرك السائر: 1.8 درجة زاوية خطوة ، تقسيم تصل إلى 25600 نبضات/ريف

التحكم في الحلقة المغلقة: توضع التكرار ± 0.005 مم ، تقلب السرعة<1%

3.Comparison من المعلمات الفنية الرئيسية للوحدات الخطية.

4. الاختراقات التكنولوجية المبتكرة في الوحدات الخطية

أ. تقنية القيادة الهجينة:

تجمع الوحدة النمطية المركبة من "المحرك الخطي+المسمار" التي تم تطويرها بواسطة TM بين الدقة العالية (± 1 μ m) وسرعة عالية (2M/s)

وحدة رفع المغناطيسي TM تقلل من مقاومة الاحتكاك بنسبة 90 ٪

ب. نظام المراقبة الذكي:

يمكن لمستشعر الاهتزاز المدمج من سلسلة ILM من THK التنبؤ بحالة التآكل للمسامير الرصاصة

تم تجهيز الوحدة الذكية من HiWin بتعويض درجة الحرارة ، مما يقلل من خطأ التشوه الحراري بنسبة 60 ٪

ج. تطبيق مواد جديدة في الوحدات الخطية:

سكة دليل ألياف الكربون (انخفض الوزن بنسبة 40 ٪)

محامل كراميك للكرة (زادت الحياة بمقدار 3 مرات)

5. في التحليل العمق لتطبيقات الصناعة للوحدات الخطية

أ. تصنيع أشباه الموصلات:

طاولة عمل آلة الطباعة الحجرية: استخدام محامل الهواء ووحدات المحرك الخطية ، مع دقة تحديد المواقع من ± 1nm

معالجة الرقاقة: وحدة النظافة من الفئة 1 ، إطلاق الجسيمات<5/ft ³

ب. بطاريات طاقة جديدة:

القطع القطبية: الوحدة الخطية جنبًا إلى جنب مع النظام البصري ، وسرعة القطع 120 م/دقيقة

تكديس الخلية: رابط وحدة المحور الستة ، دقة التراص ± 0.1 مم

ج. المعدات الطبية:

الروبوت الجراحي: وحدة مستوى النانو تحقق 0.1 درجة التحكم في المفصل

تسلسل الجينات: 96 وحدة أنابيب القناة ، زاد التدفق بمقدار 50 مرة

د. عرض جديد:

التبخر OLED: Multi - التحكم في مجموعة التحكم المتزامن ، خطأ في تحديد المواقع<3 μ m

القطع الزجاجية: نظام وحدة Gantry مع تسارع 2G

6.hotodology من هندسة اختيار الوحدات الخطية

أ. تحليل الحمل: الحمل الثابت أقل من أو يساوي حمولة مصنفة بنسبة 50 ٪ ،

تتطلب الأحمال الديناميكية حساب مطابقة الجمود (نسبة القصور الذاتي<30:1)

ب. التحقق من الدقة: النظر في خلوص الظهر (<0.05mm) and walking parallelism (<0.02mm/300mm)

تعويض التشوه الحراري (0.5 μ م/ درجة)

ج. حساب الحياة: صيغة لعمر المسمار الكرة: L 10= (c/p) ^ 3 × 10 ^ 6 ثورات في الدقيقة

دليل LIFESPAN: l =50 × (c/p) ^ (10/3) × 10 ^ 3km

7. اتجاهات تطوير الوحدات الخطية

أ. التصغير: وحدة مستوى النانو (السكتة الدماغية 50 مم ، دقة 10nm)

ب. الذكاء: وحدة تنظيم الذات تدمج خوارزميات الذكاء الاصطناعي

ج. Greening: نظام محرك استرداد الطاقة (توفير 30 ٪ من الطاقة)

د. التقييس: ISO 18758-2 المعيار الدولي يتسارع التعميم

وفقًا لتنبؤات مجموعة بوسطن للاستشارات ، من المتوقع أن يتجاوز سوق الوحدة النمطية العالمية 10 مليارات دولار بحلول عام 2028 ، مع بقاء معدلات النمو السنوية في قطاعات أشباه الموصلات فوق 18 ٪. مع تنفيذ "خطة الخمس سنوات الرابعة عشرة" في الصين لتطوير التصنيع الذكي ، تتحرك الوحدات المحلية نحو المستوى الدقيق 0.5 م ، وتسارع سرعة استبدال الواردات.

اهلا وسهلا بكم للمشاهدةالمزيد من المشاريعأو قم بزيارة معرض الفيديو الخاص بنا بواسطةيوتيوب:https://www.youtube.com/@tallmanrobotics

الوحدات الخطية المسمار الكرة للبيئة العامة من Tallman Robot لها سلسلة التالية:

الوحدة النمطية Lead Screw Linear للبيئة النظيفة من Tallman Robot لها سلسلة TM - s - cr

الوحدة النمطية الطويلة للسكتة الدماغية للبيئة العامة tm - sl - cm

غطاء الأعضاءبرغي دليل برأس المياه الخطيالوحدة النمطيةtm - sf

الوحدة النمطية لحزام التوقيت للبيئة العامة tm - b - cm

وحدة توقيت حزام الخطي للغبار - بيئة إثبات tm - b - cr

غطاء الأعضاءحزام توقيت إثبات الماء خطيالوحدة النمطيةtm - bf

وحدة حزام التوقيت الأوروبية المقاومة للغبار tm - eB

ما هي تصنيفات الوحدات الخطية؟

يمكن تصنيف الوحدات الخطية بناءً على أبعاد مثل وضع الإرسال ونوع محرك الأقراص والشكل الهيكلي. الأنواع المختلفة لها اختلافات كبيرة في الأداء والسيناريوهات المعمول بها. التصنيفات المحددة هي كما يلي:

1. مصنفة حسب طريقة النقل الأساسية (طريقة التصنيف الأكثر استخدامًا)

1). الوحدة الخطية لمحرك المسمار

باستخدام المسمار كمكون للإرسال الأساسي ، يتم تحويل الحركة الدورانية إلى حركة خطية من خلال ربط المسمار والجوز.

نوع التقسيم الفرعي:

وحدة برغي الكرة: تعمل الكرة كوسيلة وسيطة ، مع كفاءة ناقل الحركة بنسبة 85 ٪ -95 ٪ ودقة عالية (خطأ في وضع أقل من ± 0.01 مم) ، ومناسبة لسيناريوهات الدقة مثل معدات أشباه الموصلات وأدوات الاختبار.

وحدة المسمار شبه المنحرف: نقل الاحتكاك المنزلق ، كفاءة 20 ٪ - 40 ٪ ، التكلفة المنخفضة والذات - locking (Power - قبالة السقوط) ، مناسبة للحمل الثقيل منخفضة السرعة (مثل منصات الرفع والمعدات المدنية).

الميزات: سعة الحمل القوية (حتى عدة أطنان) ، وسرعة معتدلة (عادةً أقل من أو تساوي 1M/S) ، ودقة يمكن التحكم فيها.

2). وحدة خطية محرك حزام متزامن

يتكون المحرك من حزام متزامن ، وبرة ، وتوجيه السكك الحديدية ، يدفع المحرك بكرة إلى الدوران ، ويؤدي الحزام المتزامن إلى التحرك في خط مستقيم.

الميزات: السرعة السريعة (ما يصل إلى 2 - 5m/s) ، يمكن تقسيمها إلى 10 أمتار أو أكثر) ، التكلفة المنخفضة من الوحدات النمطية المسمار ، ولكن دقة أقل (خطأ في تحديد المواقع ± 0.1-0.5 مم) ، مناسبة للنقل عالي السرعة (مثل آلات الفرز ، معدات القطع الليزر).

3). الوحدة الخطية محرك المحرك الخطي

بدون مكونات النقل الميكانيكية ، يتم تشغيل الحركة الخطية مباشرة بالقوة الكهرومغناطيسية للثابت والدوار.

الميزات: الدقة العالية (خطأ في تحديد المواقع أقل من أو يساوي 0.001 مم) ، تسارع كبير (يصل إلى 50 مترًا/ثانية) ، لا توجد عمر تآكل ، ولا يمكن أن تكون عمر خدمة ، ولكن تكلفة عالية (3 - 5 مرات من وحدات المسمار) ، والتي تتطلب نظام تبريد دعم ، مناسب للسيناريوسات العالية مثل شبه الدقة.

4). الوحدة الخطية للرف ونقل الترين

يقود المحرك العتاد إلى التدوير ، ويشبك التروس مع الحامل لتحقيق الحركة الخطية.

الميزات: السفر اللانهائي تقريبًا (يمكن تقسيم الرف) ، وسعة تحميل قوية (مناسبة لأحمال مستوى الأنين) ، ولكن دقة منخفضة (± 0.1-1mm) ، مناسبة للمعدات الثقيلة (مثل محور ترجمة الأدوات الآلي ، وآلات التخزين الكبيرة).

2. مصنف حسب نوع الطاقة القيادة

1). الوحدات الخطية الكهربائية

إن استخدام المحركات (محركات المؤازرة ، ومحركات السائر ، ومحركات التيار المستمر) كطاقة وسرعة التحكم والموضع من خلال الإشارات الكهربائية هي الاختيار السائد للأتمتة الصناعية.

المزايا: إمكانية التحكم القوية ، قادرة على تحقيق تحديد موقع دقيق -.

2). الوحدات الخطية الهوائية

مدعومًا بالهواء المضغوط ويقوده أسطوانة لتحريك شريط التمرير ، فإنه يحتوي على بنية بسيطة وتكلفة منخفضة.

العيوب: دقة منخفضة (تعتمد على ضغط مصدر الغاز ، خطأ في تحديد المواقع ± 1 - 5mm) ، السرعة التي لا يمكن السيطرة عليها ، مناسبة للسيناريوهات المنخفضة (مثل إجراءات الدفع والتبديل البسيطة).

3). الوحدات الخطية الهيدروليكية

مدعومًا بالزيت الهيدروليكي ، فإنه يخرج قوة دفع عالية (تصل إلى عشرات الأطنان) من خلال الأسطوانات الهيدروليكية ، ومناسبة لسيناريوهات الحمل الثقيلة فائقة مثل المعدات المعدنية والآلات الثقيلة.

العيوب: النظام معقد (يتطلب المضخات الهيدروليكية وخطوط الأنابيب) ، عرضة للتسرب ، ولديه تكاليف صيانة عالية.

3. مصنف بالشكل الهيكلي

1). الوحدات الخطية المحور المفرد

يمكن استخدام وحدة الحركة الخطية المفردة ، بنية مضغوطة ، بمفردها أو دمجها في نظام محور متعدد (مثل جدول الشريحة المتقاطعة XY ، بنية XYZ Gantry).

التطبيق: خلاصة محور واحد للطابعات ثلاثية الأبعاد وآلات الاستغناء.

2). وحدات مزيج المحور متعدد

يتم دمج الوحدات الخطية المحور المتعددة من خلال الموصلات لتحقيق حركة مستوية (XY) أو المكانية (XYZ) ، مثل روبوت الإحداثيات الديكارتية.

التطبيق: معالجة المواد متعددة الاتجاهات لخطوط التجميع الآلية والتحكم في المسار لروبوتات اللحام.

3). الوحدات الخطية المتكاملة

يتم دمج مكونات الإرسال والإرشاد والقيادة بشكل كبير ، ويتم إرفاق السكن (مع مستوى حماية IP54 أو أعلى) ، وهو مناسب للبيئات القاسية (مثل الغبار والمشاهد الرطبة).

الميزات: سهلة التثبيت ، صيانة منخفضة ، شائعة الاستخدام في معالجة الأغذية والمعدات الخارجية.

4. تصنف حسب مستوى الدقة

مستوى الدقة: دقة تحديد المواقع أقل من أو تساوي ± 0.01 مم ، دقة تحديد المواقع المتكررة أقل من أو تساوي 0.005 مم ، مثل وحدات المحرك الخطية ووحدات المسمار الكرة (مستوى C3) ، وتستخدم في أشباه الموصلات والمعدات البصرية.

الدرجة الصناعية: دقة تحديد المواقع ± 0.01-0.1 مم ، مثل وحدات برغي الكرة العادية (درجة C5) ووحدات الحزام المتزامن ، وتستخدم لخطوط الإنتاج الآلية وأدوات الآلة.

الدرجة المدنية: دقة تحديد المواقع أكبر من أو تساوي 0.1 مم ، مثل وحدات المسمار شبه المنحرف والوحدات النمطية الهوائية ، وتستخدم في سيناريوهات دقة منخفضة مثل الأثاث والأبواب والنوافذ.

يتم تحديد جوهر طرق التصنيف المختلفة لمطابقة متطلبات المشهد: عالية - محرك محرك أو محرك خطي الدقيق ، عالية - السرعة الطويلة - تم تحديد وحدة حزام متزامنة المسافة ، وترس موسول ثقيل - أو وحدة هيدروليكية مختارة. في التطبيقات العملية ، غالبًا ما يتم الجمع بين أبعاد التصنيف المتعددة للوحدات الخطية للاختيار (مثل "وحدة محور محور كرة كهربائي من الدرجة الصناعية".