Av Thomas Greif, senior technical support engineer mechatronics & network, SMC Italien
MARS 2024
Föreställ dig att du precis har identifierat en elektrisk linjärenhet som bästa sättet att lösa en viss maskinrörelse. Bra, eller hur? Jovisst, men då ställs du även inför för många frågeställningar och många alternativ till den optimala elektriska lösningen. I den här artikeln – och baserat på många samtal i samband med den support som vi ger våra kunder – vill jag fördjupa mig i de inledande frågorna och bidra till att kasta lite ljus över saken.
SMC:s lättanvända linjärenhet EQ-serien
Remdrift eller kulskruv?
Ett primärt övervägande är valet mellan drift med rem, eller med kulskruv. Valet avgörs mest av den specifika applikationen och systemkraven. Såvida inte maskinen kräver en exceptionellt lång slaglängd, är kulskruvsdrift att föredra för de flesta precisionsapplikationer. Dessa linjärenheter uppnår en repeterbarhet på ±0,01 mm, medan remdrivna varianter kanske bara är ±0,08 mm.
En annan anledning är säkerheten. Elektriska ställdon med kulskruvsdrift drar nytta av den mekaniska kopplingen med en kulskruvsmutter. Ur ett ingenjörsperspektiv ger denna konstruktion ett mycket mer robust och därmed säkrare koncept, särskilt i vertikala applikationer. Remdrivna ställdon behöver en extra säkerhetskomponent som förhindrar rörelse av den vertikala lasten, särskilt vid remskador.
SMC:s Elektriska linjärenhet, Remdriven – LEFB Serien
SMC:s Elektriska linjärenhet, kulskruv – LEFS Serien
Nu kanske du tänker: är inte kulskruvar långsammare? Tekniskt sett - ja, den maximala hastigheten är långsammare än remdrivna motsvarigheter. Men i en rörelse som består av minst tre faser (acceleration, konstant hastighetsrörelse och retardation) är det inte alltid möjligt för en remdriven linjärenhet att nå sin maximala hastighet. Det kan komma som en överraskning för vissa att den totala positioneringstiden för en elektrisk linjärenhet med kulskruvsdrift ofta är lika med eller ibland kortare än för ett remdrivet alternativ, särskilt i kortare slaglängder, upp till 800 mm.
En ytterligare utmaning är applikationer med hög belastning, där remslitage kräver periodisk kontroll och efterspänning. I samband med detta arbete kommer din rem troligen att sträckas ut, och i applikationer med exakt positionering måste du kontrollera och eventuellt justera alla dina sparade positioner. Däremot är en elektrisk linjärenhet som använder kulskruvsdrift underhållsfri.
Slaglängd kontra hastighet
En annan fråga som är bekant för alla kunniga leverantörer av elektriska linjärenheter är att ökad slaglängd på en elektrisk linjärenhet med kulskruv minskar dess maximala hastighet, en effekt som orsakas av konstruktionsbegränsningar.
Här är två huvudfaktorer betydelsefulla; varvtal och skruvens längd utan stöd. Om vi ökar slaglängden över ett visst värde måste vi sänka skruvens varvtal för att inte resonans skall uppstå, vilket minskar ställdonets linjära hastighet.
SMC:s Elektriska linjärenhet, Remdriven med kraftig släde – LET-X11 Serien
För att uppfylla prestandakraven är det nödvändigt att använda olika skruvstigningar för enheter med kulskruv. Och när det inte längre är tillräckligt att öka stigningen behöver du en modell med mellanstöd som minskar avståndet mellan muttern och lagret, för att undvika resonans
Steg- eller servomotor?
Ännu ett vanligt dilemma relaterar till motorn. Vilket är bäst: stegmotor eller AC servomotor? Återigen, leverantörskunnande och expertis tyder på att motorvalet inte alltid är enkelt, eftersom vissa specifikationer, personliga preferenser och kostnader kommer in i ekvationen.
Vridmoment är en vanlig urvalsfaktor, när det kommer till motordimensionering. Inte bara det nominella vridmomentet, utan även vridmomentet i relation till motorns varvtal. Medan AC-servomotorer kan leverera det nominella vridmomentet inom hela varvtalsområdet, säg 3000 rpm, levererar stegmotorer det maximala vridmomentet vid en mycket reducerad hastighet. Att öka hastigheten innebär att vridmomentet minskar avsevärt.
SMC:s Elektriska linjärenhet, AC servomotor – LESYH Serien
SMC:s Elektriska linjärenhet, Stegmotor – LESYH Serien
Kort sagt, en elektrisk linjärenhet med stegmotor kan utföra arbete med låga hastigheter kompetent. En AC-servomotor blir dock att föredra om större dynamik är nödvändig.
Utbyte
Erfarenhet och kunskap är lika viktigt i eftermarknadsapplikationer. Vi stöter på många kunder som till exempel vill byta ut en modell som utgått ur sortimentet. Svaret på denna utmaning är att använda en leverantör med som utvecklar nya generationers produkter som ändå är 100 % kompatibla med den äldre modellen. De flesta finner att även om den nya enheten är densamma i dimension, kommer den att erbjuda ett antal nya fördelar, till exempel relaterade till styrning eller säkerhet.
SMC:s kontrollenhet för stegmotor med STO-funktion – JXC#F Serien
Om du behöver stöd vid produktval, applikationsbedömningar, nykonstruktion eller utbyte kan vi hjälpa dig med dina utmaningar inom rörelseautomation, inklusive de som involverar elektriska linjärenheter. Oavsett om det är en förfrågan före eller efter försäljning, kommer du att upptäcka att det alltid lönar sig att söka expertråd.
