EN
Szybkie linki
Miniatury liniowy system prowadnicy MGN3 to system szyn o szerokości 3 mm – blok cyrkulacji kulek czterorzędowych poruszający się po profilowanej szynie o szerokości 3 mm – a jego zaletą jest najmniejszy rozmiar w zakresie MGN, który nadal przenosi użyteczny ładunek: 0,29 kN obciążenia dynamicznego, 0,44 kN obciążenia statycznego oraz 0,7 N·m momentu statycznego przy masie bloku wynoszącej 1 g i masie szyny równej 50 g na metr. Inżynierowie wybierają go, gdy oś jest krótka, ładunek lekki, a projekt ograniczony jest przede wszystkim przez dostępne miejsce, a nie przez siłę. W przypadku, gdy odkształcenie, długość przebiegu lub czas eksploatacji staje się decydującym ograniczeniem, należy wybrać większe rozmiary: MGN5 lub MGN7.
To krótkie wyjaśnienie. Pozostała część tego artykułu zawiera dane liczbowe, opisuje zastosowania, w których wybór MGN3 jest właściwy, oraz przypadki, w których nie jest on odpowiedni.
Wszystkie wartości to dane katalogowe na jeden blok dla miniaturowej szyny prowadzącej MGN3, pobrane z tabeli specyfikacji MGN opublikowanej przez producenta.
Szyna prowadząca MGN3 to element toczny łoże liniowe szyna wykonana ze stali nierdzewnej o zwiększonej twardości z dwiema szlifowanymi ścieżkami tocznymi oraz blokiem zawierającym cztery rzędy stalowych kulek, które cyrkulują podczas przesuwania się bloku. Kulki stykają się ze ścieżką toczną pod kątem 45°, dzięki czemu blok jest wstępnie obciążony względem obu krawędzi szyny i wykazuje odporność na obciążenia działające od góry, od dołu oraz z obu stron przy jednakowej sztywności.
"3" w numerze części oznacza szerokość szyny w milimetrach — nie szerokość bloku ani długość skoku. Szyna MGN3 ma szerokość 3 mm, co czyni tę serię szczególnie interesującą: przy takiej szerokości szyna może być umieszczona wewnątrz obudowy, za ścieżką optyczną lub obok miniatury chwytaka, gdzie szyna o szerokości 5 mm lub 7 mm po prostu nie zmieści się. Niższa wersja MGN2 (2 mm) istnieje, ale jej nośność spada do poziomu nadającego się jedynie dla najlżejszych mechanizmów, dlatego MGN3 stanowi zwykle praktyczny próg minimalny dla osi napędzanej.
Blok o masie 1 g i szyna o masie 50 g/m oznaczają, że masę ruchomą mierzy się w gramach, a nie w kilogramach. Dla osi zmieniającej kierunek ruchu setki razy na sekundę — głowicy dozownika, skanera inspekcyjnego, migotki optycznej — ograniczeniem prędkości jest bezwładność, a nie nośność. Zmniejszenie masy ruchomej o połowę zmniejsza mniej więcej o połowę moment obrotowy silnika wymagany do osiągnięcia tego samego przyspieszenia.
Ponieważ cztery rzędy kulek ułożono symetrycznie, blok MGN3 charakteryzuje się taką samą sztywnością przy obciążeniach skierowanych w dół, w górę oraz bocznie. Jest to istotne w przypadku urządzeń montowanych w jednej orientacji, a następnie eksploatowanych w innej — np. głowicy sondy zawieszonej poziomo lub stołu zamontowanego na pionowej ścianie — ponieważ projektant nie musi ponownie określać nośności bloku dla innego kierunku obciążenia.
0,29 kN dynamicznego obciążenia na szynie o szerokości 3 mm odpowiada przybliżonie ciągłej zdolności nośnej wynoszącej 30 kg w warunkach idealnych. Zapas bezpieczeństwa pozwala precyzyjnie obciążonemu blokowi działać płynnie: przy obciążeniu roboczym 50–100 N kule pozostają w zakresie odkształceń sprężystych, a powtarzalność parametrów jest zachowana.
Przewodniki ślizgowe, a w szczególności źle smarowane prowadnice piórkowe, naprzemiennie przyczepiają się i skaczą przy niskich prędkościach posuwu. Przewodnik kulkowy nie wykazuje takiego zachowania: współczynnik tarcia pozostaje w przedziale 0,003–0,005, a przejście od stanu spoczynku do ruchu jest gładkie. Dla urządzenia poruszającego się z prędkością kilku mikrometrów na sekundę różnica ta decyduje o uzyskaniu czystego sygnału lub sygnału o kształcie piłokształtnym.
Blok MGN3 charakteryzuje się małą wysokością przekroju. Dwie lub trzy osie można ułożyć jedna nad drugą bez przekraczania gabarytów urządzenia, dlatego właśnie ten rozmiar stosuje się w konstrukcjach stołów krzyżowych oraz układów typu gantry-in-a-box.
Oba bloki współdzielą ten sam szynę. Wersja H jest dłuższa, więc przenosi większy ładunek i większy moment na tym samym profilu o grubości 3 mm:
Kompromis dotyczy masy i długości, a nie sztywności. Wybierz blok typu H, gdy obciążenie jest przesunięte względem osi szyny, gdy głowica wystaje poza szynę lub gdy pojedyncza szyna przenosi moment; wybierz blok typu C, gdy wymiary ograniczają przestrzeń, a obciążenie jest skoncentrowane w osi szyny.
Podstawowa żywotność nominalna prowadnicy liniowej MGN3 o małych gabarytach podlega standardowemu wzorowi dla łożysk tocznych, opublikowanemu dla łożysk ruchu liniowego w normie ISO 14728-1 oraz stosowanemu w postaci L10 przez wszystkie główne główna prowadnica producent:
L10 = (C / P)³ × 50 km
gdzie C to podstawowa dynamiczna nośność i P to obciążenie przypadające na jeden blok.
Rozważ oś pomiarową, na której każdy z dwóch bloków przenosi 100 N (P = 0,1 kN):
Z sześcianu wynikają dwie rzeczy. Po pierwsze, trwałość jest niezwykle wrażliwa na obciążenie: podwojenie obciążenia zmniejsza nominalną trwałość o czynnik osiem, więc projekt pracujący przy 30 % wartości C ma trwałość około 37 razy dłuższą niż projekt pracujący przy pełnej wartości C. Po drugie, gdy projekt nie spełnia wymagań co do trwałości, przejście z bloku C do bloku H na tej samej szynie zwiększa trwałość o około 2,4 raza za dodatkowy gram masy poruszającej się — zwykle ta opcja jest tańsza niż przejście na większy rozmiar szyny, co wymaga zmiany wszystkich części współpracujących.
Trwałość to wartość nominalna, a nie gwarancja. Zanieczyszczenia, przedział czasowy smarowania, prostoliniowość szyny oraz błędy montażu zużywają zapas bezpieczeństwa, a w przewodnicy o średnicy 3 mm zużywają go szybciej niż w przewodnicy o średnicy 15 mm, ponieważ uszczelki i zbiornik smaru są proporcjonalnie mniejsze.
Obsługa płytek krzemowych, łączenie kruszczków, przewodzenie drutem i stacje sondowe wykorzystują prowadnice MGN3 tam, gdzie głowica musi sięgać do małej objętości roboczej. Prowadnica jest dobierana ze względu na wymiary zewnętrzne i gładkość działania, a nie nośność; niskie generowanie cząsteczek przez uszczelnioną prowadnicę kulkową ma znaczenie w pomieszczeniach czystych. Nasz własny materiał przypadkowy dla tego rozmiaru — MGN3 w urządzeniach półprzewodnikowych — zawiera szczegółowe informacje na temat obsługi płytek krzemowych, przyklejania kruszczków oraz metrologii AOI.
Oś pomiarowa wymaga stałego tarcia bardziej niż nośności. Bloki MGN3 wykazują niewielką zmienność tarcia, więc skanowanie ze stałą prędkością nie powoduje falowania pozycji — dlatego ten rozmiar stosowany jest w projektowanych profilografach, etapach wizyjnych i uchwytach do pomiaru powierzchni.
Pumpy strzykawkowe, obsługiwacze próbek, podajniki szkiełek mikroskopowych oraz stołki mikroskopowe wykorzystują MGN3 ze względu na niską wysokość przekroju i cichą pracę. W analizatorze z dziesiątkami równoległych osi masa poruszająca się na poziomie gramów zapewnia niską moc napędu i ogranicza wydzielanie ciepła.
Wyrównanie światłowodu do falowodu lub soczewki do diody wymaga submikrometrowej regulacji na zakresie kilku milimetrów. MGN3 z precyzyjnym śrubą zapewnia takie ruchy w obudowie dopasowanej do ławy optycznej bez przesłaniania ścieżki wiązki.
Miniatury chwytaków, dozowników, główek do podnoszenia i mikromanipulatorów wykorzystują MGN3 jako liniowy przegub, ponieważ blok można wbudować bezpośrednio w korpus narzędzia, a czterokierunkowa nośność pozwala stosować ten sam element zarówno od góry, jak i z boku.
Dla komponentu ustawianego jednorazowo i blokowanego szyny MGN3 zapewnia prostszy i bardziej powtarzalny ruch ślizgowy niż łączenie pióro-wpust przy niższym koszcie montażu niż niestandardowa konstrukcja giętna.
Miniatury liniowej szyny prowadzącej MGN3 to komponent precyzyjny o ustalonej maksymalnej nośności. Przejdź na większy rozmiar, gdy spełniony jest którykolwiek z poniższych warunków:
Szyna o wysokości 3 mm jest sztywna w stosunku do swoich wymiarów, ale nie w ujęciu absolutnym: przy rozpiętości 300 mm ugięcie pod obciążeniem bocznym może przekroczyć dokładność, jaką urządzenie stara się zachować. Jest to ograniczenie konstrukcyjne, więc rozwiązaniem jest większy przekrój, a nie lepszy suwak.
Pięć czynników decyduje o cenie, czasie realizacji i wykonalności miniaturyzowanej szyny prowadzącej MGN3:
Wyślij te pięć pozycji jako rysunek (PDF, DWG lub STEP); KGT przeprowadzi weryfikację technologiczną, poda cenę, minimalną wielkość zamówienia (MOQ) oraz czas realizacji w ciągu 24 godzin. Zakres prowadnic liniowych MGN jest produkowany przez KGT w zakładzie certyfikowanym wg normy ISO 9001 w Wenzhou, prowincja Zhejiang; przed dopasowaniem klocków do szyn dokonywana jest kontrola równoległości ruchu, tolerancji wysokości oraz luzu zgodnie z zamówioną klasą dokładności.
Klocek MGN3C ma wartość obciążenia dynamicznego (C) wynoszącą 0,29 kN, statycznego (C₀) – 0,44 kN oraz momentu statycznego (Mᵣ) – 0,7 N·m. Dłuższy klocek MGN3H ma wartości odpowiednio: 0,39 kN, 0,68 kN oraz 1,0 N·m. Wartości te odnoszą się do jednego klocka; wózek z dwoma klockami podwaja nośność pionową, ale nie zwiększa proporcjonalnie nośności momentu.
C to standardowy blok, a H to dłuższy blok o tej samej szerokości szyny. H nie oznacza klasy dokładności ani szerszej szyny — używa tej samej szyny o szerokości 3 mm, zwiększa masę bloku o 1 g oraz podnosi obciążenie dynamiczne o ok. 34 % i moment statyczny o ok. 43 %.
Użyj wzoru L10 = (C/P)³ × 50 km. Przy obciążeniu 100 N na blok, blok MGN3C zapewnia ok. 1220 km, a blok MGN3H ok. 2966 km życia nominalnego. Rzeczywiste życie zależy od smarowania, zanieczyszczenia i dokładności montażu, dlatego projekt osiągający wynik w granicach ±20 % wartości docelowej powinien zostać przeanalizowany, a nie zaakceptowany bez sprawdzenia.
Wersje ze stali nierdzewnej są oficjalnie publikowane dla większych rozmiarów MGN stosowanych w urządzeniach działających w wilgotnych środowiskach i pomieszczeniach czystych. W przypadku MGN3 należy potwierdzić dostępność i czas realizacji zamówienia u dostawcy przed wprowadzeniem tego elementu do rysunku technicznego — późniejsza zamiana jest kosztowna.
Tak. Szyny są cięte i frezowane zgodnie z rysunkiem, w tym z zachowaniem odległości otworów, gwintowania końcówek oraz oznaczenia połączeń; bloki są dostarczane jako zestawy dopasowanych elementów zgodnie z zamówioną klasą dokładności. Wyślij rysunek w celu weryfikacji obróbki.
Standardowa klasa (N) wystarcza, gdy pętla pozycji jest zamknięta za pomocą serwonapędu i enkodera. Wybierz klasę wysoką (H) lub precyzyjną (P), gdy dwie szyny pracują równolegle, gdy oś napędza sondę pomiarową lub gdy budżet błędów urządzenia jest już bardzo ograniczony przed dodaniem prowadnicy.
Blok i szyna MGN3 używają śrub klasy M1.6; szyna jest przykręcana do frezowanego punktu odniesienia (powierzchni bocznej). Zaciśnięcie szyny do powierzchni bocznej, a nie poleganie wyłącznie na śrubach do ustalenia jej położenia, zapewnia zachowanie prostoliniowości – cechy, za którą zakupiono daną klasę dokładności.
Miniatury liniowy prowadnik ślizgowy MGN3 ma rozmiar umożliwiający zastosowanie precyzyjnej osi tam, gdzie standardowy prowadnik liniowy nie mieści się: szyna o szerokości 3 mm, blok o masie 1 g oraz dynamiczna nośność wynosząca 0,29 kN i równa sztywność w czterech kierunkach. Jest to właściwy wybór dla urządzeń o krótkim zakresie ruchu i niskiej masie obciążenia stosowanych w sprzęcie do przemysłu półprzewodników, metrologii, medycyny oraz fotoniki; jest to natomiast nieodpowiedni wybór, gdy ograniczającym czynnikiem stają się obciążenie, moment czy rozstaw szyn — w takim przypadku rozwiązanie MGN5 lub MGN7 jest tańsze niż modyfikacja projektu, który okazał się za mały.
