EN
LINKS RÁPIDOS
A guia linear miniatura MGN3 é um sistema de trilho com largura de 3 mm — um bloco de circulação de esferas de quatro fileiras que opera sobre um trilho perfilado de 3 mm — e sua vantagem reside em ser o menor tamanho da gama MGN que ainda suporta uma carga útil: 0,29 kN dinâmica, 0,44 kN estática e momento estático de 0,7 N·m, com um bloco de 1 g sobre um trilho que pesa 50 g por metro. Engenheiros escolhem-no quando o eixo é curto, a carga é leve e o projeto é limitado pelo espaço, e não pela força. Aumente para MGN5 ou MGN7 quando a deflexão, o comprimento de deslocamento ou a vida útil se tornarem as restrições determinantes.
Essa é a resposta breve. O restante deste artigo apresenta os dados quantitativos subjacentes, as aplicações nas quais a MGN3 é a escolha correta e os casos em que ela não é adequada.
Todos os valores são classificações do catálogo por bloco para o guia linear miniatura MGN3, retirados da tabela de especificações MGN publicada pelo fabricante.
Um guia MGN3 é um elemento rolante rolamento linear : um trilho de aço inoxidável endurecido com duas pistas retificadas e um bloco contendo quatro filas de esferas de aço que se recirculam à medida que o bloco se desloca. As esferas entram em contato com as pistas a 45°, de modo que o bloco fica pré-carregado contra ambas as bordas do trilho e resiste a cargas provenientes de cima, de baixo e de ambos os lados com a mesma rigidez.
O "3" no número da peça é a largura do trilho em milímetros — não a largura do bloco, nem o curso. Um trilho MGN3 tem 3 mm de largura, o que torna essa série interessante: nessa largura, o trilho pode ser instalado dentro de um invólucro, atrás de um percurso óptico ou ao lado de um garra miniatura, onde um trilho de 5 mm ou 7 mm simplesmente não caberia. O MGN2 (2 mm) existe abaixo dele, mas as classificações de carga caem para um nível adequado apenas aos mecanismos mais leves; portanto, o MGN3 geralmente representa o limite prático inferior para um eixo acionado.
Um bloco de 1 g e um trilho de 50 g/m significam que a massa oscilante é medida em gramas, não em quilogramas. Para um eixo que inverte o sentido de movimento centenas de vezes por segundo — como uma cabeça dosadora, uma varredura de inspeção ou um obturador óptico — a inércia, e não a capacidade de carga, define o limite de velocidade. Reduzir pela metade a massa móvel reduz aproximadamente pela metade o torque do motor necessário para a mesma aceleração.
Como as quatro filas de esferas estão dispostas simetricamente, um bloco MGN3 apresenta a mesma rigidez contra cargas para baixo, para cima e laterais. Isso é importante em instrumentos que são montados numa orientação e depois operados noutra — por exemplo, uma cabeça de sonda pendurada lateralmente ou uma plataforma montada numa parede vertical — porque o projetista não precisa reavaliar o bloco para uma direção de carga diferente.
uma classificação dinâmica de 0,29 kN numa calha de 3 mm corresponde aproximadamente a uma capacidade de carga contínua de 30 kg em condições ideais. A margem é o que permite que um bloco pré-carregado opere suavemente: com uma carga de trabalho de 50–100 N, as esferas permanecem na região elástica e a repetibilidade é mantida.
Guias deslizantes, e em particular calhas em cunha mal lubrificadas, alternam entre aderência e salto em baixas velocidades de avanço. Uma guia de esferas não apresenta esse comportamento: o coeficiente de atrito mantém-se em torno de 0,003–0,005 e a transição entre estado estático e movimento é suave. Para um instrumento que se desloca a poucos micrómetros por segundo, esta diferença equivale entre um sinal limpo e um sinal em forma de dente de serra.
Um bloco MGN3 tem uma altura reduzida na secção transversal. Dois ou três eixos podem ser empilhados sem ultrapassar o volume total do instrumento, razão pela qual este tamanho é utilizado em designs de estágios cruzados e de estruturas tipo 'gantry-in-a-box'.
Os dois blocos partilham o mesmo carril. A variante H é mais longa, suportando assim cargas dinâmicas e momentos superiores no mesmo perfil de 3 mm:
A troca envolve massa e comprimento, não rigidez. Escolha o bloco H quando a carga estiver deslocada em relação ao eixo do trilho, quando a cabeça ultrapassar o trilho ou quando um único trilho suportar o momento; escolha o bloco C quando o espaço disponível for limitado e a carga estiver centrada.
A vida nominal básica de um guia linear miniatura MGN3 segue a relação-padrão para rolamentos de rolagem, publicada para rolamentos de movimento linear na norma ISO 14728-1 e utilizada na forma L10 por todos os principais fabricantes guia linear fabricante:
L10 = (C / P)³ × 50 km
em que C é a capacidade de carga dinâmica básica e P é a carga aplicada por bloco.
Considere um eixo de instrumento no qual cada um dos dois blocos suporta 100 N (P = 0,1 kN):
Duas conclusões decorrem da relação cúbica. Primeiro, a vida útil é extremamente sensível à carga: dobrar a carga reduz a vida útil nominal por um fator de oito; assim, um projeto que opera a 30 % de C dura aproximadamente 37 vezes mais do que um projeto que opera a C. Segundo, quando um projeto não atinge a vida útil desejada, passar do bloco C para o bloco H na mesma barra aumenta a vida útil em cerca de 2,4 vezes, com apenas um grama adicional de massa móvel — geralmente mais econômico do que aumentar o tamanho da barra, o que exige alterar todas as peças acopladas.
A vida útil é uma classificação, não uma garantia. Contaminação, intervalo de lubrificação, retilineidade da barra e erros de instalação consomem margem de segurança, e, em uma guia de 3 mm, esse consumo ocorre mais rapidamente do que em uma guia de 15 mm, pois as vedações e o reservatório de lubrificante são proporcionalmente menores.
O manuseio de wafers, a ligação de dies, a conexão por fios e as estações de teste utilizam o MGN3, onde a cabeça deve alcançar um pequeno volume de trabalho. O guia é escolhido com base no envelope e na suavidade, em vez da capacidade, e a baixa geração de partículas de um guia de esferas selado é essencial em salas limpas. O nosso próprio material técnico para este tamanho — MGN3 em equipamentos semicondutores — aborda com mais detalhe o manuseio de wafers, a fixação de dies e a metrologia por inspeção óptica automatizada (AOI).
Um eixo de medição exige fricção constante mais do que capacidade. Os blocos MGN3 apresentam pouca variação de fricção, de modo que uma varredura a velocidade constante não se manifesta como ondulação de posição — razão pela qual esse tamanho é utilizado em projetores de perfil, estágios de visão e dispositivos de medição de superfície.
Bombas de seringa, manipuladores de amostras, alimentadores de lâminas e estágios de microscópio utilizam o MGN3 devido à sua reduzida altura de seção e operação silenciosa. Em um analisador com dezenas de eixos paralelos, uma massa móvel na ordem de gramas mantém baixa a potência de acionamento e a geração de calor.
Alinhar uma fibra a uma guia de onda ou uma lente a um diodo exige ajuste submicrométrico ao longo de alguns milímetros de deslocamento. O MGN3, com parafuso de passo fino, oferece esse movimento em um invólucro que se encaixa em uma bancada óptica sem obstruir o trajeto do feixe.
Pinças miniatura, dispensadores, cabeças de captação e micro-manipuladores utilizam o MGN3 como junta linear, pois o bloco pode ser integrado diretamente ao corpo da ferramenta, e sua classificação em quatro direções significa que a mesma peça funciona tanto de cima quanto lateralmente.
Para um componente posicionado uma única vez e travado, os trilhos MGN3 proporcionam deslizamento mais reto e mais repetível do que uma guia em forma de rabo de andorinha, com custo de montagem inferior ao de uma flexura personalizada.
A guia linear miniatura MGN3 é um componente de precisão com limite de capacidade fixo. Escolha um modelo maior quando qualquer uma destas condições for verdadeira:
O trilho de 3 mm é rígido para seu tamanho, mas não em termos absolutos: em um vão de 300 mm, a deflexão sob carga lateral pode exceder a precisão que o instrumento tenta manter. Trata-se de um limite estrutural; portanto, a solução é uma seção maior, não um bloco melhor.
Cinco entradas definem o preço, o prazo de entrega e a viabilidade de uma guia linear miniatura MGN3:
Envie esses cinco itens como um desenho (PDF, DWG ou STEP) e a KGT retornará, em até 24 horas, uma verificação de usinagem, preço, quantidade mínima de pedido (MOQ) e prazo de entrega. A KGT fabrica a linha MGN em uma fábrica certificada ISO 9001 em Wenzhou, Zhejiang, com inspeção de paralelismo em operação, tolerância de altura e folga conforme a classe solicitada, antes de acoplar os blocos aos trilhos.
Um bloco MGN3C tem classificação de 0,29 kN dinâmica (C), 0,44 kN estática (C0) e 0,7 N·m de momento estático (MR). O bloco alongado MGN3H tem classificação de 0,39 kN, 0,68 kN e 1,0 N·m. As classificações referem-se a cada bloco; um carro com dois blocos duplica a capacidade vertical, mas não aumenta a capacidade de momento na mesma proporção.
C é o bloco padrão e H é o bloco mais longo com a mesma largura de trilho. H não é uma classe de precisão nem um trilho mais largo — ele utiliza o mesmo trilho de 3 mm, acrescenta 1 g à massa do bloco e aumenta a carga dinâmica em cerca de 34 % e o momento estático em cerca de 43 %.
Utilize L10 = (C/P)³ × 50 km. Com 100 N por bloco, uma MGN3C oferece aproximadamente 1.220 km e uma MGN3H aproximadamente 2.966 km de vida nominal. A vida real depende da lubrificação, da contaminação e da precisão de instalação; portanto, um projeto cuja vida estimada esteja dentro de 20 % do valor-alvo deve ser revisado, e não simplesmente aceito.
Variantes em aço inoxidável estão publicadas para os tamanhos maiores de MGN, usados em equipamentos para ambientes úmidos e salas limpas. Para a MGN3, confirme a disponibilidade e o prazo de entrega com o fornecedor antes de especificá-la em um desenho — a substituição nesse estágio é cara.
Sim. Os trilhos são cortados e usinados conforme o desenho, incluindo o passo dos furos, a roscagem nas extremidades e a marcação das juntas; os blocos são fornecidos em conjuntos combinados conforme a classe de precisão solicitada. Envie o desenho para verificação da usinagem.
A classe padrão (N) é suficiente quando um servo e um encoder fecham o laço de posição. Escolha alta (H) ou precisa (P) quando dois trilhos operam em paralelo, quando o eixo alimenta uma sonda de medição ou quando o orçamento de erro do instrumento já está rigorosamente limitado antes da adição do guia.
O bloco e o trilho MGN3 utilizam fixadores classe M1.6, com o trilho aparafusado em um ombro de referência usinado. Prender o trilho contra o ombro, em vez de depender apenas dos parafusos para sua localização, é o que preserva a retilineidade pela qual a classe de precisão foi especificada.
A guia linear miniatura MGN3 é o tamanho que permite que um eixo de precisão se encaixe onde uma guia linear normal não consegue: trilho de 3 mm, bloco de 1 g, classificação dinâmica de 0,29 kN e rigidez igual em quatro direções. É a escolha certa para instrumentos de curto curso e baixa carga útil em equipamentos para semicondutores, metrologia, medicina e fotonica, e a escolha errada assim que a carga, o momento ou o comprimento do trilho se tornarem o fator limitante — caso em que o MGN5 ou o MGN7 custa menos do que refazer um projeto subdimensionado.
