EN
LIÊN KẾT NHANH
Thanh dẫn hướng tuyến tính mini MGN3 là hệ thống thanh có độ rộng 3 mm — khối tuần hoàn bi bốn hàng chạy trên thanh định hình có kích thước 3 mm — và ưu điểm của nó là kích thước nhỏ nhất trong dãy MGN nhưng vẫn chịu được tải hữu ích: tải động 0,29 kN, tải tĩnh 0,44 kN, mô-men tĩnh 0,7 N·m, với khối nặng 1 g trên thanh có khối lượng 50 g mỗi mét. Kỹ sư chọn loại này khi trục ngắn, tải trọng nhẹ và thiết kế bị giới hạn bởi không gian chứ không phải bởi lực. Chọn kích thước lớn hơn như MGN5 hoặc MGN7 khi độ võng, chiều dài hành trình hoặc tuổi thọ sử dụng trở thành ràng buộc quyết định.
Đó là câu trả lời ngắn gọn. Phần còn lại của bài viết này cung cấp các số liệu chi tiết đằng sau điều đó, các ứng dụng mà MGN3 là lựa chọn phù hợp, cũng như những trường hợp mà MGN3 không phù hợp.
Tất cả các giá trị đều là thông số danh mục theo khối đối với thanh dẫn hướng tuyến tính cỡ nhỏ MGN3, được lấy từ bảng thông số kỹ thuật MGN do nhà sản xuất công bố.
Thanh dẫn hướng MGN3 là một loại bộ phận lăn vòng bi tuyến tính : một thanh ray làm bằng thép không gỉ đã tôi cứng, có hai rãnh lăn được mài chính xác và một khối chứa bốn hàng bi thép tuần hoàn khi khối di chuyển. Các bi tiếp xúc với rãnh lăn ở góc 45°, do đó khối được tải trước chống lại cả hai cạnh bên của thanh ray và chịu được tải từ phía trên, phía dưới cũng như cả hai phía bên với độ cứng như nhau.
Chữ "3" trong mã bộ phận là chiều rộng thanh trượt tính bằng milimét — không phải chiều rộng khối trượt, cũng không phải hành trình. Một thanh trượt MGN3 có chiều rộng 3 mm, điều này làm cho loạt sản phẩm trở nên thú vị: ở chiều rộng đó, thanh trượt có thể đặt vừa bên trong một vỏ bọc, phía sau đường đi quang học hoặc song song với kẹp thu nhỏ nơi mà thanh trượt 5 mm hoặc 7 mm đơn giản là không thể lắp vừa. MGN2 (2 mm) tồn tại ở kích thước nhỏ hơn, nhưng khả năng chịu tải giảm xuống mức chỉ phù hợp với cơ cấu nhẹ nhất, do đó MGN3 thường là kích thước thực tế nhỏ nhất dành cho một trục được dẫn động.
Một khối trượt nặng 1 g và một thanh trượt nặng 50 g/m nghĩa là khối lượng chuyển động được đo bằng gam, chứ không phải kilogam. Đối với một trục đổi chiều hàng trăm lần mỗi giây — đầu phun, quét kiểm tra, hoặc màn trập quang học — quán tính, chứ không phải khả năng chịu tải, mới là yếu tố giới hạn tốc độ. Giảm một nửa khối lượng chuyển động sẽ làm giảm khoảng một nửa mô-men xoắn động cơ cần thiết để đạt cùng mức gia tốc.
Vì bốn hàng bi được bố trí đối xứng, nên khối MGN3 có độ cứng như nhau đối với tải trọng hướng xuống, hướng lên và tải trọng ngang. Điều này rất quan trọng đối với các thiết bị được lắp ráp ở một hướng rồi vận hành ở hướng khác — ví dụ như đầu dò treo ngang hoặc bàn trượt được gắn trên tường đứng — bởi vì nhà thiết kế không cần đánh giá lại độ cứng của khối theo hướng tải khác.
giá trị tải động danh định 0,29 kN trên thanh ray 3 mm tương đương khoảng 30 kg khả năng tải liên tục trong điều kiện lý tưởng. Khoảng an toàn này cho phép khối đã được tiền tải vận hành trơn tru: khi tải làm việc nằm trong khoảng 50–100 N, các viên bi vẫn duy trì trong vùng biến dạng đàn hồi và độ lặp lại được đảm bảo.
Các thanh trượt và đặc biệt là các khớp nối hình chữ V bôi trơn kém sẽ luân phiên giữa hiện tượng dính và nhảy khi tốc độ tiến dao thấp. Một thanh trượt bi thì không như vậy: hệ số ma sát duy trì ở mức khoảng 0,003–0,005 và quá trình chuyển từ trạng thái đứng yên sang chuyển động diễn ra êm ái. Đối với một thiết bị dịch chuyển với tốc độ vài micromet mỗi giây, đây chính là sự khác biệt giữa một tín hiệu sạch và một dạng sóng răng cưa.
Khối MGN3 có chiều cao mặt cắt ngắn. Hai hoặc ba trục có thể xếp chồng mà không vượt quá kích thước tổng thể của thiết bị, vì vậy kích thước này thường xuất hiện trong các thiết kế bàn chéo (crossed-stage) và cổng cầu thu gọn (gantry-in-a-box).
Hai khối này sử dụng chung một thanh ray. Biến thể H dài hơn, do đó chịu được tải trọng động và mô-men lớn hơn trên cùng một thanh ray có profile 3 mm:
Sự đánh đổi nằm ở khối lượng và chiều dài, chứ không phải độ cứng. Chọn khối H khi tải lệch khỏi trục thanh trượt, khi đầu nhô ra ngoài, hoặc khi một thanh trượt duy nhất chịu mô-men; chọn khối C khi không gian lắp đặt hạn chế và tải được đặt đúng tâm.
Tuổi thọ định mức cơ bản của thanh trượt tuyến tính loại MGN3 tuân theo mối quan hệ tiêu chuẩn dành cho bạc đạn lăn, được công bố cho các ổ trượt tuyến tính trong tiêu chuẩn ISO 14728-1 và được mọi nhà sản xuất lớn sử dụng dưới dạng L10 hướng dẫn tuyến tính nhà sản xuất:
L10 = (C / P)³ × 50 km
trong đó C là tải trọng động định mức và P là tải trọng tác dụng lên mỗi khối.
Xét một trục thiết bị, trong đó mỗi khối chịu tải 100 N (P = 0,1 kN):
Hai điều sau đây bắt nguồn từ hàm lập phương. Thứ nhất, tuổi thọ cực kỳ nhạy cảm với tải trọng: tăng gấp đôi tải trọng sẽ làm giảm tuổi thọ danh định xuống còn một phần tám, do đó thiết kế hoạt động ở 30 % giá trị C sẽ có tuổi thọ kéo dài khoảng 37 lần so với thiết kế hoạt động ở giá trị C. Thứ hai, khi thiết kế không đạt yêu cầu về tuổi thọ, việc chuyển từ khối C sang khối H trên cùng một thanh trượt sẽ tăng tuổi thọ lên khoảng 2,4 lần với chỉ thêm 1 gam khối lượng chuyển động — thường rẻ hơn so với việc nâng cấp lên kích thước thanh trượt lớn hơn, vì điều này đòi hỏi thay đổi toàn bộ các chi tiết lắp ghép.
Tuổi thọ là giá trị đánh giá, không phải cam kết đảm bảo. Các yếu tố như nhiễm bẩn, chu kỳ bôi trơn, độ thẳng của thanh trượt và sai số lắp đặt đều làm hao hụt dự trữ an toàn, và trong thanh trượt 3 mm, mức hao hụt này diễn ra nhanh hơn so với thanh trượt 15 mm do gioăng kín và khoang chứa mỡ bôi trơn có kích thước tương đối nhỏ hơn.
Việc xử lý tấm wafer, gắn chip, gắn dây và các trạm kiểm tra sử dụng MGN3 khi đầu cần tiếp cận vào không gian làm việc nhỏ. Thanh dẫn hướng được chọn dựa trên kích thước bao ngoài và độ mượt mà hơn là khả năng tải, và mức sinh hạt bụi thấp của thanh dẫn hướng bi kín rất quan trọng trong phòng sạch. Vỏ bọc do chính chúng tôi sản xuất cho kích thước này — MGN3 trong thiết bị bán dẫn — trình bày chi tiết hơn về việc xử lý tấm wafer, gắn chip và đo lường kiểm tra quang học (AOI).
Một trục đo lường đòi hỏi lực ma sát ổn định hơn là khả năng tải. Các khối MGN3 thể hiện sự biến đổi lực ma sát rất nhỏ, do đó chuyển động quét với vận tốc không đổi sẽ không gây ra dao động vị trí — đây là lý do kích thước này được sử dụng trong máy chiếu hình dạng, bàn gia công thị giác và các giá đỡ đo bề mặt.
Các bơm tiêm, bộ xử lý mẫu, bộ cấp kính hiển vi và bàn vi mô sử dụng MGN3 nhờ chiều cao tiết diện thấp và hoạt động êm. Trong một máy phân tích có hàng chục trục song song, khối lượng di chuyển ở mức gram giúp giảm thiểu công suất điều khiển và nhiệt sinh ra.
Việc căn chỉnh sợi quang với mạch dẫn sóng hoặc căn chỉnh thấu kính với đi-ốt đòi hỏi điều chỉnh ở mức dưới micromet trên quãng đường vài milimét. MGN3 với vít bước nhỏ cung cấp chuyển động này trong một thiết kế gọn nhẹ, vừa khít trên bàn quang học mà không che khuất đường truyền tia.
Các kẹp thu nhỏ, đầu bơm keo, đầu gắp và cơ cấu thao tác vi mô sử dụng MGN3 làm khớp trượt tuyến tính vì khối trượt có thể tích hợp trực tiếp vào thân công cụ, đồng thời khả năng chịu tải theo bốn hướng cho phép dùng cùng một chi tiết khi lắp từ phía trên hoặc từ bên cạnh.
Đối với các linh kiện chỉ cần định vị một lần rồi khóa cố định, thanh dẫn hướng tuyến tính MGN3 mang lại chuyển động trượt thẳng hơn và lặp lại chính xác hơn so với kiểu mộng đuôi én, đồng thời chi phí lắp ráp thấp hơn so với cơ cấu uốn dẻo tùy chỉnh.
Thanh dẫn hướng tuyến tính cỡ nhỏ MGN3 là một linh kiện độ chính xác cao với giới hạn tải tối đa cố định. Hãy chuyển lên kích thước lớn hơn khi bất kỳ điều kiện nào sau đây xảy ra:
Thanh ray 3 mm cứng đối với kích thước của nó nhưng không cứng về mặt tuyệt đối: trên khoảng cách 300 mm, độ võng dưới tải ngang có thể vượt quá độ chính xác mà thiết bị đang cố duy trì. Đây là giới hạn kết cấu, do đó giải pháp là chọn tiết diện lớn hơn chứ không phải chọn khối trượt tốt hơn.
Năm yếu tố đầu vào quyết định giá thành, thời gian giao hàng và khả thi của đường dẫn hướng tuyến tính thu nhỏ MGN3:
Gửi năm thông số đó dưới dạng bản vẽ (PDF, DWG hoặc STEP); KGT sẽ phản hồi kiểm tra gia công, báo giá, số lượng đặt hàng tối thiểu (MOQ) và thời gian giao hàng trong vòng 24 giờ. KGT sản xuất dãy sản phẩm MGN tại nhà máy đạt chứng nhận ISO 9001 ở Ôn Châu, Chiết Giang, với quy trình kiểm tra độ song song khi vận hành, dung sai chiều cao và khe hở so với cấp độ đặt hàng trước khi ghép khối với thanh trượt.
Khối MGN3C có khả năng tải động (C) là 0,29 kN, tải tĩnh (C0) là 0,44 kN và mô-men tĩnh (MR) là 0,7 N·m. Khối dài MGN3H có khả năng tải tương ứng là 0,39 kN, 0,68 kN và 1,0 N·m. Các giá trị này áp dụng cho từng khối; một xe trượt gồm hai khối sẽ tăng gấp đôi khả năng tải theo phương thẳng đứng nhưng không tăng khả năng chịu mô-men theo cùng tỷ lệ.
C la khoi tieu chuan va H la khoi dai hon cung do rong ray. H khong phai la cap do chinh xac va cung khong phai la ray rong hon — no su dung cung ray 3 mm, tang them 1 g khoi luong khoi va tang tai trong dong khoang 34 % va momen tinh khoang 43 %.
Su dung cong thuc L10 = (C/P)³ × 50 km. Tai tai trong 100 N tren moi khoi, MGN3C dat khoang 1.220 km va MGN3H dat khoang 2.966 km ve tuoi tho danh gia. Tuoi tho thuc te phu thuoc vao viec boi tron, muc do nhiem ban va do chinh xac khi lap dat, nen neu thiet ke dat trong pham vi 20 % so voi muc tieu thi nen xem lai thay vi chap nhan ngay.
Cac bien the thep khong gỉ da duoc cong bo cho cac kich thuoc MGN lon hon, thuong dung trong thiet bi lam viec trong moi truong am uot va phong sach. Rieng voi MGN3, vui long xac nhan tinh trang kha dung va thoi gian giao hang voi nha cung cap truoc khi chi dinh no tren ban ve — viec thay the sau do se rat ton kem.
Có. Các thanh ray được cắt và gia công theo bản vẽ, bao gồm khoảng cách lỗ, ren đầu và đánh dấu mối nối; các khối được cung cấp dưới dạng bộ ghép cặp tương ứng với cấp độ độ chính xác đã đặt hàng. Vui lòng gửi bản vẽ để kiểm tra gia công.
Cấp độ tiêu chuẩn (N) là đủ khi sử dụng động cơ servo và bộ mã hóa để đóng vòng điều khiển vị trí. Chọn cấp độ cao (H) hoặc cấp độ chính xác (P) khi hai thanh ray hoạt động song song, khi trục cấp liệu cho đầu dò đo lường hoặc khi ngân sách sai số của thiết bị đã rất khắt khe ngay từ trước khi lắp dẫn hướng.
Khối và thanh ray MGN3 sử dụng các phụ kiện cố định loại M1.6; thanh ray được bắt vít vào mặt vai chuẩn đã được gia công. Việc kẹp chặt thanh ray vào mặt vai chuẩn thay vì chỉ dựa vào bu-lông để định vị mới đảm bảo duy trì độ thẳng mà cấp độ độ chính xác đã được lựa chọn.
Hệ dẫn hướng tuyến tính thu nhỏ MGN3 có kích thước cho phép trục độ chính xác lắp vừa vào những vị trí mà hệ dẫn hướng tuyến tính thông thường không thể lắp được: thanh ray 3 mm, khối trượt 1 g, khả năng chịu tải động 0,29 kN và độ cứng như nhau theo bốn hướng. Đây là lựa chọn phù hợp cho các thiết bị có hành trình ngắn và tải nhẹ trong lĩnh vực bán dẫn, đo lường học, y tế và quang tử; đồng thời đây lại là lựa chọn sai lầm ngay khi tải trọng, mô-men xoắn hoặc chiều dài thanh ray trở thành yếu tố giới hạn — trong trường hợp đó, MGN5 hoặc MGN7 sẽ tiết kiệm chi phí hơn so với việc thiết kế lại một giải pháp đã bị chọn thiếu kích thước.
