直線滑台

簡單直線滑台的設計

作者：直線滑台瀏覽：發表時間：2017-02-20 10:04:26

直線滑台是工業應用裏比較廣泛的一種典型機構。 1. 問題描述想設計一個直線運動機構，負載2Kg，中等速度，往複行程大約120mm，除原點外有3次停留，定位誤差0.1mm左右，初步考慮使用步進電機驅動絲杠來完成，有哪些需要注意的地方？另外還有別的更好更便宜的方案嗎？ 2. 討論電機+絲杠的組合在直線運動單元中應該是應用最廣泛的一種，其原理不用懷疑，但選用何種絲杠卻應該考究一下。提問者說，在一些產品的標準件書上看到絲杠分精密滾珠絲杠、壓軋滾珠絲杠、30度梯形絲杠三種，但不明白這幾種絲杠具體有什麼區別，以及其分別應用的場合。甲回答說，前兩種都是滾珠絲杆：最初滾珠絲杆的絲杆體用圓鋼切削成型，因切削表面光潔度不夠，再用成型砂輪磨出螺旋槽。後來工藝發展，絲杆體可以不再需要切削，直接壓軋而成，並且壓軋後具有相當的精度尺寸和光潔度，在沒有很高精度要求的場合，可以直接使用，於是就有了“壓軋滾珠絲杠”這一種類；目前壓軋工藝製作的滾珠絲杆體還不能達到很高精度，精密滾珠絲杠還必須采用磨削工藝，滾珠絲杆的螺母螺旋槽和絲杆螺旋槽間置有鋼球，把螺母和絲杆間旋合移動從滑動變成了滾動，所以可以高速輕巧動作；30度梯形絲杠是傳統的機械結構，普通車床的絲杆就是很好的例子。乙補充說，方便起見，這次的設計應以滾動直線導軌配合滾珠絲杆為宜；直線運動器件和滾珠絲杆都可以很方便在市場購得，東西小，所費也有限；如果采用滑動導軌和30度梯形絲杠，不會有現成的，恐怕都要設計和逐一加工出來，費時費工，代價也許更高。況且精度要求並不高，一些便宜的絲杠和導軌都可以達到要求。甲給出了如圖設計方案，並解釋說，導軌用了兩根表面淬火，磨削後鍍硬鉻的光杆，配合加長直線軸承，滑塊和導軌支架用硬鋁塊以線切割製作；絲杆用市售普通M12X1.75三角螺紋螺柱改製，螺母用青銅相配，絲杆與支座間用618系列的深溝球軸承支承，51000推力軸承和圓螺母消除軸向間隙；光杆的價格約100元/米，直線軸承幾十元一個，軸承幾元一個，加上其它，代價不會超過500元，這樣的結構，完全可以適應要求的工況並有極長工作壽命。提問者擔心三角螺紋的牙型不規範，且螺距較小，運動起來速度不太理想，甲回應說如果有這樣的擔心，可以做一根4頭的，導程7mm，應該夠了，也比較適合步進馬達傳動。丙同意甲的觀點，牙型在這種輕負荷場合關系不大，為加工方便，仍以普通三角為宜；行程控製應該和用滾珠絲杆一樣，差別在滾珠絲杆可以預緊消間隙，而在這裏的普通螺紋配合有間隙，正反轉有空檔。但達到工況所要求的精度不會有問題；即使增加一個消除螺紋配合間隙的結構，也是低代價和容易的；4個位置，兩端可以用止位擋塊。中間兩個隻好按計算的步進電機步數了。用步進電機，無反饋，丟步在所難免。每次循環後清零應無大礙。丙同時提出，這樣低的精度要求，使用電機+絲杠的組合怕是浪費了，不若使用氣缸驅動更為便宜。二個很便宜的定位氣缸定兩個位，終點用擋塊，起點當然什麼也不用了。氣缸的總價格不會很高。另一種選擇是一種行程125mm的氣動滑台，又簡潔又便宜，隻是定位精度問題需要考慮。使用磁性開關和三位五通閥結合，由磁性開關響應時間不大於0.3毫秒和三位五通閥電磁鐵最短勵磁時間0.05秒看，雖精度較差，但隻要重複性好，也許可用。而帶有傳感器的精密氣缸價格太高。丁說，若擔心精度問題，其實還可以用步進電機驅動固定在工作台上的同步帶，使用直線導軌導向，每次回原點清零，定位誤差可以確實地控製在0.1mm之內。 3. 結論因為身處微電子行業，需要設備具有快速響應和運行能力，最終提問者采取了甲的***一套方案，實際定位精度在±0.02左右，完全滿足要求。這套設計因為要求極低，所以把成本放在了***位，如果精度要求很高的時候，則電機+滾珠絲杠+直線導軌的組合就不能避免了，加上合適的傳感器，效果非常好，裝配時再調整好平行度和間隙，就可以達到很高的精度。

法拉第首頁	減震隔振	齒輪油泵	機器人夾持
緩衝氣彈簧	產品展示	關於我們	聯系我們

簡單直線滑台的設計

分享至微信分享