Kézi pozicionálóegységek – Pontosság kis helyeken

A pozicionálóegységek központi szerepet játszanak a mechanikában, és számos különböző alkalmazási területen nélkülözhetetlenek a tervezők számára. Ebben a cikkben áttekintjük, hogyan működnek a pozicionálóegységek, melyek a különböző típusaik és az alkalmazási területeik.

Mik azok a kézi pozicionálóegységek?

A pozicionálóegység, a pozicionálópad vagy -asztal olyan komponens, amely arra szolgál, hogy egy munkadarabot vagy szerszámot egy adott pozícióba állítson. A pozicionálópad vízszintesen vagy függőlegesen állítható, és általában a fő teste egy stabil alaplemezre van felszerelve. A mozgó asztal helyzete a hajtókar vagy a beállítócsavar forgatásával változtatható meg. Alternatív megoldásként a pozíció menetes rúddal vagy orsóhajtással is beállítható.

A pozicionálóegységek fő funkciója a munkadarabok vagy szerszámok pontos mozgatása egy adott irányban vagy egy tengely körül. Ehhez különböző vezetőrendszereket használnak, amelyeken keresztül lineáris mozgást hajtanak végre egy adott irányban vagy pontos forgómozgást egy tengely körül.

A többtengelyes rendszerek többféle mozgástípust kombinálnak összetettebb mozgásszekvenciák végrehajtása érdekében. A pozicionálóegység kialakításától függően a tervezés középpontjában a nagy pontosság, az alacsony magasság vagy a nagy lökethossz állhat.

 

A pozicionálóegységek típusai

Számos különböző típusú pozicionálóegység létezik, amelyek különböző alkalmazásokhoz használhatók. A leggyakoribb típusokat és tulajdonságaikat az alábbiakban soroljuk fel. A pozicionálóegységek vezetősínnel, adagolómechanizmussal és leszorítókkal ellátott mechanikai egységek.

A padok egy alaptestből állnak, amely a mechanikus rendszer egyik felületéhez van rögzítve, valamint egy mozgatható asztalból állnak, amelyen a munkadarabok vagy szerszámok rögzíthetők. Egy beállító mechanizmus segítségével a mozgatható asztal az alaptesthez képest lineárisan vagy forgásirányban elmozdul. A pozicionálópadokat a különböző lineáris és forgatási tengelyekkel kombinálva háromdimenziós pozicionálási és beállítási folyamatok végezhetők el az X, Y és Z tengely mentén, valamint nagy pontosságú forgatási mozgások hajthatók végre.

Lineáris asztalok

A lineáris asztalok a legegyszerűbb és leggyakrabban használt pozicionálási típust képviselik. A mozgó asztal lineáris mozgás közben egy rögzített tengely mentén mozog. Az asztal helyzetét beállítócsavar segítségével határozzák meg.

Forgatóasztalok

Forgatóasztalok esetén a pozicionálóasztal mozgó része az alaptesthez képest elfordul, hogy lehetővé tegye a hozzá rögzített munkadarab vagy szerszám forgatását. Max. 0,5°-os szögbeállítás lehetséges.

Goniométer asztalok

A goniométer asztalok ív alakú érintkezőfelülettel rendelkeznek a fő test és a pozicionálóasztal mozgatható része között. Ennek eredményeként a padra szerelt munkadarab elforgatását egy tengely teszi lehetővé, amely a pozicionálóegység felett helyezkedik el. A forgótengely elmozdulása miatt a goniométer asztalának mozgási sugara csak kis szögtartományt fed le, de ennek eredményeként nagyon precíz beállítási folyamatok valósíthatók meg akár 0,1°-os szögeltérésig.

Hogyan kell beállítani és rögzíteni a pozicionálóegységek helyzetét?

A megfelelő kezelőrendszer kiválasztásakor a tervezett alkalmazásból származó követelményeket részletesen figyelembe kell venni. Az egyenesség, dőlésszög és párhuzamosság tekintetében a teherviselő kapacitáson és a tűréseken kívül a vezető-, a pozicionáló- és a befogórendszerek jellemzőit is alaposabban meg kell vizsgálni.

Vezetőrendszerek

A sima futás, a precizitás, a terhelhetőség és a sebesség követelményeitől függően a mozgó asztalok irányítása során különböző lineáris vezetőprofilok használhatók. A leggyakoribb lineáris vezetőprofilok közé tartoznak a fecskefarok-vezetők, a keresztgörgő-vezetők és a golyóvezetők.

  Fecskefarok-sínvezető Keresztgörgő-vezetők Golyós vezetők
Szerkezet A vezetőt egy csúszó trapézprofilú horony vagy profil segíti. A zárt hengeres görgők váltakozóan keresztben helyezkednek el, és két barázdasín között találhatók. A görgő mozgása befolyásolja a jó vezetési minőséget. Az acélgolyók gótíves hornyokban futnak, amelyek az asztalprofilokba vannak beépítve. A görgő mozgása befolyásolja a jó vezetési minőséget.
Egyenesség Standard: 50 μ
Nagy pontosságú: 30 μ
Standard: 50 μ
Nagy pontosságú: 3 μ
Nagy pontosságú: 1 μ
Motor-sebességváltók

Vezérlőmechanizmusok

Különböző vezérlőmechanizmusok állnak rendelkezésre a pozíciók beállításához az adott vezetőrendszer-típusokhoz a padokon. A vezérlőmechanizmus kiválasztása közvetlen hatással van a pontosságra és a járattávolságra, amely a beállítócsavar forgatásával érhető el.

  indítófogaskerék-hajtással Beállító csavar Beállító csavar Mikrométeres csavar Mikrométeres csavar (durva/finom beállítás) Digitális mikrométeres csavar
Vezető mechanizmus Fecskefarok-vezető Fecskefarok-vezető Keresztgörgő/lineáris golyóvezető Keresztgörgő/lineáris golyóvezető Keresztgörgő/lineáris golyóvezető Keresztgörgő/lineáris golyóvezető
Járat fordulatonként 17 – 20 mm 0.5–10 mm 0.5–1 mm 0.5 mm 0.025–0.5 mm 0.5 mm
Gyors előtoláshoz alkalmas
Finom előtoláshoz alkalmas ✓ ✓ ✓ ✓
Pontos pozicionálásra alkalmas ✓ ✓ ✓ ✓
Speciális funkciók   Csavaremelkedés szabadon választható A mikrométeres csavarnál olcsóbb Precíziós pozicionálás 0.01 mm-es lépésekben Precíziós pozicionálás 0.5 μ-os lépésekben
Finomabb előtolást tesz lehetővé, mint a hagyományos mikrométeres csavarok
Precíziós pozicionálás 0.1 μ-os lépésekben
Digitális kijelzővel
Finomabb előtolást tesz lehetővé, mint a hagyományos mikrométeres csavarok

Észlelési mechanizmusok

A pozicionálóegységek csavarokkal, zárakkal vagy karos leszorítókkal vannak rögzítve. Míg a csavarok és zárak megakadályozzák az asztal mozgását a főtest és a mozgatható asztal közötti csatlakozással, a karos leszorítók magát a vezérlőmechanizmust rögzítik.

  Standard befogóeszköz Írási zár Ellenoldali bilincs Hornyolt bilincs Emelőbilincs
Tulajdonságok A szorítólemezt egy szorítócsavar nyomja oldalirányban az asztalhoz. Ez a költséghatékony standard megoldás. Az asztal egy tárcsa reteszelésével mozdíthatatlanná válik. Az asztal felülete igénybevételtől mentes marad. A pozícióváltások meg vannak akadályozva. A mikrométeres csavar ellenkező oldalán a tartó egy csavarral van rögzítve. A nagyobb rezgésállóság és a még nagyobb tartóerő érdekében a csavar anyával van rögzítve. A beállítókar tengelye közvetlenül be van fogva. A hagyományos kialakításhoz képest ez a megoldás nagyobb megtartóerőt ér el. A szorítócsavar végső befogóhatása egy könnyen kezelhető kar segítségével érhető el.

A pozicionálóegységek alkalmazási területei

A pozicionálóegységek alkalmazása változatos, és bárhol használhatók, ahol a munkadarabokat vagy szerszámokat pontosan kell igazítani. Néhány példa a pozicionálóegységek használatára:

  • Az érzékelők pozicionálása a címkézés során fellépő hibák észleléséhez
  • A palackokon vagy más tartályokon a szivárgás tesztelésére szolgáló műszerek pozicionálása
  • A hőmérséklet-érzékelők pozicionálása
  • Tekercsek pozicionálása a ragasztó munkadarabra történő felviteléhez

A pozicionálóegységek kiválasztásának és integrálásának tényezői

A pozicionálóegységek kiválasztásakor és integrálásakor figyelembe kell venni néhány tényezőt. Ezek közé tartoznak az alábbiak:

  • Pontosság: A pozicionálóegység pontossága döntő tényező a kiválasztásban. Az alkalmazástól függően a pozicionálóegységek alacsony, közepes és nagy pontossággal tudják elvégezni a pozicionálást.
  • Elmozdulás: A pozicionálóegység mozgástartománya a pozicionálóegység által lefedhető mozgástartományt jelzi.
  • Terhelhetőség: A terhelhetőség azt jelzi, hogy a pozicionálóegység mennyi teher szállítására képes (Newtonban mérve). Az alkalmazástól függően nagy merevségű pozicionálóegységek is használhatók, amelyek különösen alkalmasak olyan terhelésekhez, amelyek súlypontja nem az asztal közepén van.
  • Kompatibilitás: Fontos tényező a pozicionálóegység és más alkatrészek kompatibilitása. Ennek során figyelmet kell fordítani a fúrási mintákra, a méretre, a tömegre és a felhasznált anyagokra.
  • Környezet: Az alkalmazási környezet határozza meg például a pozicionálóegység védelmének típusára vagy hőmérséklet-ellenállására vonatkozó követelményeket.