Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Сервоприводные позиционные системы линейного перемещения -- основа современного автоматизированного оборудования: станков с ЧПУ, систем лазерной обработки, координатно-измерительных машин, сборочных роботов и полупроводникового производства. Линейный модуль представляет собой интегрированный узел, объединяющий профильную рельсовую направляющую, шариковинтовую передачу (ШВП) или ременной привод, опорные подшипники и каретку-стол в единой конструкции с общим алюминиевым или стальным корпусом.
Ключевое преимущество модульного подхода -- значительное сокращение времени проектирования и сборки: направляющая, ШВП и подшипниковые опоры предварительно выставлены и закреплены на заводе-изготовителе с гарантированной точностью. Инженеру остается выбрать типоразмер, ход, класс точности и подключить серводвигатель.
В данной статье рассматриваются конструкция и компоненты линейных модулей Hiwin серий KK и KA, THK серий KR/SKR, а также Bosch Rexroth серий MKK/MKR с акцентом на встроенные ШВП, профильные направляющие и подшипниковые опоры.
Серия KK -- базовая линейка одноосных линейных модулей Hiwin (Hiwin Technologies Corp., Тайвань). Модули KK интегрируют ШВП и направляющие с оптимизированным U-образным рельсом в компактную конструкцию. Типоразмерный ряд включает модели KK40, KK50, KK60, KK86, KK100 и KK130, где число обозначает ширину корпуса в миллиметрах.
Модуль KK состоит из алюминиевого профиля с интегрированным U-образным рельсом, каретки (внутренний блок) с рециркулирующими шариками, шариковинтовой передачи и двух торцевых корпусов (Housing A и Housing B) с подшипниковыми опорами. Каретка перемещается по U-рельсу, обеспечивая четырехрядный контакт шариков с дуговыми дорожками качения под углом 45 градусов. Это обеспечивает равную грузоподъемность во всех направлениях (радиальном, обратно-радиальном и боковом) и допускает монтаж в любом пространственном положении.
Данные на основании каталога HIWIN Positioning Systems KK Linear Stages. Точные значения уточняйте по актуальной документации HIWIN.
Модули KK комплектуются аксессуарами: алюминиевые защитные крышки и гофрированные чехлы (bellows) для защиты от пыли и стружки, адаптерные фланцы для подключения сервомоторов различных производителей, концевые выключатели (лимитные датчики) для определения начальной позиции и ограничения хода.
Серия KA (KA10, KA14, KA18) -- линейные актуаторы Hiwin, предназначенные для робототехнических применений. В отличие от серии KK, модули KA приводятся сервомотором через ШВП и направляются стандартными профильными рельсовыми направляющими Hiwin (серии HG или EG), установленными на общем основании. Это обеспечивает большую грузоподъемность и жесткость по сравнению с интегрированным U-рельсом серии KK.
Модули KA допускают построение многоосных систем (XY, XYZ) с использованием стандартных соединительных элементов. Каретка модуля KA имеет монтажные отверстия для установки следующей оси или рабочего инструмента.
Серия KR (THK Co., Япония) -- семейство линейных актуаторов LM Guide Actuator, в которых направляющая типа LM Guide и ШВП интегрированы в единый модуль с U-образным рельсом высокой жесткости. Типоразмерный ряд включает модели KR15, KR20, KR26, KR30H, KR33, KR45H, KR46, KR55 и KR65.
Внутренний блок (nut block) объединяет секцию LM Guide (четырехрядная направляющая с дуговыми дорожками качения, контактный угол 45 градусов) на боковых сторонах и секцию ШВП в центре. Корпуса A и B служат одновременно опорными узлами для вала ШВП: корпус A содержит радиально-упорный подшипник, воспринимающий осевую нагрузку от ШВП, корпус B -- поддерживающую опору.
Серия SKR -- усовершенствованная версия с шариковыми сепараторами (ball cage) в направляющей секции и ШВП (для моделей SKR30H и крупнее), что обеспечивает повышенную скорость, сниженный уровень шума и увеличенные интервалы обслуживания.
По данным каталога THK LM Guide Actuator Model KR (A2-112). Класс P -- прецизионный (Precision grade).
Bosch Rexroth (Германия) выпускает линейные модули серий MKK (привод ШВП) и MKR (ременной привод) поколения 3. Корпус модуля -- анодированный алюминиевый профиль с интегрированными рельсовыми направляющими Bosch Rexroth Ball Rail System. Типоразмеры MKK: 040, 065, 080, 110, 140 и 165.
Модули MKK поколения 3 обеспечивают повторяемость позиционирования до +/-0,005 мм. Максимальная длина модуля с ШВП -- до 5400 мм. Модули MKR с ременным приводом доступны длиной до 9800 мм. Для моделей MKK-080, MKK-110 и MKK-140 предусмотрена опция дополнительной опоры ШВП (screw support) для реализации высоких скоростей при большой длине.
Доступна интеграция абсолютного измерительного датчика IMS-A (бесконтактный, износостойкий) для размеров 80, 110 и 140. Датчик регистрирует абсолютную позицию каретки без необходимости выполнения референтного хода при включении.
Для агрессивных сред (СОЖ, химикаты) предлагается коррозионностойкое исполнение: хромированные ШВП и рельсы, каретки из нержавеющей стали Resist NR, защитные полосы из нержавеющей стали.
Шариковинтовая передача (ШВП) -- основной приводной элемент линейных модулей с позиционным управлением. ШВП преобразует вращение сервомотора в точное линейное перемещение каретки с высоким КПД (более 90%) и минимальным люфтом.
Международный стандарт ISO 3408 определяет классы точности ШВП. В линейных модулях применяются ШВП классов C5 и C7:
Класс C5 (позиционный) -- типичный допуск на отклонение хода в пределах 300 мм (v300) составляет 0,018 мм для распространенных диаметров. Применяется в прецизионных позиционных системах (координатно-измерительные машины, лазерные системы).
Класс C7 (транспортный) -- типичный допуск v300 составляет 0,050 мм. Применяется в стандартных системах автоматизации, сборочных линиях, упаковочном оборудовании. Точные значения допусков для конкретного диаметра и длины ШВП определяются по таблицам ISO 3408-3.
В модулях Hiwin KK и THK KR применяются шлифованные ШВП прецизионного класса (P -- Precision, соответствует C5 по ISO 3408). В модулях Bosch Rexroth MKK используются прецизионные ШВП Bosch Rexroth собственного производства.
При модернизации или замене ШВП в позиционных системах применяются серии HIWIN: DFSH (двойная гайка с предварительным натягом, нулевой люфт) -- оптимальное решение для прецизионного позиционирования. Также используются прецизионные ШВП THK для замены в актуаторах серии KR.
В линейных модулях Hiwin, THK и Bosch Rexroth применяются профильные рельсовые направляющие качения с рециркуляцией шариков или роликов. Направляющая обеспечивает прямолинейность хода, воспринимает нагрузки во всех направлениях и определяет жесткость позиционной системы.
Модули KK используют оптимизированный U-рельс с четырехрядной конфигурацией шариков и контактным углом 45 градусов -- конструкция аналогична стандартным направляющим серии HG, но интегрированная в U-образный профиль. Модули KA используют стандартные профильные направляющие Hiwin серий HG (тяжелонагруженные) или EG (компактные).
Модули THK KR используют секцию LM Guide на боковых поверхностях U-рельса -- конструкция аналогична направляющим серий HSR/SHS с четырехрядным контактом и углом 45 градусов. Дорожки качения обеспечивают равную грузоподъемность во всех четырех направлениях.
В модулях MKK/MKR применяется система Ball Rail System Bosch Rexroth (серия R1605), интегрированная в алюминиевый профиль модуля. Каретки -- бесфланцевые или алюминиевые исполнения. Для высокоскоростных применений доступны высокоскоростные каретки Bosch Rexroth.
Опорные подшипники ШВП -- критически важные элементы, определяющие осевую жесткость, точность позиционирования и предельную частоту вращения привода. В линейных модулях применяются радиально-упорные шариковые подшипники, установленные в торцевых корпусах.
Фиксированная опора содержит радиально-упорный шариковый подшипник (или пару подшипников), воспринимающий как радиальную, так и осевую нагрузку от ШВП в обоих направлениях. В модулях THK KR корпус A содержит радиально-упорный подшипник с предварительным натягом.
В специализированных опорных узлах ШВП (обозначения BK/EK от HIWIN, аналогичные от THK) применяются радиально-упорные подшипники с увеличенным контактным углом 60 градусов, что обеспечивает повышенную осевую жесткость и грузоподъемность. Это специализированные подшипники, отличающиеся от стандартных радиально-упорных серий 7200/7300 по ГОСТ 831-2022, которые имеют контактные углы 15, 25 или 40 градусов. Подшипники устанавливаются попарно (в O-образной или тандемной схеме) для восприятия осевых нагрузок в обоих направлениях.
Поддерживающая (плавающая) опора содержит радиальный шариковый подшипник, допускающий осевое перемещение вала ШВП для компенсации температурных деформаций. Типичные серии -- 6000, 6200 по ГОСТ 8338-2022. В модулях THK и HIWIN обозначение поддерживающей опоры -- BF (floating side).
Одноосные модули комбинируются в многоосные позиционные системы (XY, XYZ, портальные) с помощью стандартных соединительных элементов. Ключевые конфигурации:
XY-стол -- два одноосных модуля, установленных перпендикулярно. Нижний модуль (ось X) несет верхний (ось Y). Критически важна жесткость нижнего модуля, так как он воспринимает нагрузку от обоих осей и рабочего инструмента.
Портальная система (Gantry) -- два параллельных модуля (ось X) несут поперечный модуль (ось Y). Требуется синхронизация двух осей X через общий контроллер. Портальная схема обеспечивает максимальную жесткость и рабочую зону.
Bosch Rexroth предлагает систему camoLINE для построения многоосных конфигураций из модулей MKK/MKR с использованием стандартных центрирующих колец и соединительных элементов.
Для компактных многоосных систем используются также линейные подшипники Bosch Rexroth серий R0600 и R0602 на цилиндрических валах.
Линейные направляющие модулей смазываются литиевой пластичной смазкой класса NLGI 2 или маслом ISO VG 32-68. Все модули Hiwin KK, THK KR и Bosch Rexroth MKK поставляются с заводской смазкой. Повторная смазка выполняется через пресс-масленки, расположенные на каретке и торцевых корпусах.
Для модулей THK серии SKR применяется смазка AFA (стандартная для большинства моделей) или AFF (для KR15). Модули THK KR26 и KR20 требуют смазки AFB (по каталогу THK).
Линейные модули Hiwin KK/KA, THK KR/SKR и Bosch Rexroth MKK/MKR представляют собой высокоинтегрированные позиционные системы, объединяющие прецизионные ШВП, профильные рельсовые направляющие и подшипниковые опоры в компактной конструкции. Модульный подход существенно сокращает время проектирования и сборки, обеспечивая гарантированную заводскую точность позиционирования.
Выбор между семействами модулей определяется требованиями к грузоподъемности, ходу, точности, скорости и условиям эксплуатации. ШВП класса C5 (P) обеспечивают точность позиционирования +/-0,003 мм. Радиально-упорные подшипники фиксированных опор определяют осевую жесткость привода. Регулярная смазка направляющих и ШВП рекомендованными смазочными материалами -- необходимое условие достижения расчетного ресурса всех компонентов.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.