Udostępnij artykuł:

Prowadnice szynowe profilowane - Standardy precyzji prowadnic szynowych profilowanych MISUMI

Co sprawia, że liniowa prowadnica szynowa profilowana jest pierwszym wyborem dla precyzyjnej i sprężystej kontroli ruchu? Na naszym blogu dowiesz się wszystkiego o budowie, różnych wersjach, tolerancjach wymiarowych i kluczowych parametrach, takich jak równoległość, obciążenie wstępne i luz osiowy. Pokazujemy, jak te cechy doskonale ze sobą współpracują, aby zapewnić najwyższą precyzję i trwałość – i jak najlepiej dopasować te komponenty do swoich potrzeb.

Struktura i właściwości prowadnic szynowych profilowanych

Prowadnice szynowe profilowane, jako forma prowadnicy liniowej, są mechanicznymi systemami prowadzącymi stosowanymi w wielu maszynach i urządzeniach w celu zapewnienia precyzyjnego ruchu liniowego. Charakteryzują się dużą nośnością, sztywnością i dokładnością. Prowadnice liniowe są dostępne w różnych konfiguracjach, które różnią się zasadą działania i konstrukcją. Najczęstsze typy opierają się na elementach tocznych, zazwyczaj kulkach lub rolkach, które umożliwiają niskie tarcie i wysoce precyzyjny ruch.

Prowadnice liniowe składają się z szyny profilowanej, wózka i zawartych w nim elementów tocznych. Szyna profilowana działa jako precyzyjna prowadnica liniowa i jest wykonana ze stali hartowanej, co zapewnia wysokie nośność i długą żywotność.

Na szynie znajdują się precyzyjnie oszlifowande prowadnice, które stykają się z elementami tocznymi w wózku. Wózek poruszający się wzdłuż szyny jest jednostką poruszającą się prowadnicy. Zawiera koszyczki na kulki i jednostki recyrkulacyjne, w których rozmieszczone są elementy toczne. Elementy toczne umożliwiają ruch niemal bez tarcia. Im mniejsze tarcie, tym cichszy i bardziej precyzyjny ruch. Wybór odpowiedniej powierzchni elementu znacząco wpływa na tarcie i precyzję prowadnic szynowych profilowanych.

Wybierając prowadnicę szynową profilowaną, oprócz wymaganej precyzji należy wziąć pod uwagę kilka aspektów. Aby uzyskać więcej informacji na temat procesu selekcji i parametrów, które należy wziąć pod uwagę, zapoznaj się z naszym wpisem na blogu Prowadnice szynowe profilowane - Poradnik wyboru prowadnic liniowych.

Wersje prowadnic szynowych profilowanych

Prowadnice szynowe profilowane są dostępne w różnych wersjach, takich jak wersje miniaturowe lub wersje do średnich i ciężkich obciążeń. Różnią się one głównie pod względem konstrukcji, nośności i zastosowania, ale także pod względem innych specyficznych cech. Niektóre wersje są szczególnie odpowiednie, w zależności od warunków pracy, takich jak wysokie obciążenia lub niekorzystne warunki.

Prowadnica liniowa miniaturowa

Miniaturowe prowadnice liniowe, znane również jako miniaturowe prowadnice szynowe profilowane, są mniejsze i bardziej kompaktowe niż konwencjonalne prowadnice szynowe profilowane. Są idealne do ciasnych przestrzeni i zastosowań o ograniczonej przestrzeni. Ze względu na mniejszą nośność, miniaturowe prowadnice liniowe są przeznaczone do mniejszych i średnich obciążeń.

Przykładowa ilustracja miniaturowej prowadnicy liniowej:
(1) Uszczelnienie boczne, (2) plastikowa jednostka recyrkulacyjna, (3) wózek, (4) liniowa szyna prowadząca, (5) kulka, (6) koszyczek na kulki (drut)

Prowadnica szynowe profilowane do średnich i dużych obciążeń

Prowadnica szynowe profilowane mogą przenosić większe obciążenia i momenty. Są bardziej wytrzymałe i zaprojektowane tak, aby wytrzymać wysokie obciążenia statyczne i dynamiczne.

Przykładowa ilustracja prowadnicy szynowej profilowanej do średnich i dużych obciążeń:
(1) Uszczelnienie boczne, (2) plastikowa jednostka recyrkulacji, (3) wózek, (4) liniowa szyna prowadząca, (5) kulka, (6) koszyczek na kulki, (7) uszczelnienie powłoki, (8) dolna klatka kulowa, (9) środkowy koszyczek na kulki, (10) górny koszyczek na kulki

Ekonomiczne prowadnice szynowe profilowane

Produkty ekonomiczne i standardowe różnią się przede wszystkim poprzez skupienie się na różnych priorytetach, które równoważą koszty, wydajność i jakość. Produkty ekonomiczne zostały specjalnie zaprojektowane, aby zapewnić najbardziej opłacalne rozwiązanie dla konkretnych potrzeb. To często eliminuje wysoce niestandardowe lub zbyt duże właściwości, które nie są konieczne do docelowego zastosowania. Z kolei produkty znormalizowane są adresowane do szerszego zakresu zastosowań i ogólnie spełniają ustalone standardy lub oczekiwania rynku. Zostały zaprojektowane z myślą o szerokiej gamie klientów i zastosowań.

Precyzja i dokładność wymiarowa prowadnic szynowych profilowanych

Dokładność wymiarowa prowadnic szynowych profilowanych odnosi się do precyzyjnego przestrzegania określonych wymiarów i parametrów geometrycznych, które mają kluczowe znaczenie dla ich funkcji, montażu i wydajności. Dokładność wymiarowa jest istotną cechą jakościową prowadnicy szynowej profilowanej, która zapewnia płynne działanie systemu prowadzenia, spełniając jednocześnie wysokie wymagania dotyczące precyzji i powtarzalności w różnych zastosowaniach.

 

  • A - dolna powierzchnia odniesienia (szyna)
  • B - boczna powierzchnia odniesienia (szyna)
  • C - górna powierzchnia odniesienia (wózek prowadzący)
  • D - boczna powierzchnia odniesienia (wózek prowadzący)
  • H - wysokość
  • R - strona odniesienia
  • T2 - szerokość

Prowadnice szynowe profilowane są stosowane w różnych zastosowaniach, które wymagają precyzyjnego prowadzenia i pozycjonowania. Na przykład są one powszechnie stosowane w obrabiarkach, systemach automatyki lub systemach robotycznych. Precyzja prowadnicy liniowej jest w dużej mierze determinowana przez tolerancje produkcyjne, a także parowanie wózka prowadzącego i szyny. Przestrzeganie tolerancji kształtu i położenia jest niezbędne dla wysokiej precyzji i sztywności prowadnic liniowych. W szczególności wysokość pionowa (H) między powierzchnią odniesienia szyny A a górną powierzchnią wózka prowadzącego C, a także położenie boczne (W2) między bocznymi powierzchniami odniesienia szyny B i wózka D mają kluczowe znaczenie. Podczas gdy wysokość H wpływa na dokładność i stabilność pionową, odchylenie szerokości W2 określa precyzję boczną i jednorodność prowadnicy.

Porównanie tolerancji wymiarowej prowadnic szynowych profilu MISUMI w miniaturowym modelu - jednostka μm
Zakres pomiarowy Regularny (tradycyjny) produkt Oszczędny produkt
Klasa precyzji
(Wysoka)
Klasa precyzji
(Średnia)
Klasa precyzji
(Standardowa)
Tolerancja wysokości H ±10 ±20 ±20 ±40
Wysokość h (odchylenie parowane)* 7 15 40 30
Tolerancja szerokości W2 ±15 ±25 ±25 ±40
Odchylenie od W2 (odchylenie sparowane)** 10 20 40 30
Porównanie tolerancji wymiarowej prowadnic szyn profilowych MISUMI dla średnich i ciężkich obciążeń - jednostka μm
Zakres pomiarowy Klasa precyzji
(Średnia)
Uniwersalna klasa tolerancji
(wózki i szyny są
wymienne)
Klasa precyzji
(Standardowa)
Oszczędny produkt
Tolerancja wysokości H ±40 ±20 ±100 ±120
Wysokość h (odchylenie parowane)* 15 15 20 40
Tolerancja szerokości W2 ±20 ±30 ±100 ±100
Odchylenie od W2 (sparowana wariancja wielkości podstawy H)** 24, 28 15 25 20 40
33, 42 15 25 30 40
30, 36, 40, 42 - 25 - 40
Wysokość h (odchylenie parowane)*
Różnica między min./max. Wartości wymiaru h (wysokość) znajdują się na jednej szynie dla wielu wózków prowadzących.
Odchylenie od W2 (sparowana wariancja wielkości podstawy h)**
Różnica między min./max. Wartości wymiaru w (szerokość) znajdują się na jednej szynie dla wielu wózków prowadzących.

Równoległość równoległości ruchu w prowadnicach szynowych profilowanych

Równoległość ruchu w prowadnicach szynowych profilowanych opisuje, jak dokładnie wózek porusza się wzdłuż ścieżki określonej przez szynę prowadnicy. Uwzględnia to nie tylko zdolność do utrzymania precyzyjnego toru ruchu w płaszczyźnie poziomej, ale także równoległość ruchu w pionie. Mierzy się ją względem standardowego obszaru odniesienia, gdy szyna prowadząca jest mocno przykręcona. Mierzy się względne odchylenie wartości w całym zakresie ruchu wózka na szynie. Maksymalne odchylenie wartości mierzonej od wartości oczekiwanej (wartości docelowej) odzwierciedla równoległość śledzenia. Im mniejsze odchylenie, tym większa precyzja. Ta funkcja ma kluczowe znaczenie dla zastosowań wymagających wysokiej precyzji i powtarzalności, ponieważ nawet niewielkie odchylenia mogą wpływać na działanie lub jakość całego systemu.

Lewy rysunek:

względne odchylenie powierzchni C w górnej części wózka prowadzącego względem powierzchni A w dolnej części szyny

Prawy rysunek:

względne odchylenie powierzchni odniesienia D wózka prowadzącego względem powierzchni odniesienia B szyny

 

Równoległość ruchu odnosi się do odchylenia wózka od idealnej ścieżki sterowania ruchem. Jest to istotny aspekt jakościowy prowadnic szynowych profilowanych, na który znaczący wpływ ma produkcja, montaż i podłoga. Odchylenie to jest zwykle określone w mikronach (μm).

Tolerancja przy równoległości biegu - jednostka: μm
Równoległość przebiegu
Jednostka: μmm
Miniaturowy model do zwykłych obciążeń Typ zwykły dla średnich/wysokich obciążeń
Regularny (tradycyjny) produkt Oszczędny produkt Regularny (tradycyjny) produkt Oszczędny produkt
Klasa precyzji Wysoki Średni Standardowy - Średnie Wymienny* Standardowy -
Długość szyny (mm) - ≤50 2 3 13 13 7 6 7 10
>50 ≤80 2 3 13 13 7 6 7 10
>80 ≤125 3 7 15 15 7 6.5 7 10
>125 ≤200 3 7 15 15 7 7 7 10
>200 ≤250 3.5 9 17 17 7 8 7 10
>250 ≤315 4 11 18 18 8 9 12 10
>315 ≤400 5 11 18 18 8 11 12 12
>400 ≤500 5 12 19 19 9 12 14 13
>500 ≤630 6 13.5 21 21 11 14 18 15
>630 ≤800 6 14 21.5 21.5 13 16 21 17
>800 ≤1000 - 14.5 18 23 19
>1000 ≤1250 - 16 20 25 22
>1250 ≤1600 - - 23 27 23
>1600 ≤2000 - - 26 28.5 24
Wymienna* = Uniwersalna klasa tolerancji (wymienne szyny nośne i prowadzące)
Pomiar równoległości przebiegu:
Jest on mierzony względem standardowego obszaru odniesienia, gdy szyna prowadząca jest mocno przykręcona.
Względne odchylenie obszaru C na górze wózka prowadzącego względem obszaru A na dole szyny prowadzącej oraz względne odchylenie obszaru odniesienia D wózka prowadzącego względem obszaru odniesienia B szyny prowadzącej są mierzone, gdy wózek prowadzący jest przesuwany z jednego końca szyny prowadzącej na drugi.

Właściwe obciążenie wstępne prowadnic liniowych

Luz osiowy i obciążenie wstępne są kluczowymi terminami dla prowadnic liniowych, które wpływają na dokładność, sztywność i zachowanie systemu podczas ruchu. Luz osiowy odnosi się do niewielkiego zakresu swobodnego ruchu wózka wzdłuż liniowej szyny prowadzącej, zanim elementy toczne zetkną się z drogami. Jest to ruch względny, który może wynikać z tolerancji produkcyjnych lub błędów montażowych. Luz osiowy skutkuje zmniejszoną dokładnością pozycjonowania i zmniejszoną sztywnością prowadnicy.

Obciążenie wstępne to celowe wywieranie nacisku na elementy toczne prowadnicy szyn profilowanych w celu uniknięcia luzu osiowego. Osiąga się to poprzez bliski kontakt między elementami tocznymi a torami. Punkty styku między kulkami i torami określają siły działające na piłki, a tym samym charakterystykę ruchu systemu. Niewielkie zmiany średnicy kulki wpływają na pozycję kulek w obrębie torów.

Ogólnie rzecz biorąc, wybór odpowiedniego obciążenia wstępnego ma wiele pozytywnych skutków dla wydajności prowadnicy szyny profilowanej. Pomaga to uczynić system bardziej precyzyjnym poprzez wyeliminowanie niepożądanej swobody ruchów. Bardziej jednolity rozkład obciążenia na elementach tocznych również zmniejsza zużycie, co z kolei ma pozytywny wpływ na żywotność prowadnicy.

Wybierz luz promieniowy (obciążenie wstępne) prowadnicy szyny profilowej
Wersja Typ produktu Obciążenie wstępne Rozmiar
(wartość dla wysokości H)
Luz promieniowy
(μm)
Miniaturowy model do zwykłych obciążeń Regularny (tradycyjny) produkt Lekkie obciążenie wstępne od 6 do 20 od -3 do 0
Mały prześwit od 0 do +15
Oszczędny produkt Normalny prześwit od -3 do +7
Typ zwykły dla średnich/wysokich obciążeń Regularny (tradycyjny) produkt Normalny prześwit 24 od -4 do +2
28 od -5 do +2
33 od -6 do +3
Wymienne*, lekkie obciążenie wstępne 24, 28 od -4 do 0
30, 36, 40, 42 od -5 do 0
**42 od -7 do 0
Oszczędny produkt Normalny prześwit 24 od -4 do +4
28, 30 od -5 do +5
33, 36, 40 od -6 do +6
45 od -7 do +7

Prowadnice szynowe profilowane MISUMI

MISUMI oferuje wysokiej jakości prowadnice szynowe profilowane z elementami tocznymi, które można dostosować. Specjalne narzędzie konfiguracyjne umożliwia wybór różnych podpór nośnych i momentowych, dostosowanych konstrukcji wózków, elastycznych wysokości montażowych i różnych klas precyzji. Szyny są również dostępne w różnych długościach i szerokościach, aby jak najlepiej spełnić indywidualne wymagania dotyczące przestrzeni i projektu. MISUMI pozwala zaprojektować idealne rozwiązanie dla Twojego zastosowania.

Nasze wózki i szyny prowadzące są produkowane jako idealnie dopasowane zestawy, a tym samym niezawodnie spełniają określone rozstawy promieniowe (obciążenie wstępne), a także zdefiniowane tolerancje. Dzięki precyzyjnemu dopasowaniu wózki i szyny prowadzące są optymalnie zharmonizowane, a pożądane parametry wydajności, takie jak sztywność, nośność i precyzja, są w pełni spełnione. Dlatego ważne jest, aby zawsze używać wózków prowadzących i szyn jako dopasowanych zestawów w celu zapewnienia funkcji i jakości prowadnicy szyn profilowanych. Nie obejmuje to produktów wytwarzanych w uniwersalnej klasie tolerancji i wyraźnie oznaczonych jako „wymienny”. Są one zaprojektowane do pracy w określonych granicach tolerancji niezależnie od kombinacji szyny i wózka prowadzącego, co pozwala na elastyczne użytkowanie.

Aby uzyskać informacje na temat montażu i konserwacji prowadnic szynowych profilowanych, zapoznaj się z naszym blogiem Prowadnice szynowe profilowane – Montaż i konserwacja prowadnic liniowych.