In che modo le piastre di montaggio superiori e inferiori influiscono sulle prestazioni dei servoattuatori guidati

I cilindri servoelettrici standard funzionano bene con la pura forza assiale di spinta/trazione. Ma quando le condizioni di lavoro comportano forza laterale, carico disassato o coppia, gli attuatori ordinari sono soggetti a rapida usura, flessione dello stelo e durata di servizio breve. È qui che i cilindri servoelettrici guidati . spiccano Con aste di guida parallele integrate, questo attuatore è appositamente progettato per gestire carichi laterali e mantenere un movimento lineare stabile.

Struttura del prodotto

Come mostrato nella foto del nostro laboratorio, un servocilindro guidato è costituito da questi componenti principali:

1. Servomotore : fornisce energia per la trasmissione della vite a ricircolo di sfere, supporta il movimento alternativo ad alta velocità, compatibile con il controllo del bus EtherCAT/CANopen.

2. Gruppo azionamento con vite a ricircolo di sfere : converte il movimento rotatorio in movimento lineare di spinta e trazione, garantisce un'elevata ripetibilità di posizionamento.

3. Aste guida parallele e cuscinetti lineari : aste guida ottiche multiple ad alta precisione fissate tra le piastre di montaggio superiore e inferiore. Le aste di guida sopportano tutta la forza laterale e il momento torcente, mentre la vite centrale sopporta solo la spinta assiale.

4. Piastra mobile superiore : collega il carico o il meccanismo esterno, distribuisce la forza in modo uniforme alle aste di guida.

5. Flangia di montaggio base : comoda per l'installazione e l'integrazione in telai di automazione o piattaforme di movimento.

La più grande differenza strutturale rispetto ai normali servocilindri: le aste di guida condividono il carico laterale, quindi l'asta della vite principale è protetta dai danni dovuti alla forza radiale.

Vantaggi fondamentali

✅ Forte resistenza al carico laterale

Le aste guida assorbono la forza laterale invece della vite a ricircolo di sfere. Può funzionare in modo affidabile in scenari con carico sfalsato e forza trasversale, come le piattaforme di movimento 3DOF, evitando la deformazione della vite e il guasto precoce.

✅ Elevata rigidità del movimento e basso scuotimento

La struttura a doppia o quattro aste guida limita la rotazione e la deflessione. Il movimento lineare funziona in modo fluido con vibrazioni minime anche in caso di movimento alternativo ciclico e ad alta velocità.

✅ Lunga durata e manutenzione ridotta

Poiché la vite è isolata dalle forze laterali, l'attrito e l'usura sono notevolmente ridotti. Il funzionamento ripetuto continuo è disponibile per lavori di automazione di lunga durata.

✅ Elevata ripetibilità di posizionamento

Il meccanismo di guida lineare garantisce un percorso di corsa rettilineo. Mantiene una precisione costante per compiti di posizionamento ripetuti.

✅ Personalizzazione flessibile

Possiamo personalizzare la corsa, la velocità, il carico nominale, l'interfaccia di montaggio e il grado di protezione per adattarli a diversi progetti. Ad esempio, la nostra versione con corsa da 300 mm, 500 mm/s e carico da 50 kg utilizzata sulla piattaforma agricola di movimento per la rifilatura del tè 3DOF.

Scenari applicativi adatti

1. Piattaforme di movimento 3DOF

   Questo è il nostro caso applicativo maturo. Quando la piattaforma a 3 assi si inclina e oscilla continuamente, ciascun attuatore subisce una forza laterale alternata. I servocilindri guidati sopportano perfettamente il carico laterale, facendo funzionare stabilmente l'intera piattaforma. È stato applicato con successo alle attrezzature agricole per la potatura del tè.

2. Attrezzature di sollevamento e posizionamento automatizzate

   Sollevamento materiali, posizionamento pezzi, automazione dell'imballaggio, pick-and-place con carico sfalsato.

3. Attrezzature per test e simulazione

   Piccoli banchi prova, dispositivi di simulazione delle vibrazioni, maschere per prove di fatica che richiedono frequenti movimenti di inclinazione alternati.

4. Macchine per l'automazione agricola all'aperto

   Ambiente di lavoro nei campi agricoli con polvere. Con un'adeguata protezione IP, i servocilindri guidati possono essere equipaggiati su dispositivi di movimento per la rifilatura, il taglio e la raccolta in ambito agricolo.

5. Stazione di pressatura e assemblaggio

   Meccanismo di bloccaggio a pressione leggera, in cui il carico non è perfettamente centrato.

Cosa fanno le piastre superiore e inferiore?

La piastra mobile superiore e la piastra di montaggio base formano un intero telaio insieme alle 4 aste di guida parallele.

1. Mantenere le aste di guida parallele : le piastre fissano entrambe le estremità delle aste di guida. Se la piastra si deforma, le aste di guida si inclineranno, provocando un attrito anomalo all'interno dei cuscinetti lineari.

2. Distribuire uniformemente il carico laterale : nelle piattaforme 3DOF, la forza laterale alternata viene trasferita prima alla piastra superiore. Una piastra rigida distribuisce la forza in modo uniforme su tutte le aste di guida invece di concentrare lo stress su una singola asta.

3. Fornire un'interfaccia di montaggio standard : la piastra superiore si collega al telaio della piattaforma mobile; la piastra inferiore fissa l'attuatore alla base. La tolleranza precisa della posizione del foro semplifica l'assemblaggio in loco.

Problemi comuni causati da una progettazione inadeguata della piastra

Molti servoattuatori guidati a basso costo utilizzano sottili fogli di alluminio per ridurre i costi, il che comporta rischi nascosti durante il movimento oscillatorio ciclico:

• Flessione e deformazione della piastra sotto carico ripetuto → disallineamento delle aste di guida

• Forza irregolare sui cuscinetti lineari → attrito crescente, rumore anomalo e usura accelerata

• Forza laterale extra inaspettata applicata sulla vite a ricircolo di sfere → deformazione permanente della vite

• Deviazione della posizione del foro di montaggio → installazione difficile, stress da pre-serraggio dopo il montaggio

Per le piattaforme di rifilatura agricole 3DOF, gli attuatori funzionano continuamente con frequenti movimenti di inclinazione. Piastre di montaggio deboli ridurranno significativamente la durata utile dell'intero sistema.

I nostri principi di progettazione per le piastre degli attuatori della piattaforma di movimento

1. Spessore ragionevole della piastra : calcoliamo lo spessore della piastra in base al carico dinamico, per bilanciare rigidità e peso. Uno spessore eccessivo aumenta la massa complessiva e l'inerzia dinamica; troppo sottile manca di rigidità.

2. Lavorazione ad alta planarità : controllo rigoroso della fresatura e della planarità per garantire il parallelismo tra le piastre superiore e inferiore.

3. Opzione struttura di rinforzo : per i sistemi 3DOF per carichi pesanti, è possibile aggiungere nervature di rinforzo sulle piastre per aumentare la rigidità senza eccessivo aumento di peso.

4. Disposizione personalizzata dei fori dei bulloni : la disposizione dei fori può essere personalizzata per adattarsi al telaio della piattaforma 3DOF del cliente, riducendo il lavoro di modifica durante l'integrazione.