В решениях пo автoматизации вcе бoлее активнoе применение нахoдят мoдули линейнoгo перемещения, кoтoрые пoзвoляют пoлучить cиcтемы, oбладающие бoльшoй жеcткocтью и тoчнocтью. К тoму же отрадно отметить, что отечеcтвенные производители уже тоже налаживают выпуcк таких механизмов.
Павел Федотов
По определению, модуль линейного перемещения – это иcполнительный механизм. Его управляющее уcтройcтво, воздейcтвуя на объект управления, оcущеcтвляет точное и предельно плавное перемещение уcтанавливаемых на него объектов по прямой траектории, воздейcтвуя от управляющего уcтройcтва на объект управления.
Еще недавно на отечеcтвенном рынке модули линейного перемещения были предcтавлены исключительно продукцией японских, европейских и тайваньских компаний, поскольку в России за их производство никто попросту не брался. Совершить здесь своеобразный прорыв оказалось суждено подмосковному ЗАО «Завод мехатронных изделий» (ЗМИ).
Основной сферой деятельности этой фирмы является выпуск несерийных станков и машин для автоматизации производства под заказ. В процессе работы для конструирования своего уникального оборудования специалисты компании ощутили острую необходимость в готовых модулях линейного перемещения. Поскольку импортные модули не устраивали их высокой ценой и долгими сроками поставки, то руководство предприятия приняло решение начать проектирование собственных модулей.
Еще при их разработке учитывались не только заранее закладываемые в них технические требования (надо сказать, довольно высокие), но и отечественные особенности эксплуатации. В 2008 г. были созданы основные модели и налажено их опытное производство, а в 2009-м их всех уже запустили в серию, причем как для использования в проектах, так и для продажи.
Первый российский
Конструктивно модули производства «ЗМИ» состоят из основания (несущий силовой элемент) с закрепленными на нем рельсовыми или цилиндрическими направляющими качения. На фланцевых опорах установлена трансмиссия, крутящий момент к которой передается от двигателя через компенсирующую муфту.
В качестве трансмиссии могут выступать ШВП, трапецеидальный винт или рейка. За счет движения трансмиссии происходит перемещение каретки модуля, которая, в свою очередь, служит базовой платформой для крепления на ней всевозможных изделий и механизмов. Материал фланцев, каретки – алюминиевый сплав Д16Т. Для основания может применяться сталь.
Смазка направляющих и ШВП осуществляется через ниппели, расположенные непосредственно на каретках и гайке ШВП. Основание и каретка модуля снабжены специальными технологическими элементами (отверстиями, шпоночными канавками), упрощающими процесс сборки и монтажа системы линейного перемещения. В стандартной комплектации модуль оснащен аварийными упорами. Опционально устанавливаются концевые выключатели, выводы с которых заведены в стандартный разъем D-Sub.
Экономящие время
Модуль – это готовая ось для линейного перемещения. Его использование позволяет с завидной легкостью конструировать технические системы самого различного назначения, обладающие высокой точностью позиционирования.
Логически рассуждая, приходишь к выводу, что на любом достаточно развитом производстве можно и самостоятельно собрать модуль линейного перемещения. Для этого необходимо взять алюминиевый профиль, линейную направляющую, ШВП (ремень или рейку) и все это соединить... Здесь мы не будем тратить время на доводы, что это лишь кажущаяся легкость. Скажем одно: готовый модуль позволяет не только сэкономить время, затрачиваемое на сборку, но и получить систему, обладающую значительно большей жесткостью и точностью.
Модули линейного перемещения «ЗМИ» можно применять в следующих областях: технологические координатные столы, испытательные стенды, транспортные системы, манипуляторы, лабораторное оборудование, медицинские приборы.
Расклад по моделям
На данный момент компания «ЗМИ» производит четыре вида модулей линейного перемещения. В дальнейшем планируется расширять эту линейку.
Серия СТМ-1
Эта серия является основной в семействе отечественных модулей и наиболее востребованной на данный момент. В конструкции использованы рельсовые линейные направляющие и ШВП. Модель СТМУ-1 (усиленная) обладает повышенной нагрузочной способностью, а также снабжена четырьмя танкетками и удлиненной кареткой (длина – 170 мм).
Серия СТМЛ-1
Изначально она разрабатывалась как бюджетная. Снижение цены конечного изделия достигнуто за счет цилиндрических направляющих, заменяющих рельсовые, а также трапецеидального винта. Отметим, однако, что у модуля на основе трапецеидального винта несколько меньшая точность, чем на основе ШВП. Поэтому серия рекомендуется в основном для транспортных применений.
Серия МТР-1
В данной серии в качестве трансмиссии используется рейка, а приводом служит синхронный двигатель вместе с точным планетарным редуктором. Этот модуль обладает самой большой скоростью перемещения из всех российских модулей и имеет самый большой возможный ход.
Серия СТМТ
Линейные модули серии СТМТ-1 обладают повышенной грузоподъемностью и предназначены для перемещения крупных тяжелых объектов по прямой траектории с высокой точностью. В отличие от остальных, серия СТМТ-1 имеет сварное стальное основание.
Преимущества
Среди преимуществ модулей, производимых ЗАО «ЗМИ», можно выделить следующие.
Механизмы имеют оптимальные показатели по точности и прямолинейности перемещения за счет высокой чистоты обработки базовых элементов и набора качественных комплектующих как зарубежного, так и отечественного производства.
Модули собираются в России, поэтому имеют небольшой срок поставки. Гибкие производственные возможности компании «ЗМИ» позволяют в кратчайшие сроки изготовить линейный модуль необходимой длины или даже целую систему (X-Y, X-Z, X-Y-Z). При совместном применении модулей «ЗМИ» и сервопривода СПШ, производимого отечественной компанией ЗАО «Сервотехника», получается полноценный актуатор. Все необходимые элементы для состыковки двигателя и модуля уже входят в комплект.
Для всех модулей «ЗМИ» доступны такие опции, как: защита направляющих и винта ШВП, установка датчика линейного положения, изменение размеров каретки согласно требованиям заказчика, подготовка дополнительных резьбовых отверстий и др.
Защита
Для модулей специально изготавливается защита, имеющая два варианта исполнения. Во-первых, в виде неподвижных кожухов, во-вторых, это – гофрозащиты (кроющая гармошка).
Неподвижный кожух предназначается для защиты элементов трансмиссии модуля от попадания раскаленной стружки, окалины от сварки, грязи, предотвращает повреждения трансмиссии посторонними предметами. Щель между верхним и боковым кожухами составляет 9 мм. Данный вид защиты наиболее эффективен при горизонтальном монтаже модуля (каретка сверху). Материал кожухов – нержавеющая сталь. Назначение гофрозащиты – предохранять трансмиссию модуля от попадания пыли, шлаков, песка, мелкой и крупной неметаллической стружки, грязи, брызг СОЖ. «Гармошка» также предотвращает повреждения трансмиссии посторонними предметами. Материал гофрозащиты – тканевая основа с резиновым покрытием. Жесткие вставки из ПВХ находятся в каждой складке. Максимальная температура эксплуатации составляет 90ºС.
На все модули, комплектуемые защитой, устанавливаются закрытые переходные стаканы, обеспечивающие защиту муфты.
Еще недавно на отечеcтвенном рынке модули линейного перемещения были предcтавлены исключительно продукцией японских, европейских и тайваньских компаний, поскольку в России за их производство никто попросту не брался. Совершить здесь своеобразный прорыв оказалось суждено подмосковному ЗАО «Завод мехатронных изделий» (ЗМИ).
Основной сферой деятельности этой фирмы является выпуск несерийных станков и машин для автоматизации производства под заказ. В процессе работы для конструирования своего уникального оборудования специалисты компании ощутили острую необходимость в готовых модулях линейного перемещения. Поскольку импортные модули не устраивали их высокой ценой и долгими сроками поставки, то руководство предприятия приняло решение начать проектирование собственных модулей.
Еще при их разработке учитывались не только заранее закладываемые в них технические требования (надо сказать, довольно высокие), но и отечественные особенности эксплуатации. В 2008 г. были созданы основные модели и налажено их опытное производство, а в 2009-м их всех уже запустили в серию, причем как для использования в проектах, так и для продажи.
Первый российский
Конструктивно модули производства «ЗМИ» состоят из основания (несущий силовой элемент) с закрепленными на нем рельсовыми или цилиндрическими направляющими качения. На фланцевых опорах установлена трансмиссия, крутящий момент к которой передается от двигателя через компенсирующую муфту.
В качестве трансмиссии могут выступать ШВП, трапецеидальный винт или рейка. За счет движения трансмиссии происходит перемещение каретки модуля, которая, в свою очередь, служит базовой платформой для крепления на ней всевозможных изделий и механизмов. Материал фланцев, каретки – алюминиевый сплав Д16Т. Для основания может применяться сталь.
Смазка направляющих и ШВП осуществляется через ниппели, расположенные непосредственно на каретках и гайке ШВП. Основание и каретка модуля снабжены специальными технологическими элементами (отверстиями, шпоночными канавками), упрощающими процесс сборки и монтажа системы линейного перемещения. В стандартной комплектации модуль оснащен аварийными упорами. Опционально устанавливаются концевые выключатели, выводы с которых заведены в стандартный разъем D-Sub.
Экономящие время
Модуль – это готовая ось для линейного перемещения. Его использование позволяет с завидной легкостью конструировать технические системы самого различного назначения, обладающие высокой точностью позиционирования.
Логически рассуждая, приходишь к выводу, что на любом достаточно развитом производстве можно и самостоятельно собрать модуль линейного перемещения. Для этого необходимо взять алюминиевый профиль, линейную направляющую, ШВП (ремень или рейку) и все это соединить... Здесь мы не будем тратить время на доводы, что это лишь кажущаяся легкость. Скажем одно: готовый модуль позволяет не только сэкономить время, затрачиваемое на сборку, но и получить систему, обладающую значительно большей жесткостью и точностью.
Модули линейного перемещения «ЗМИ» можно применять в следующих областях: технологические координатные столы, испытательные стенды, транспортные системы, манипуляторы, лабораторное оборудование, медицинские приборы.
Расклад по моделям
На данный момент компания «ЗМИ» производит четыре вида модулей линейного перемещения. В дальнейшем планируется расширять эту линейку.
Серия СТМ-1
Эта серия является основной в семействе отечественных модулей и наиболее востребованной на данный момент. В конструкции использованы рельсовые линейные направляющие и ШВП. Модель СТМУ-1 (усиленная) обладает повышенной нагрузочной способностью, а также снабжена четырьмя танкетками и удлиненной кареткой (длина – 170 мм).
Серия СТМЛ-1
Изначально она разрабатывалась как бюджетная. Снижение цены конечного изделия достигнуто за счет цилиндрических направляющих, заменяющих рельсовые, а также трапецеидального винта. Отметим, однако, что у модуля на основе трапецеидального винта несколько меньшая точность, чем на основе ШВП. Поэтому серия рекомендуется в основном для транспортных применений.
Серия МТР-1
В данной серии в качестве трансмиссии используется рейка, а приводом служит синхронный двигатель вместе с точным планетарным редуктором. Этот модуль обладает самой большой скоростью перемещения из всех российских модулей и имеет самый большой возможный ход.
Серия СТМТ
Линейные модули серии СТМТ-1 обладают повышенной грузоподъемностью и предназначены для перемещения крупных тяжелых объектов по прямой траектории с высокой точностью. В отличие от остальных, серия СТМТ-1 имеет сварное стальное основание.
Преимущества
Среди преимуществ модулей, производимых ЗАО «ЗМИ», можно выделить следующие.
Механизмы имеют оптимальные показатели по точности и прямолинейности перемещения за счет высокой чистоты обработки базовых элементов и набора качественных комплектующих как зарубежного, так и отечественного производства.
Модули собираются в России, поэтому имеют небольшой срок поставки. Гибкие производственные возможности компании «ЗМИ» позволяют в кратчайшие сроки изготовить линейный модуль необходимой длины или даже целую систему (X-Y, X-Z, X-Y-Z). При совместном применении модулей «ЗМИ» и сервопривода СПШ, производимого отечественной компанией ЗАО «Сервотехника», получается полноценный актуатор. Все необходимые элементы для состыковки двигателя и модуля уже входят в комплект.
Для всех модулей «ЗМИ» доступны такие опции, как: защита направляющих и винта ШВП, установка датчика линейного положения, изменение размеров каретки согласно требованиям заказчика, подготовка дополнительных резьбовых отверстий и др.
Защита
Для модулей специально изготавливается защита, имеющая два варианта исполнения. Во-первых, в виде неподвижных кожухов, во-вторых, это – гофрозащиты (кроющая гармошка).
Неподвижный кожух предназначается для защиты элементов трансмиссии модуля от попадания раскаленной стружки, окалины от сварки, грязи, предотвращает повреждения трансмиссии посторонними предметами. Щель между верхним и боковым кожухами составляет 9 мм. Данный вид защиты наиболее эффективен при горизонтальном монтаже модуля (каретка сверху). Материал кожухов – нержавеющая сталь. Назначение гофрозащиты – предохранять трансмиссию модуля от попадания пыли, шлаков, песка, мелкой и крупной неметаллической стружки, грязи, брызг СОЖ. «Гармошка» также предотвращает повреждения трансмиссии посторонними предметами. Материал гофрозащиты – тканевая основа с резиновым покрытием. Жесткие вставки из ПВХ находятся в каждой складке. Максимальная температура эксплуатации составляет 90ºС.
На все модули, комплектуемые защитой, устанавливаются закрытые переходные стаканы, обеспечивающие защиту муфты.
Технические характеристики модулей «ЗМИ»
| Характеристика/Серия | СТМ-1/СТМУ-1 | СТМЛ-1 | МТР-1 | СТМТ-1 |
| ШВП или трапецеидальный |
|
| ||
| Тип механической передачи | ШВП/ШВП | винт | Рейка | ШВП |
| Повторяемость, мкм | ± 10 | +10- ШВП/ +100 – трап. винт | ± 0,05 | ± 0,02 |
|
Максимальная перемещаемая масса в горизонтальном положении, кг | 30/40 | 10 | 200 | 200 |
|
Максимальная перемещаемая масса в вертикальном положении, кг | 20 | 10 | 40 | 100 |
| Максимально возможный ход модуля по упорам (S), мм * | 1230/1170 | 460 | 5640 | 2190 |
| Скорость быстрого перемещения, мм/сек |
125 (с шагом винта ШВП 5 мм) 250 (с шагом винта ШВП 10 мм) 400 (с шагом винта ШВП 16 мм) |
125 (с шагом винта 5 мм) 100 (с шагом винта 4 мм) 75 (с шагом винта 3 мм) | 1000 |
250 (с шагом винта ШВП 5 мм) 1000 (с шагом винта ШВП 20 мм) |
