Profilové vodicí lišty – přesné standardy kolejnicových vodicích linií profilu MISUMI

Proč jsou profilové vodicí lišty s lineárním vodítkem hlavní volbu pro přesné a odolné řízení pohybu? V našem blogu se dozvíte vše o designu, různých verzích, rozměrových tolerancích a klíčových parametrech, jako je rovnoběžnost, předpětí a axiální vůle. Ukazujeme, jak tyto funkce skvěle spolupracují, aby zajistily nejvyšší přesnost a odolnost – a jak můžete nejlépe přizpůsobit tyto součásti vašim potřebám.

Struktura a vlastnosti profilových vodicích lišt

Profilové vodicí lišty jsou jako forma lineárního vodítka mechanické vodicí systémy používané v mnoha strojích a zařízeních k zajištění přesného lineárního pohybu. Vyznačují se vysokou nosností, tuhostí a přesností. Lineární vodítka jsou k dispozici v různých konfiguracích, které se liší podle principu a konstrukce. Nejběžnější typy jsou založeny na valivých prvcích, obvykle kuličkách nebo válcích, které umožňují nízké tření a vysoce přesný pohyb.

Lineární vodítka se skládají z profilové vodicí lišty, jezdce a válečkových prvků v ní obsažených. Profilová vodicí lišta funguje jako přesné lineární vodítko a je vyrobena z kalené oceli, která zajišťuje vysoké zatížení a dlouhou životnost.

Na kolejnici jsou přesně vybroušené cesty, které přicházejí do kontaktu s pojízdnými prvky v jezdci. Jezdec pohybující se po vodicí liště je pohyblivou jednotkou vodítka. Obsahuje kulové klece a recirkulační jednotky, ve kterých jsou uspořádány válcovací prvky. Valivé prvky umožňují pohyb téměř bez tření. Čím nižší je tření, tím tišší a přesnější je pohyb. Výběr správného povrchu komponenty proto významně ovlivňuje tření a přesnost profilových vodicích lišt.

Při výběru profilové vodicí lišty je nutné kromě požadované přesnosti zvážit několik aspektů. Další informace o procesu výběru a parametrech, které je třeba zvážit, naleznete v našem blogu Profilové vodicí lišty - Průvodce výběrem lineárního vodítka.

Verze profilových vodicích lišt

Profilové vodicí lišty jsou k dispozici v různých verzích, jako jsou miniaturní verze nebo verze pro střední a těžké zátěže. Liší se zejména z hlediska konstrukce, nosnosti a použití, ale také z hlediska dalších specifických vlastností. Některé verze jsou obzvláště vhodné v závislosti na provozních podmínkách, jako je vysoké zatížení nebo nepříznivé prostředí.

Miniaturní lineární vodítko

Miniaturní lineární vodítka, známá také jako miniaturní profilové vodicí lišty, jsou menší a kompaktnější než konvenční profilové vodicí lišty. Jsou ideální pro úzké prostory a aplikace s omezeným prostorem. Vzhledem k nižší nosnosti jsou miniaturní lineární vodítka určena pro menší až střední zatížení.

Příklad miniaturního lineárního vodítka:
(1) Boční těsnění, (2) Plastová recirkulační jednotka, (3) Jezdec, (4) Lineární vodicí lišta, (5) Kulička, (6) Kuličková klec (vedení)

Profilové vodicí lišty pro střední a vysoké zatížení

Tyto profilové vodicí lišty dokáží pojmout vyšší zatížení a momenty. Jsou robustnější a jsou navrženy tak, aby odolaly vysoké statické a dynamické zátěži.

Příklad profilové vodicí lišty pro střední a vysoké zátěže:
(1) Boční těsnění, (2) Plastová recirkulační jednotka, (3) Jezdec, (4) Lineární vodicí lišta, (5) Kulička, (6) Kuličková klec, (7) Potahové těsnění, (8) Spodní kuličková klec, (9) Střední kuličková klec, (10) Horní kuličková klec

Nákladově efektivní vodicí lišty

Nákladově efektivní produkty a standardní produkty se primárně liší zaměřením na různé priority, které vyvažují náklady, výkon a kvalitu. Nákladově efektivní produkty jsou speciálně navrženy tak, aby poskytovaly nákladově nejefektivnější řešení pro konkrétní potřeby. To často eliminuje vysoce přizpůsobené nebo nadměrné vlastnosti, které nejsou pro cílovou aplikaci nezbytné. Standardizované produkty se naproti tomu zabývají širší škálou aplikací a obecně splňují zavedené standardy nebo očekávání trhu. Jsou navrženy tak, aby vyhovovaly široké škále zákazníků a aplikací.

Přesnost a rozměrová přesnost profilových vodicích lišt

Rozměrový přesnost profilových vodicích lišt odkazuje na přesné dodržování definovaných rozměrů a geometrických parametrů, které jsou kritické pro jejich funkci, montáž a výkon. Objemová přesnost je základní funkcí kvality profilových vodicích lišt, která zajišťuje, že vodicí systém funguje hladce a zároveň splňuje vysoké požadavky na přesnost a opakovatelnost v různých aplikacích.

 

  • A – spodní referenční povrch (vodicí lišta)
  • B - boční referenční povrch (vodicí lišta)
  • C - horní referenční povrch (vodicí jezdec)
  • D - boční referenční povrch (vodicí jezdec)
  • H - Výška
  • R – Referenční strana
  • W2 – Šířka

Profilové vodicí lišty se používají v různých aplikacích, které vyžadují přesné navádění a polohování. Běžně se například používají ve strojích, automatizačních systémech nebo robotických systémech. Přesnost lineárního vodítka je do značné míry určena výrobními tolerancemi, jakož i spárováním vodicího jezdce a kolejnice. Dodržování tolerancí tvaru a polohy je nezbytné pro vysokou přesnost a tuhost lineárních vodítek. Důležitá je zejména svislá výška (H) mezi referenčním povrchem vodicí lišty A a horním povrchem vodicího jezdce C, jakož i laterální poloha (W2) mezi laterálními referenčními povrchy vodicí lišty B a jezdce D. Zatímco výška H ovlivňuje vertikální přesnost a stabilitu, odchylka šířky W2 definuje laterální přesnost a jednotnost vodítka.

Porovnání rozměrové tolerance vodicích lišt profilu MISUMI v miniaturním modelu – jednotka μm
Rozsah měření Běžný (tradiční) produkt Nákladově efektivní produkt
Třída přesnosti
(Vysoké)
Třída přesnosti
(Střední)
Třída přesnosti
(Standardní)
Tolerance výšky H ±10 ±20 ±20 ±40
Výška h (párová odchylka)* 7 15 40 30
Tolerance šířky W2 ±15 ±25 ±25 ±40
Odchylka od W2 (párová odchylka)** 10 20 40 30
Porovnání rozměrové tolerance vodicích kolejnic profilu MISUMI pro střední a těžké zátěže – jednotka μm
Rozsah měření Třída přesnosti
(Střední)
Univerzální třída tolerance
(vozík a zábradlí jsou
zaměnitelné)
Třída přesnosti
(Standardní)
Nákladově efektivní produkt
Tolerance výšky H ±40 ±20 ±100 ±120
Výška h (párová odchylka)* 15 15 20 40
Tolerance šířky W2 ±20 ±30 ±100 ±100
Odchylka od W2 (párová odchylka základní velikosti H)** 24, 28 15 25 20 40
33, 42 15 25 30 40
30, 36, 40, 42 - 25 - 40
Výška h (párová odchylka)*
Rozdíl mezi min./max. Hodnoty rozměru h (výška) jsou na jedné kolejnici pro více vodicích vozíků.
Odchylka od W2 (párová odchylka základní velikosti h)**
Rozdíl mezi min./max. Hodnoty rozměru w (šířka) jsou na jedné kolejnici pro více vodicích vozíků.

Rovnoběžnost běhu profilových vodicích lišt

Rovnoběžnost běhu profilových vodicích lišt popisuje, jak přesně se jezdec pohybuje po dráze určené vodicí lištou. To nezohledňuje pouze boční sledování, ale také průběžnou rovnoběžnost výšky. Měří se oproti standardní referenční oblasti, když je vodicí lišta pevně upevněna. Měří se relativní odchylka hodnoty v průběhu celého pojezdu jezdce na vodicí liště. Maximální odchylka naměřené hodnoty od očekávané hodnoty (cílová hodnota) odráží rovnoběžnost sledování. Čím nižší je tato odchylka, tím vyšší je přesnost. Tato funkce je důležitá pro aplikace, které vyžadují vysokou přesnost a opakovatelnost, protože i malé odchylky mohou ovlivnit funkci nebo kvalitu celého systému.

Obrázek vlevo:

relativní odchylka povrchu C v horní části vodicího jezdce proti povrchu A ve spodní části kolejnice

Obrázek vpravo:

relativní odchylka referenčního povrchu D vodicího jezdce proti referenčnímu povrchu B kolejnice

 

Sledování rovnoběžnosti označuje odchylku jezdce od ideální dráhy řízení pohybu. Jedná se o základní aspekt kvality profilových vodicích lišt, který je významně ovlivněn výrobou, montáží a podkladem. Tato odchylka je obvykle specifikována v mikronech (μm).

Tolerance při rovnoběžnosti - jednotka: μm
Spustit rovnoběžnost
Jednotka: μm
Miniaturní model pro běžné zátěže Běžný typ pro střední/vysoké zátěže
Běžný (tradiční) produkt Nákladově efektivní produkt Běžný (tradiční) produkt Nákladově efektivní produkt
Třída přesnosti Vysoké Střední Standardní - Střední Vyměnitelné* Standardní -
Délka kolejnice (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
Vyměnitelná* = Univerzální třída tolerance (vyměnitelné přepravní a vodicí kolejnice)
Měření rovnoběžnosti:
když je vodicí lišta pevně přišroubována na místo, měří se oproti standardní referenční oblasti.
Relativní odchylka oblasti C v horní části vodicí lišty proti oblasti A ve spodní části vodicí lišty a relativní odchylka referenční oblasti D vodicí lišty proti referenční oblasti B vodicí lišty se měří, zatímco vodicí deska se tlačí z jednoho konce vodicí lišty na druhý.

Správné předpětí lineárních vodítek

Axiální vůle a předpětí jsou klíčové termíny pro lineární vodítka, která ovlivňují přesnost, tuhost a chování systému během pohybu. Axiální vůle označuje malé množství volného pohybu, který má jezdec podél lineární vodicí lišty předtím, než se pojízdné prvky dostanou do kontaktu s pojezdy. Jedná se o relativní pohyb, který může být důsledkem výrobních tolerancí nebo chyb sestavy. Axiální vůle má za následek sníženou přesnost polohování a sníženou tuhost vodítka.

Předpětí je účelové vyvinutí tlaku na valivé prvky profilové vodicí lišty, aby se zabránilo jakékoliv axiální vůli. Toho je dosaženo těsným kontaktem mezi valivými prvky a vodicími lištami. Kontaktní body mezi kuličkami a vodicími lištami určují síly působící na kuličky a tím i pohybové charakteristiky systému. Malé změny průměru kuličky ovlivňují polohu kuliček ve vodicích lištách.

Obecně platí, že výběr vhodného předpětí má mnoho pozitivních vlivů na výkon profilové vodicí lišty. Pomáhá zpřesnit systém eliminací nežádoucí svobody pohybu. Rovnoměrnější rozložení zátěže na valivých prvcích také snižuje opotřebení, což má zase pozitivní vliv na životnost vodítka.

Vyberte radiální vůli (předpětí) profilu vodicí lišty
Verze Typ produktu Předpětí Velikost
(hodnota pro výšku H)
Radiální vůle
(μm)
Miniaturní model pro běžné zátěže Běžný (tradiční) produkt Lehké předpětí 6 až 20 -3 až 0
Lehká vůle 0 až +15
Nákladově efektivní produkt Normální vůle -3 až +7
Běžný typ pro střední/vysoké zátěže Běžný (tradiční) produkt Normální vůle 24 -4 až +2
28 -5 až +2
33 -6 až +3
Vyměnitelné*, lehké předpětí 24, 28 -4 až 0
30, 36, 40, 42 -5 až 0
**42 -7 až 0
Nákladově efektivní produkt Normální vůle 24 -4 až +4
28, 30 -5 až +5
33, 36, 40 -6 až +6
45 -7 až +7

Profilové vodicí lišty MISUMI

Společnost MISUMI nabízí vysoce kvalitní profilové vodicí lišty s valivými prvky, které lze přizpůsobit. Speciální konfigurační nástroj vám umožňuje vybrat si z různých zátěžových a momentových podpěr, přizpůsobených konstrukcí jezdce, flexibilních montážních výšek a různých tříd přesnosti. Vodicí lišty jsou k dispozici také v různých délkách a šířkách, aby co nejlépe splňovaly individuální požadavky na prostor a design. MISUMI vám umožňuje navrhnout perfektní řešení pro vaši aplikaci.

Naše jezdce a kolejnice jsou vyráběny jako dokonale spárované sady, a tak spolehlivě splňují specifické radiální rozestupy (předpětí) a definované tolerance. Toto přesné sladění zajišťuje optimální harmonizaci jezdců a vodicích lišt a plné splnění požadovaných výkonnostních parametrů, jako je tuhost, nosnost a přesnost. Proto je nezbytné vždy používat jezdce a vodicí lišty jako odpovídající sady, aby byla zajištěna funkce a kvalita profilové vodicí lišty. To se nevztahuje na výrobky vyrobené v rámci univerzální toleranční třídy, které jsou výslovně označeny jako „zaměnitelné“. Jsou navrženy tak, aby fungovaly v rámci stanovených tolerancí bez ohledu na kombinaci vodicí lišty a jezdce, což umožňuje flexibilní použití.

Informace o montáži a údržbě profilových vodicích lišt naleznete v našem blogu Profilové vodicí lišty - sestavení a údržba lineárních vodicích lišt.