I en pump eller en fläkt, denmotoraxelbehöver bara leverera vridmoment. I en servodrivning, en robotled eller en CNC-axel måste den också leverera position. Ett par mikrometers utlopp vid axeln blir ett synligt fel i slutet av en robotarm, och ett gnäll som operatören hör hela växlingen. Den skillnaden ändrar vilka specifikationer som spelar roll. Den här guiden täcker axlarna som Guanshuo bygger för automatisering och numren som skiljer dem åt.
Ett allmänt industriellt schakt specificeras för styrka. Kommer den att bära vridmomentet och håller den? En automationsaxel måste svara på ytterligare två frågor innan de.
Den första är positionell. Ett servosystem stänger sin slinga på en kodare i ena änden av axeln, men arbetet sker i den andra änden. Varje utbrott, någon excentricitet, varje vindling mellan dessa två punkter är ett fel som kontrollsystemet inte kan se och inte kan korrigera. Skaftet måste vara tillräckligt sant för att kodarens avläsning är ärlig.
Den andra är akustisk. Automationsceller kör bredvid människor. En axel som är något ur balans förvandlas till ett hörbart gnäll i hastighet och till vibrationer som förkortar lagrets livslängd. Balansgrad är en specifikation här, inte en eftertanke.
Fyra nummer gör det mesta av arbetet på en automationsschaktritning. Det är de värden som Guanshuo har i produktionen.
Koaxialiteten är den som köpare underspecificerar oftast. Den beskriver hur väl varje diameter delar en enda axel. På en servoaxel måste kodarsätet, lagertapparna och utgångskonan alla komma överens om var centrum är. Om de inte är överens med mer än några mikrometer, slåss motorn av sig själv.
Runout vid schaktet stannar inte vid schaktet. På en robotarm multipliceras ett fel vid leden med armens räckvidd. Detta är anledningen till att ledaxlar specificeras mycket tätare än vad sluteffektortoleransen antyder. Schaftbudgeten måste vara en bråkdel av systembudgeten.
A servomotoraxelär byggd kring gränssnittet i dess utgångsände. Guanshuo bearbetar dessa med en standard avsmalnande 1:10, invändiga gängor från M4 till M12 och ändfasningar på C0,5 till C2. Konan och dragbulten ger en styv, glappfri anslutning, vilket är vad ett positioneringssystem behöver. Ett nyckelnav med spelrum skulle ge servo något att jaga mot.
Rutten är CNC-svarvning följt av ultrafin slipning, vilket ger koaxialiteten till ≤0,005 mm, därefter G1 dynamisk balanskorrigering. Tre alternativ för ytförstärkning finns tillgängliga: ythärdning, nitrering och kromplätering.
Stegaxlar tjänar rörelse i öppen slinga, så det finns ingen kodare som korrigerar för fel. Det låter som att det borde kräva snävare specifikationer, men plikten är lättare och hastigheterna lägre, så det praktiska kravet lättar.
| Spec | Stegaxel | Servoaxel |
|---|---|---|
| Runout | ≤0,01 till 0,02 mm | Koaxialitet ≤0,005 mm |
| Diametertolerans | h7 | h5 / h6 |
| Ytfinish | Ra 0,8 till 1,6 μm | Ra 0,2 till 0,4 μm |
| Balans | Vanligtvis inte specificerat | G1 eller bättre |
| Utgångsände | Vanligt, D-platt eller kilspår | 1:10 avsmalning med M4 till M12 gänga |
Gapet mellan dessa två kolumner är kostnadsgapet. Att specificera servoklassnummer på en stepperapplikation är ett av de vanligaste sätten att köpare betalar för mycket på. Om maskinen är öppen och körs med måttlig hastighet, är stegkolumnen den ärliga specen.
Höghastighetsaxlar är där axeltillverkning blir svårt. Guanshuo byggerhöghastighetsmotoraxlarfrån φ5 till φ50 mm, med runout hållen till ≤0,001 till 0,003 mm, h5 eller h6 tolerans, Ra 0,2 till 0,4 μm, och G1 eller bättre balans. Substratet är en höghållfast legering, kyld, härdad och nitrerad.
Anledningen till dessa siffror är fysik. Obalanskraften ökar med kvadraten på rotationshastigheten. En kvarvarande obalans som är osynlig vid 1 500 rpm blir en destruktiv kraft vid spindelhastigheter. Verktygsmaskiners spindelaxlar ger en ythårdhet på HRC 60 till 65 och är balanserade till G0,1 till G0,4, med utmattningslivslängd över 15 000 timmar.
Viss automation körs i atmosfärer där en gnista utgör faran. Explosionssäkra motoraxlar håller utloppet till ≤0,01 mm och kan tillverkas av gnistfri legering. Den snäva löpningen handlar inte bara om noggrannhet här. Det håller rotorn centrerad så att ingenting skaver, eftersom gnidning är det som genererar värme och gnistor i första hand.
De flesta automationsaxlar ärstegade axlar. Varje steg lokaliserar ett lager, en tätning, ett kugghjul eller rotorstapeln i ett inställt läge längs längden. Två specifikationer styr om de delarna sitter fyrkantiga.
Vinkelvinkeltalet är det som biter. Ett lager som pressas mot ett steg som inte är kvadratiskt belastas ojämnt från det att det monteras. Det kommer att gå varmt och misslyckas tidigt, och felet kommer att se ut som ett lagerproblem snarare än ett axelproblem. Guanshuo bygger dessa somenda stegochdubbelstegaxlar.
Utgångsfunktionen är ett positioneringsbeslut lika mycket som ett vridmoment. Varje alternativ byter styvhet mot kostnad.
| Särdrag | Beteende | Bäst passform |
|---|---|---|
| D-lägenhet | Enkelt, låg kostnad, visst utrymme | Små steppers, lätta |
| Keyway | Högt vridmoment, men spelet tillåter spel | Växelmotorer, enriktade drivningar |
| Spline | Belastningen delas över många tänder, lågt spel | Robotkopplingar, reverserande servodrivningar |
| Kona och dragbult | Styvare, effektivt noll bakslag | Servoutgången slutar |
Kilspår är kapade till GB/T 1095. För en vändande servoaxel visar sig glapp i en kilförband direkt som positioneringsfel, varför det koniska gränssnittet dominerar i servoänden. Guanshuo hållerflernyckelspårsymmetri till ≤0,02 mm där en nyckel är rätt svar.
Automationsaxlar behöver ofta en hård yta utan hård kärna. Fyra behandlingar finns tillgängliga, och de löser olika problem.
| Behandling | Vad det ger |
|---|---|
| Induktionshärdning | Hård journal, tuff kärna, ingen dimensionsförändring att tala om |
| Nitrering | Mycket hård yta med låg distorsion. Bra för höghastighetsaxlar |
| Hårdkromplätering | Slitage- och korrosionsbeständighet och en väg att återvinna slitna tappar |
| Keramisk beläggning | Extrem slitstyrka och elektrisk isolering vid behov |
Fråga valfri leverantör om schaktet är slipat efter ytbehandlingen. Nitrering och plätering ändrar båda den färdiga storleken. Om behandlingen är den sista operationen är toleransen på ritningen inte den tolerans du får.
Robotledaxlar står inför en plikt som ingen pumpaxel någonsin ser. De startar, stannar och backar hela tiden, och varje cykel är en utmattningscykel. Guanshuos industrirobotaxlar är byggda för att klara över 1 000 000 utmattningsförslitningscykler utan fel, vilket är det kvalificerande antalet för denna klass av arbete.
Att nå det är en kombination av hela processen, inte ett trick. Legerat stål, en värmebehandlingsväg anpassad till kvaliteten, generösa rotradier varhelst diametern ändras och slipning efter härdning så att den färdiga geometrin är sann. Materialvalen bakom detta behandlas iaxelmaterialstyrning, och processordningen ibearbetningsgenomgång.
Vilken tolerans behöver en servomotoraxel?
Koaxialitet på ≤0,005 mm på den färdiga axeln, med h5 eller h6 diametertolerans och en slipfinish på Ra 0,2 till 0,4 μm. Dynamisk balans bör vara G1 eller bättre. Guanshuo når dessa genom CNC-svarvning följt av ultrafin slipning och balanskorrigering.
Vad är skillnaden mellan en servo- och en stegmotoraxel?
En servoaxel är stramare i alla avseenden. Koaxialitet ≤0,005 mm mot stegavstånd på ≤0,01 till 0,02 mm, h5 eller h6 mot h7, Ra 0,2 till 0,4 μm mot Ra 0,8 till 1,6 μm, och en specificerad balansgrad som stepper vanligtvis inte behöver. Servot slutar också i en 1:10 avsmalning snarare än en vanlig ände eller D-platt.
Varför spelar dynamisk balans roll på en automationsaxel?
Obalanskraften ökar med kvadraten på hastigheten, så en liten rest blir en stor vibration vid höga varvtal. Denna vibration förkortar lagrets livslängd, lägger till ett hörbart gnäll i cellen och försämrar positioneringsnoggrannheten. Höghastighetsaxlar är balanserade till G1 eller bättre, och spindelaxlar till G0.1 till G0.4.
Ska en robotledaxel använda ett kilspår eller en spline?
En spline, i de flesta fall. Ett kilspår behöver spelrum för att monteras, och det spelet blir glapp när fogen vänder. En spline delar belastningen över många tänder med mycket mindre förlorad rörelse. För servoutgångar är en kona med en dragbult ännu styvare.
Kan Guanshuo tillverka axlar för explosionssäkra motorer?
Ja. Explosionssäkra axlar hålls till ≤0,01 mm utlopp och kan levereras i gnistfri legering. Snäv utlopp håller rotorn centrerad så att inget skaver, vilket är det som förhindrar värme och gnistor som betyget finns för att undvika.
Skicka koaxialiteten, balansgraden och gränssnittet du behöver. Guanshuo slipar och balanserar internt, så siffrorna på din ritning är siffrorna som mäts. Eller nå teamet påkontaktsida.
