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滑台产品说明会 Suruga 目录 1 自动化概述 5min自动化概述自动滑台概念2 滑台基本原理 20min3 自动滑台电气基础知识 15min4 Suruga自动滑台 10min自动滑台产品分类直动滑台 KXT系列 KHE系列 KXG系列 KXL系列 PG系列 KXC系列 KS102系列 KXS系列角度滑台 KGB系列 KGW系列旋转滑台 KRE系列 KRB系列 KRW系列5 滑台Spec 60minSpec介绍滑台选型6 自动滑台控制 20min驱动步进马达控制器DS102步进马达驱动器控制构成图7 Suruga滑台使用案例 30min 招工困难人工费上涨生产效率提高劳动关系问题 1 自动化概述 100人8小时1000个产品 4 5人4小时1000个产品 以前的生产方式 自动化改善 趋势 人工费低廉劳动力丰富生产简单 面临的问题 滑台概念 何谓自动滑台 由驱动电机 步进或伺服 传送机构滚珠丝杆 蜗轮 导向机构导轨和轴承组成 配合光电传感器以 m为单位进行精确控制的产品 自动滑台的基本构成如下 何谓滑台 定位方式 PTP Point to Point 方式 运送工件到任意位置的产品 手 自动方式 对所有坐标 直线XYZ方向 旋转 x y z方向 进行高精度定位的装置 自动滑台 自动滑台案例 2 滑台基本原理 驱动机构 齿轮齿条 千分尺 驱动螺纹 滚珠丝杆 蜗轮蜗杆 SM 正弦运动方式 同步带机构 导轨构造 交叉滚柱导轨 直线滚珠导轨 直线导轨 直线轴承 其他部件 联轴器 轴承 齿轮齿条 齿轮的一种 利用齿轮旋转力转换为齿条直线运动的一种组合方式 齿轮 直径较小的原型齿轮 齿条 平板状的杆上切出齿的齿轮 Suruga滑台 在水平面Z轴燕尾槽式滑台中使用 B07系列 一般用于手动滑台 齿条 驱动机构 齿轮齿条 齿轮 千分尺使用例 千分尺 采用精密螺纹机构 利用螺纹的回转角度转换为的位移量的手携式通用工具 一般用于手动滑台 长度测量工具 千分尺 千分尺中螺纹部分 Suruga中 滑台位置调整时使用 交叉滚柱滑台及直线滚珠滑台正在使用千分尺 千分尺 千分尺读取方法下图的数值 12 43 驱动机构 千分尺 9 驱动螺纹是螺纹与螺母组合使用 利用螺纹旋转转换为螺母直线运动的组合 一般用于手动滑台 2种运动类型 螺母固定 螺纹旋转方式 螺纹固定螺母移动方式 而且 利用几种螺纹形状区分使用 原理相同 驱动螺纹使用例 BSS16 60C1 驱动机构 驱动螺纹 利用旋转运动转换为直线运动的机械要素的驱动螺纹 滚珠丝杆 雄螺纹的山与雌螺纹的谷之间 放入滚珠 滚珠和螺纹面的滑动运动转换为接触运动 与驱动螺纹比较 更小的扭矩即可实现旋转 Suruga所有直线自动滑台都是用滚珠丝杆 滚珠丝杆使用例 KXS18200 N5 J 驱动机构 滚珠丝杆 蜗轮蜗杆机构 圆柱上切出螺旋状齿的蜗杆 在圆盘侧面切出与蜗杆啮合的圆弧状齿的蜗轮的组合机构 Suruga滑台中 旋转滑台和角度滑台使用此机构 驱动机构 蜗轮蜗杆 SM 正弦运动方式 构造的特征特征 利用滚珠丝杆 轴承的旋转构成旋转机构 能够大幅降低摩擦阻抗 高耐久性高速駆動 加減速性能向上 齿侧间隙 0 驱动机构 同步带使用例 KS421 60 同步带机构 同步带上的齿与同步带轮齿啮合传动的组合机构 同步带机构 同步带使用例 KHE06008 驱动机构 交叉滚柱导轨 相互垂直的精密滚珠组合成滚柱支架 与设计好的2根90 V沟槽面组合使用 形成有限的直线导轨机构 2列滚柱导轨平行组装后在滑台中使用 交叉滚柱使用例 B11 60C 导轨机构 交叉滚柱导轨 A A 无限滚珠导轨例 KXL06100 直线滚珠导轨 在滑台上下面加工出双圆弧沟槽的导轨一体型的直线导轨机构 有限滚珠导轨例 PG615 滚珠 滚珠 骏河独有的机构中 有3个优点 部品数变少 成本降低滑台变得更薄有限轨道 无限限轨道都成为可能 导轨机构 直线滚珠导轨 直线导轨 轨道和循环滚珠组成的无限直线运动导轨机构 导轨机构 直线导轨 17 直线轴承 滚珠与圆柱轴组合使用 组成无限直线运动导轨机构 轴 保持套 密封圈 外筒 直线轴承的使用例 KXB12200 缺点 轴变长时 弯曲的可能性变高 导轨机构 联轴器 轴与轴连接用的部品 滑台中 自动滑台的马达与滚珠丝杆连接用 联轴器的2个优点 联轴器吸收轴与轴之间的偏差偏角 非线性 平行误差偏芯 轴与轴中心线偏差轴向间隙 轴与轴间隙过大或过小过负载的场合 联轴器损坏 防止对滑台造成损坏 其他部件 联轴器 轴承 用于确定旋转轴与其他零件相对运动位置 起支承或导向作用的零部件 滑台中 使用滚珠或滚针的回转轴承 用来支撑滚珠丝杆或作为旋转滑台的导轨机构 其他部件 轴承 3 自动滑台电气基础知识 标准马达五相步进马达 PMM33BH2特征 小型 价格便宜 开环的原因 控制方便而且价格便宜 但是一旦脱调 无法确定位置 高扭矩马达 选用 五相步进马达 PK525HPB 东方马达 特征 与标准马达相比高扭矩高分辨率马达 选用 五相步进马达 PK525HPMB 东方马达 特征特徴 相对于标准马达基本步进角0 72 pulse 高分辨率马达0 36 pulse的分辨率 伺服马达 选用 伺服马达 HF KP053 三菱 特征特徴 步进马达相比 高速运转时能够高扭矩旋转 装载编码器 闭环控制读取位置信息 马达种类 基础知识 步进马达Suruga自动滑台标准配置的马达 按照脉冲信号进行动作的马达1个脉冲相应的旋转角度称为基本步进角 一般的基本步进角为0 72 基本步进角为0 36 的马达也有 电流流过定子线圈 产生磁场 磁场会带动转子旋转一定角度 过负载时会脱调 步进马达外观 选用步进马达的原因 使用方便 控制简单 成本低 五相步进马达 AC伺服马达 CAVE X PG等系列滑台马达选型时可选择的马达 为了实现灵敏 高精度的动作 不断确认自身的工作状态 是否与指令发生偏差的反馈动作 与步进马达相比 控制上困难 必须设定的参数较多 与步进马达相比 高速性上更优秀 不会出现步进马达那样的脱调 伺服马达 马达的区分使用 根据各种马达的特性区分使用 简单总结如下 步进马达 控制简单 成本低骏河的控制器能够驱动 步进马达 稍微有点贵 但是不会脱调 AC伺服马达 虽然控制困难 但是能够高速驱动 马达选用 LS Limitsensor 滑台行程端配置了 CW CCW 用于行程限位 ORG Originsensor 在滑台中间配置 用于滑台固有的出厂原点 基准 的定位 原点复归 开环控制的滑台 没有位置信息反馈 控制系统必须获取位置信息 电源OFF后 控制系统的位置信息会清零 必须使滑台从固有的位置作为基准开始动作 这个基准位置称为原点 滑台回到原点位置的动作称为原点复归 原点复归方法 自动滑台根据型号区别 传感器数量 位置 接线方法都是不同的 光电传感器 1 开环控制 SteppingMotor PulseMotor 使用的控制方式 2 半闭环控制 SERVOMotor StepMotor使用的控制方式 3 闭环控制 用传感器直接反馈滑台面变位的控制方式 滑台代表性控制方式 产品概述 4 Suruga滑台介绍 采用钢材及导轨整体型结构 实现小型化和高刚性 直线滚珠导轨滑台构造材质 钢 无电解镀镍处理高耐负载 是铝制交叉滚柱滑台的2 4倍薄型 比铝制交叉滚柱滑台厚度降低30 经济型 比铝制交叉滚柱滑台便宜50 价格方面有优势 直动滑台 KXT系列 采用导轨整体型结构及同步齿形带方式 实现小型筐体 水平面Z轴滑台构造材质 钢 无电解镀镍处理体积小巧 使用同步带传动方式 节省空间经济型 比楔型Z轴滑台便宜47 KHE系列 直动滑台 传感器内置 实现小型化 导轨采用连体式结构 移动精度优良材质 钢 无电解镀镍处理高刚性 直动滑台 KXG KXL系列 顶板 底板和导轨部成为一体 实现了 薄型 高刚性 经济型 薄型导轨一体结构 无需紧固螺栓 实现了薄型化高刚性连接零件少 不锈钢材质 实现了低厚度高刚性高精度将导轨直接安装在筐体上 直接驱动性能及上下面的平行度高经济型采用独特的生产方式 大幅降低了成本 直动滑台 PG系列 主体材质采用铝 实现了 轻量 小型 和 高精度 轻量筐体采用铝合金材质 重量轻 小型光电传感器嵌入滑台筐体 没有不必要的突出物 可左右任意使用 高精度薄型滚轮与V型槽滑轨呈线接触 可实现高刚性 另外 几乎无刚性滑动 摩擦小 微进给性能优异 直动滑台 KXC系列 移动导轨采用交叉滚柱 并采用了蜗轮机构的高精度测角仪滑台 尺寸 旋转中心高度种类丰富 可从中选出最合适的滑台 角度滑台 KGW系列 正弦运动测角仪滑台 滚珠丝杆型 在滑台面的中央垂直线上带旋转中心的圆弧驱动滑台为使用滚珠丝杠的高精度测角仪滑台 最适合于用在调节反复驱动微小角度 高耐久性规格考虑到如以微小角度持续反复驱动 则涡轮型会因磨损而产生反冲间隙 移动机构从涡轮涡杆 滑动 变成滚珠丝杠 滚动 实现了 高耐久性 加减速性能的提高相对于涡轮涡杆摩擦较 滑动阻力 小 可以顺利启动 加速 反冲间隙减小通过在机构要素中使用预压件实现了 反冲间隙几乎为零 角度滑台 KGB系列 采用独创的紧凑型设计 实现薄而轻的特点 薄型 比现有旋转滑台厚度降低20 轻量 比现有旋转滑台减轻10 经济型 比现有旋转滑台便宜24 旋转滑台 KRE系列 涡轮涡杆式旋转滑台 最适用于需高精度 广域角度的定位以及360 连续运行时使用的旋转滑台 通孔型适用于布设电缆及旋转偏光元件等 旋转滑台 KRW系列 滚珠丝杠类型进行旋转运动的正弦运动滑台 针对微小角度的重复定位 高耐久性规格 考虑到如以微小角度持续反复驱动 则涡轮型会因磨损而产生反冲间隙 移动机构从涡轮 滑动 变成滚珠丝杠 滚动 实现了 高耐久性 加减速性能的提高 相对于涡轮摩擦 滑动阻力 较小 可以顺利启动 加速 反冲间隙减小 通过在机构要素中使用预压件实现 反冲间隙几乎为零 旋转滑台 KRB系列 滑台选型 精度 行程 滑台选型 承载 行程 滑台选型 滑台选型 滑台选型 选型例 选型顺序 1 确认轴的运动方式 直线 旋转 角度2 根据行程 确认符合要求的型号 以X轴为例 直线运动 只有KXL06系列满足行程要求 以 轴为例 360 旋转 KRE06系列 KRW06系列都可满足要求 3 根据价格因素决定最终型号 以Z轴为例 直线运动 行程10mm 负载1Kg KXT06系列 KXL06系列 KXG06系列都可以满足 再考虑价格因素 最终选择KXT06系列 以 轴为例 再考虑价格因素 最终选择KRE06系列 驱动步进马达 以下是步进马达动作时的基本构成 一般情况下 步进马达动作时 控制器 驱动器是必须的 5 Suruga自动滑台控制 controller控制步进马达速度及回转量发出pulse指令的出力装置 driver按照pulse指令提供电力给步进马达 控制器DS102 DS102 5 Suruga自动滑台控制 步进马达驱动器 使用DS102能够简单的操作 但是客户根据用途 使用驱动器控制的场合也是很多的 例如 已经持有控制器 使用PLC ProgrammableLogicController 控制 除了滑台 同时控制其他机器 基本构成 5 Suruga自动滑台控制 PLC 控制构成图 5 Suruga自动滑台控制 6 Spec介绍 移动量 表示从滑台面的CW限位到CCW限位的距离 刊载在轨迹图中行程中心的位置 滑台面 表示滑台面 移动面 的大小 以宽度 长度表示 进给丝杠 滚珠丝杠 表示进给丝杠的尺寸 丝杠导程 导轨 表示导轨的种类 主材质 表面处理 表示构成滑台表面及壳体的材质和表面处理 自重 表示产品的重量 不含电缆重量 分辨率 理论上的最小变位量 在自动滑台中 由马达的基本步进角以及滚珠丝杆的导程决定 自动滑台分辨率的计算方法例XMSG413马达的基本步进角0 72 全步进时 1个脉冲转动的角度 滚珠丝杆导程1 360 0 72 500 马达旋转1周所需的脉冲数 1 mm 500 0 002 mm 2 m 分辨率 分辨率 6 Spec介绍 最大速度 是指放置最大负载时 使用本公司控制器在全步进设置下可驱动的速度 单向定位精度 测量设备 激光干涉测长仪 Suruga规定从基准点 行程端 沿一方向以一定间隔依次进行定位 在总行程内测量 计算各定位点上的实测值 从基准点到实际移动后的位置 与理论值 指定应该移动到的位置 之差 将最大差值作为单向定位精度 PG615实测例从从行程端0开始 以行程 15mm 的1 10 測定間隔 1 5mm 移动滑台进行测量 规格值6 m以内测定结果2 134 m判定OK 简而言之表示 滑台间隔移动的同时全行程测试 产生偏差的可能性 的值 6 Spec介绍 重复定位定位精度 测量设备 激光干涉测长仪 Suruga规定从基准位置沿同一方向向任意1点反复定位7次 测量停止位置的偏移量 计算出最大偏移差的1 2 在计算所得数据前方加上 符号 就是重复定位精度 在行程中央部和两端这3点进行该测量 将3点中计算出的最大值 作为重复定位精度 6 Spec介绍 耐负载滑台面的中央部可承受的最大负载可以以最大速度驱动的数值Z电源OFF时 要注意滑台面会掉落 如要防止掉落 推荐带电磁制动器的马达轴滑台的耐负载标示为 耐负载 励磁时 6 Spec介绍 力矩刚性 测量设备 自动准直仪 Suruga规定 JIS规格JISB6201 相对于滑台表面 沿上下摆动 左右摆动 轴向转动各方向施加力矩负载时 以滑台移动面为中心的每1N cm的位移角 sec 作为力矩刚性 轴向转动力矩刚性的测定例在滑台上方设置工件 在偏离滑台中心的位置加载力矩负载 这个时候测定滑台的倾斜角度 这个结果按照 N cm的角度进行换算 计算例 PG615轴向转动的场合 L 100mm5kg的负载 PG615轴向转动的力矩刚性0 03 求倾斜角度负载换算成牛顿单位5x9 8x10 490N cm0