Une platine linéaire à axe unique déplace une charge dans une direction contrôlée, tandis qu'un système de mouvement linéaire multi-axes combine deux axes ou plus pour positionner la charge dans un plan ou un espace tridimensionnel. La différence ne réside pas simplement dans le nombre de modules linéaires. Les équipements multi-axes nécessitent également un contrôle coordonné, une rigidité structurelle suffisante, une gestion des câbles et un examen attentif des erreurs de positionnement accumulées.
Pour les acheteurs, la question pratique est de savoir si l'application nécessite un seul mouvement indépendant ou un positionnement coordonné dans les directions X, Y et Z. Ce guide compare les principales structures du système et explique quelles informations doivent être confirmées avant la sélection.
La différence fondamentale
UNplatine linéaire à axe uniqueproduit un mouvement contrôlé le long d’un chemin droit. Selon sa direction d'installation, ce chemin peut être décrit comme l'axe X, Y ou Z. Une platine à axe unique peut être utilisée pour alimenter, pousser, soulever, positionner, distribuer ou transférer une pièce.
UNsystème de mouvement linéaire multi-axesest un assemblage de deux ou plusieurs axes de mouvement. Les axes sont montés ensemble de manière à ce que l'outil final, le dispositif ou la pièce à usiner puisse atteindre différentes positions dans une zone de travail bidimensionnelle ou tridimensionnelle.
En d’autres termes, un système multi-axes n’est normalement pas un type de module linéaire complètement différent. Il s'agit d'une structure de mouvement créée en combinant des axes convenablement sélectionnés avec des plaques de montage, des moteurs, des capteurs, des câbles et un contrôleur de mouvement.
Système de mouvement linéaire à axe unique ou multi-axes
| Comparaison | Platine à axe unique | Système multi-axes |
|---|---|---|
| Mouvement | Une direction linéaire | Deux ou plusieurs directions coordonnées |
| Structures typiques | Axe X, Y ou Z | XY, XZ, XYZ ou portique |
| Conception mécanique | Installation et alignement relativement simples | Nécessite un montage sur l'axe, des contrôles de rigidité et d'orthogonalité |
| Contrôle | Un moteur et un canal de mouvement | Plusieurs moteurs et contrôle de mouvement coordonné |
| Calcul de charge | La charge utile et les forces externes agissent sur une seule étape | Les axes inférieurs peuvent transporter la charge utile ainsi que les axes supérieurs, les moteurs et les outils |
| Précision | Affecté principalement par l'axe sélectionné et son installation | Également affecté par l'erreur de montage, la circularité et la déflexion structurelle |
| Coût du système | Coûts de composants et d’intégration inférieurs | Coûts mécaniques, électriques et de mise en service plus élevés |
| Applications typiques | Alimentation, pressage, levage et transfert linéaire | Distribution, inspection, pick-and-place et positionnement CNC |
Configurations multi-axes courantes
Système de mouvement linéaire XY
Un système XY déplace une charge sur un plan horizontal. Un axe est monté et porté par l'autre, de sorte que l'axe inférieur doit supporter la masse mobile de l'axe supérieur, du moteur, de la plaque de montage, de la pièce à usiner et de l'outillage. Les applications typiques incluent l'inspection, le marquage, la distribution et le positionnement des composants.
Système de mouvement linéaire XZ
Un système XZ combine déplacement horizontal et levage vertical. L'axe vertical nécessite une attention particulière car la gravité agit en permanence sur la charge. Le couple de maintien du moteur, le freinage, le risque de retour des vis à billes et la protection contre une chute incontrôlée doivent tous être pris en compte.
Système de mouvement linéaire XYZ
Un système XYZ peut positionner un outil ou une pièce en trois dimensions. Il convient aux tâches automatisées d’assemblage, de mesure, de distribution et de prélèvement et de placement. L'axe de base porte normalement la plus grande masse mobile totale, tandis que les axes supérieurs doivent rester suffisamment compacts pour réduire l'inertie et la déflexion structurelle.
Système de portique
Un système de portique supporte un axe transversal sur deux côtés et est souvent sélectionné pour une zone de travail plus large ou une charge qui crée un moment de renversement important. Si deux axes d'entraînement parallèles sont utilisés, ils doivent rester synchronisés pour éviter tout embrochage, grippage ou chargement inégal des guides.
Facteurs qui affectent la sélection du système de mouvement linéaire
1. Chemin de mouvement requis
Commencez par le processus réel plutôt que par le nombre d'axes souhaité. Un composant qui se déplace uniquement entre deux positions peut nécessiter un seul axe. Une tête de distribution qui doit couvrir une zone de travail plate nécessite normalement un mouvement XY, tandis qu'un processus qui nécessite également un levage ou un réglage de la profondeur peut nécessiter un mouvement XYZ.
2. Course efficace et espace d'installation
La course efficace est la course utilisable requise par l'application. Ce n'est pas la même chose que la longueur totale du module. De l'espace doit également être réservé pour le moteur, l'accouplement ou le réducteur, les capteurs, le passage des câbles et l'accès de maintenance.
3. Charge, force et moment
Ne sélectionnez pas un module uniquement en fonction du poids de la charge utile. Le calcul doit inclure l'outillage, les montages, les axes supérieurs, les moteurs, les forces d'accélération et les forces de processus. Une charge décalée crée des moments de tangage, de roulis ou de lacet qui peuvent surcharger les blocs de guidage même lorsque la charge utile totale semble acceptable.
4. Vitesse, accélération et temps de cycle
Une accélération élevée augmente la demande de couple moteur et la charge dynamique appliquée au module. Une structure d'axe supérieur plus légère peut être nécessaire pour un système multi-axes rapide. Lorsque l'application a une course longue ou une vitesse de déplacement élevée, la vitesse critique de la vis à billes, la disposition du support de vis et le type d'entraînement doivent également être vérifiés.
5. Précision et répétabilité du positionnement
La précision du positionnement décrit à quelle distance la scène atteint la coordonnée commandée. La répétabilité décrit la régularité avec laquelle il revient à la même position. Un système multi-axes doit en outre contrôler la circularité entre les axes, la précision de la surface de montage, la déflexion structurelle et l'erreur d'étalonnage.
Par conséquent, la sélection de plusieurs modules mono-axe précis ne garantit pas automatiquement la même précision au point central de l’outil après l’assemblage.
6. Environnement opérationnel
La poussière, les copeaux métalliques, les brouillards d'huile, l'humidité et d'autres contaminants affectent la structure de protection requise. Les modules ouverts permettent un accès plus facile, tandis que les modules semi-fermés ou fermés offrent une meilleure protection de la vis à billes et des composants de guidage. Les chaînes porte-câbles et la protection des capteurs doivent être planifiées dès la conception du système.
7. Moteur et méthode de contrôle
Une application à axe unique peut utiliser un agencement de commande pas à pas ou d'asservissement relativement simple. L'interpolation multi-axes coordonnée nécessite normalement un contrôleur de mouvement compatible, des entraînements adaptés et un retour correctement configuré. Le type de moteur, les dimensions de la bride, les exigences en matière de freinage et la disposition du codeur doivent être confirmés avant que l'interface mécanique ne soit finalisée.
Quelle structure convient à votre application ?
| Exigence de candidature | Structure possible | Principale préoccupation de sélection |
|---|---|---|
| Déplacer une pièce entre deux positions fixes | Axe unique | Exigences de course, de vitesse, de charge et de positionnement |
| Distribuer ou inspecter sur une surface plane | Système XY | Zone de travail, masse de l'axe supérieur et perpendiculaire de l'axe |
| Se déplacer horizontalement et soulever une charge | Système XZ | Charge verticale, frein de maintien et prévention des chutes |
| Positionner un outil dans un espace de travail 3D | Système XYZ | Charge accumulée, rigidité, contrôle et calibrage du système |
| Couvrir une grande portée ou transporter une charge décalée importante | Système de portique | Rigidité des traverses et axes parallèles synchronisés |
Informations requises pour la sélection du module linéaire
Pour sélectionner unmodule linéaire mono-axe ou multi-axes, fournissez les informations suivantes pour chaque axe :
- Disposition des axes requise : axe unique, XY, XZ, XYZ ou portique
- Course efficace de chaque axe
- Installation horizontale, verticale ou inclinée
- Masse mobile totale, y compris l'outillage et les axes supérieurs
- Emplacement du centre de charge et de toute charge suspendue
- Vitesse, accélération et temps de cycle requis
- Exigence de précision et de répétabilité du positionnement
- Type de moteur, puissance et dimensions des brides
- Environnement d'exploitation et boîtier requis
- Espace d'installation disponible
Fournir uniquement la course et la charge utile est souvent insuffisant pour un système multi-axes. Un dessin d'implantation montrant l'orientation de l'axe, la direction de montage et la position de la charge aide DLY à évaluer la structure avec plus de précision.
FAQ
Les modules linéaires à axe unique peuvent-ils être combinés dans un système XY ou XYZ ?
Oui. Toutefois, les modules ne doivent pas être sélectionnés indépendamment. L'axe inférieur doit être dimensionné pour la masse mobile combinée, et l'interface de montage, la rigidité, l'orientation du moteur, les capteurs et le routage des câbles doivent être planifiés pour l'ensemble complet.
Un système multi-axes a-t-il toujours besoin de servomoteurs ?
Non. Les moteurs pas à pas peuvent convenir à certaines tâches de positionnement à vitesse modérée. Les servomoteurs sont généralement préférés lorsque l'application nécessite une vitesse plus élevée, un retour en boucle fermée, une accélération plus rapide ou un mouvement coordonné plus exigeant. La décision doit être basée sur le profil de mouvement complet.
Quel axe doit être sélectionné en premier dans un système XYZ ?
Le processus de sélection doit commencer par l'outil mobile et l'axe le plus haut, puis travailler vers le bas. Chaque axe inférieur doit être recalculé après avoir ajouté la masse de tous les composants installés au-dessus.
La précision d'un système XYZ est-elle égale à la précision de chaque module ?
Pas nécessairement. La précision finale du point d'outil est également influencée par l'alignement des axes, la circularité, la précision de la surface de montage, la déflexion structurelle, la disposition du retour et l'étalonnage.
DLY fournit des modules linéaires à vis à billes et des platines de mouvement linéaire pour les applications mono-axes et multi-axes combinées. Envoyez-nous vos exigences en matière de disposition des axes, de course, de charge, de vitesse, de précision, de moteur et d'installation pour la sélection du modèle.
E-mail: dlyexport2@dlybearing.com|WhatsApp : +86 166 0578 8856
