सीएनसी मशीन टूल्स के लिए बॉल स्क्रू लीनियर स्लाइड: एक्स, वाई और जेड एक्सिस आवश्यकताएँ कैसे भिन्न होती हैं

जब सीएनसी मशीन निर्माता किसी नई मशीन के लिए बॉल स्क्रू और रैखिक गाइड प्राप्त करते हैं, तो डिफ़ॉल्ट दृष्टिकोण सभी अक्षों - समान व्यास, समान लीड, समान नट प्रकार पर समान विनिर्देश लागू करना होता है। यह खरीद को सरल बनाता है, प्रबंधन के लिए भाग संख्याओं की संख्या कम करता है, और रूढ़िवादी लगता है।

व्यवहार में, यह अक्सर गलत दृष्टिकोण होता है।

सीएनसी मशीन के एक्स, वाई और जेड अक्ष मौलिक रूप से अलग-अलग परिस्थितियों में काम करते हैं। एक्स अक्ष उच्चतम गति पर सबसे लंबे स्ट्रोक को कवर करता है। Y अक्ष स्पिंडल असेंबली का संयुक्त भार वहन करता है और निरंतर क्रॉस कटिंग भार के तहत चलता है। Z अक्ष गुरुत्वाकर्षण के विरुद्ध लंबवत रूप से काम करता है, बिजली कटौती होने पर इसे अपनी स्थिति बनाए रखनी चाहिए, और क्षैतिज अक्ष की तुलना में छोटे, सख्त पेंच की आवश्यकता होती है। तीनों के लिए समान बॉल स्क्रू विनिर्देशन का उपयोग करने का अर्थ है या तो तीसरे की सुरक्षा के लिए दो अक्षों को अधिक से अधिक निर्दिष्ट करना, या दूसरों पर लागत बचाने के लिए सबसे अधिक मांग वाले अक्ष को कम से कम निर्दिष्ट करना।

इस लेख में बताया गया है कि बॉल स्क्रू लीनियर स्लाइड से प्रत्येक अक्ष को वास्तव में क्या चाहिए, स्क्रू श्रृंखला का मिलान कैसे करें और स्थितियों के प्रत्येक सेट को कैसे आगे बढ़ाएं, और जहां ओईएम मशीन बिल्डरों को अक्सर विनिर्देश गलत मिलते हैं।

प्रत्येक सीएनसी एक्सिस की अलग-अलग बॉल स्क्रू आवश्यकताएँ क्यों होती हैं?

बॉल स्क्रू लीनियर स्लाइड सिर्फ एक ड्राइव मैकेनिज्म नहीं है। यह प्रमुख घटकों में से एक है जो प्रभावित करता है कि धुरी की स्थिति कितनी सटीक है, यह कितनी तेजी से आगे बढ़ सकती है, यह कितना जोर उत्पन्न कर सकती है और यह मशीन के कर्तव्य चक्र के तहत कितने समय तक चलती है। इनमें से प्रत्येक पैरामीटर अक्ष ज्यामिति और लोड स्थितियों - द्वारा निर्धारित किया गया है, न कि किसी एकल सार्वभौमिक विनिर्देश द्वारा।

तीन कारक सीएनसी अक्षों के बीच महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होते हैं और सीधे बॉल स्क्रू विनिर्देश को संचालित करते हैं:

एक्स एक्सिस: लंबा स्ट्रोक, उच्च गति, अधिकतम यात्रा दक्षता

अधिकांश सीएनसी राउटर, गैन्ट्री मशीनों और मशीनिंग केंद्रों पर, एक्स अक्ष प्राथमिक ट्रैवर्स अक्ष - है, जो कटों के बीच तेजी से ट्रैवर्स चालों में मशीन की पूरी कामकाजी चौड़ाई को कवर करने के लिए जिम्मेदार है। इसमें आम तौर पर सबसे लंबा स्ट्रोक होता है, यह उच्चतम गति से चलता है, और तीव्र गति के दौरान अपेक्षाकृत हल्के भार पर संचालित होता है।

एक्स अक्ष बॉल स्क्रू रैखिक स्लाइड से क्या मांग करता है

पहले गति.एक्स अक्ष तीव्र ट्रैवर्स गति न्यूनतम लीड निर्धारित करती है। 3,000 आरपीएम पर चलने वाली सर्वो मोटर के लिए, 30 मीटर/मिनट, या 500 मिमी/सेकंड प्राप्त करने के लिए आवश्यक लीड है: 500 मिमी/सेकंड × 60 ÷ 3,000 आरपीएम=10मिमी। एक ही मोटर पर 60 मीटर/मिनट की गति प्राप्त करने के लिए 20 मिमी लीड की आवश्यकता होती है। अधिकांश सीएनसी राउटर एक्स एक्स मशीन के आकार और गति की आवश्यकता के आधार पर 10 मिमी और 20 मिमी के बीच चलते हैं। जब गति की आवश्यकता मोटर के अधिकतम आरपीएम पर 20 मिमी लीड एसएफयू द्वारा प्रदान की जा सकने वाली गति से अधिक हो जाती है, तो 25 मिमी, 32 मिमी, 40 मिमी और उससे अधिक की लीड के साथ एसएफई बड़ी - लीड श्रृंखला - सही कदम है।

महत्वपूर्ण गति के लिए शाफ्ट व्यास.2,000 मिमी स्ट्रोक एक्स अक्ष पर, स्क्रू शाफ्ट की असमर्थित लंबाई समर्थन बीयरिंगों के बीच 2,200-2,400 मिमी तक पहुंच सकती है। इस लंबाई पर, समर्थन कॉन्फ़िगरेशन, सुरक्षा कारक और स्क्रू संरचना के आधार पर, आवश्यक तीव्र ट्रैवर्स आरपीएम तक पहुंचने से पहले 20 मिमी व्यास वाला शाफ्ट महत्वपूर्ण गति से सीमित हो सकता है। कई लंबी स्ट्रोक सीएनसी कुल्हाड़ियों में, 32 मिमी या 40 मिमी व्यास वाले स्क्रू का चयन मुख्य रूप से ऑपरेटिंग रेंज - से ऊपर महत्वपूर्ण गति को बनाए रखने के लिए किया जाता है, इसलिए नहीं कि लोड के लिए इसकी आवश्यकता होती है।

रोल्ड C7 आमतौर पर सही परिशुद्धता ग्रेड है।वुडवर्किंग राउटर और सामान्य फैब्रिकेशन मशीनों के लिए, आवश्यक स्थिति सटीकता मध्यम होने पर रोल्ड सी7 बॉल स्क्रू अक्सर पर्याप्त होते हैं। अंतिम मशीन की सटीकता माउंटिंग, बैकलैश, थर्मल विस्तार, गाइड कठोरता और नियंत्रण मुआवजे पर भी निर्भर करती है - स्क्रू ग्रेड कई कारकों में से एक है।

वाई अक्ष: मध्यम स्ट्रोक, संयुक्त लोडिंग, संरचनात्मक कठोरता

कई सीएनसी राउटर और गैन्ट्री स्टाइल मशीनों में, Y अक्ष स्पिंडल मोटर, Z अक्ष असेंबली और अक्सर गैन्ट्री क्रॉसबीम या सैडल को ले जाता है। यह एक्स अक्ष के लंबवत चलता है, आमतौर पर एक्स की तुलना में कम गति पर लेकिन काफी अधिक भार के तहत - क्योंकि वाई गाड़ी पर लगी हर चीज का द्रव्यमान त्वरण और मंदी के दौरान आवश्यक अक्षीय बल में जुड़ जाता है।

Y अक्ष बॉल स्क्रू रैखिक स्लाइड से क्या मांग करता है

एक्स की तुलना में अधिक जोर की आवश्यकता।यदि Z-अक्ष असेंबली और स्पिंडल का वजन एक साथ 80 किलोग्राम है, और मशीन 0.3g पर गति करती है, तो किसी भी काटने वाले बल को जोड़ने से पहले Y अक्ष को त्वरण के लिए 80 × 9.8 × 0.3=235N का जोर उत्पन्न करना होगा। बॉल स्क्रू का आकार समतुल्य अक्षीय भार के लिए होना चाहिए, जिसमें पर्याप्त सीए सुरक्षा मार्जिन के साथ स्क्रू दिशा में त्वरण बल और काटने वाले बल घटक शामिल हों।

क्षण भार प्रबंधन.जब स्पिंडल Y अक्ष केंद्र रेखा से ऑफसेट बिंदु पर कट रहा है, तो प्रतिक्रिया बल Y कैरिज पर एक क्षण भार बनाता है। यह क्षण रैखिक गाइडों द्वारा वहन किया जाता है, न कि बॉल स्क्रू द्वारा। ऑफसेट कटिंग बलों से मोमेंट लोड की गणना रैखिक गाइड और कैरिज ब्लॉकों के लिए अलग से की जानी चाहिए - गाइड विनिर्देश, जिसमें रेल की चौड़ाई, ब्लॉकों की संख्या और प्रीलोड क्लास शामिल है, को वाई अक्ष ज्यामिति द्वारा उत्पन्न किए जा सकने वाले अधिकतम मोमेंट से मेल खाना चाहिए। बॉल स्क्रू को सही ढंग से निर्दिष्ट करते समय {{4}के अंतर्गत Y{5}अक्ष गाइड को निर्दिष्ट करना एक सामान्य डिज़ाइन त्रुटि है जो समय से पहले गाइड घिसाव और सटीकता की हानि उत्पन्न करती है।

संतुलित गति और जोर के लिए मध्यम लीड।Y अक्ष को X अक्ष के बड़े लीड की आवश्यकता नहीं है क्योंकि यह कम तीव्र गति पर छोटे स्ट्रोक को कवर करता है। 10 मिमी लीड अधिकांश सीएनसी राउटर और मशीनिंग केंद्र वाई अक्षों के लिए गति और जोर के बीच एक उचित संतुलन प्रदान करता है। 200 किलोग्राम से अधिक वजन उठाने वाली भारी ड्यूटी मशीनों पर, मोटर के रेटेड टॉर्क पर पर्याप्त जोर प्रदान करने के लिए बड़े व्यास वाले स्क्रू के साथ 5 मिमी लीड की आवश्यकता हो सकती है।

जेड एक्सिस: शॉर्ट स्ट्रोक, वर्टिकल लोड, बैक-ड्राइव जोखिम

Z अक्ष तीनों में से यांत्रिक रूप से सबसे भिन्न है। यह लंबवत रूप से चलता है, लगातार नीचे की ओर भार वहन करता है, स्पिंडल का भार, हर समय, एक छोटे स्ट्रोक पर संचालित होता है, और जब सर्वो ड्राइव डी - सक्रिय हो तो इसे विश्वसनीय रूप से स्थिति बनाए रखनी चाहिए। ये आवश्यकताएं एक बॉल स्क्रू विनिर्देश की ओर इशारा करती हैं जो लगभग हर मामले में एक्स अक्ष के विपरीत है।

Z अक्ष बॉल स्क्रू रैखिक स्लाइड से क्या मांग करता है

पीठ के निचले हिस्से की ड्राइव प्रवृत्ति और उच्च जोर के लिए छोटी लीड।एक छोटा लीड मोटर को अधिक यांत्रिक लाभ देता है और स्पिंडल भार के तहत Z अक्ष की पीछे की ओर ड्राइव करने की प्रवृत्ति को कम करता है। हालाँकि, बॉल स्क्रू को स्वयं लॉकिंग मैकेनिज्म के रूप में नहीं माना जाना चाहिए बॉल स्क्रू में उच्च यांत्रिक दक्षता होती है, जिसका अर्थ है कि वे पारंपरिक लीड स्क्रू की तुलना में बैक {{4} ड्राइविंग के लिए अधिक संवेदनशील होते हैं। दिया गया Z अक्ष ड्राइव को वापस करेगा या नहीं, यह लीड, लोड, स्क्रू दक्षता, स्नेहन की स्थिति पर निर्भर करता है, और क्या सर्वो ड्राइव स्थिर होने पर टॉर्क को बनाए रखता है।

सीएनसी जेड अक्षों के लिए 5 मिमी लीड मानक है। यह मोटर के रेटेड टॉर्क से पर्याप्त थ्रस्ट प्रदान करता है और इसमें शामिल गति पर Dm·N मान को ऑपरेटिंग रेंज के भीतर रखता है। लेकिन केवल लीड इसकी गारंटी नहीं देता कि बिजली कटने पर स्पिंडल नीचे नहीं उतरेगा।

मोटर ब्रेक या काउंटरबैलेंस अक्सर आवश्यक होता है।ऊर्ध्वाधर सीएनसी अक्षों के लिए, एक मोटर ब्रेक या काउंटरबैलेंस पर विचार किया जाना चाहिए जब भी अनियंत्रित वंश सुरक्षा, उपकरण या वर्कपीस जोखिम पैदा कर सकता है। एक व्यावहारिक संदर्भ के रूप में, लगभग 15-20 किलोग्राम या उससे ऊपर के Z-{1}}अक्ष स्पिंडल असेंबलियों को आम तौर पर ब्रेक या काउंटरबैलेंस आवश्यकताओं के लिए जांचा जाना चाहिए - लेकिन वास्तविक सीमा लीड, स्क्रू दक्षता, घर्षण और ड्राइव व्यवहार पर निर्भर करती है, और इसे एक निश्चित नियम के रूप में लागू करने के बजाय प्रत्येक डिज़ाइन के लिए मूल्यांकन किया जाना चाहिए।

शॉर्ट शाफ्ट का मतलब कठोरता है, गंभीर गति नहीं।AZ-अक्ष स्क्रू शाफ्ट आमतौर पर 300-600 मिमी लंबा होता है। इस लंबाई पर, क्रांतिक गति आमतौर पर छोटे व्यास पर भी सीमित कारक नहीं होती है। व्यास का चयन धुरी भार के तहत भार क्षमता, सीए और शाफ्ट विक्षेपण द्वारा संचालित होता है। 16 मिमी या 20 मिमी व्यास वाला शाफ्ट अधिकांश सीएनसी राउटर Z अक्षों को कवर करता है; भारी स्पिंडल वाले मशीनिंग केंद्रों को 25 मिमी की आवश्यकता हो सकती है।

सटीक मशीनिंग के लिए डबल नट।सीएनसी मशीनिंग केंद्रों पर जहां Z अक्ष कट की गहराई को नियंत्रित करता है, Z अक्ष में बैकलैश सीधे सतह खत्म और आयामी सटीकता को प्रभावित करता है। एक DFU डबल-नट डिज़ाइन अक्षीय प्रतिक्रिया को कम करने और कठोरता में सुधार करने में मदद करता है। सीएनसी राउटर पर जहां गहराई सहनशीलता ±0.1 मिमी है, एक मानक एसएफयू सिंगल {{4}नट जेड अक्ष पर्याप्त है।

जगह की कमी के लिए कॉम्पैक्ट रैखिक गाइड।Z अक्ष में आमतौर पर सबसे अधिक सीमित स्थापना स्थान होता है। एक संकीर्ण रैखिक गाइड, जैसे कि DLY की HD श्रृंखला से HDR15 या HDR20, दो ब्लॉक के साथ विशिष्ट है। पर्याप्त गतिशील लोड मार्जिन के साथ, गाइड का आकार स्पिंडल प्लस कैरिज और स्पिंडल में किसी भी उपकरण के संयुक्त वजन को ले जाने के लिए होना चाहिए।

एक्सिस द्वारा सामान्य विशिष्टता गलतियाँ

एक्स, वाई, जेड एक्सिस विशिष्टता सारांश

सीएनसी एक्सिस के लिए बॉल स्क्रू और लीनियर गाइड की सोर्सिंग

मात्रा के आधार पर घटकों की सोर्सिंग करने वाले ओईएम सीएनसी मशीन बिल्डरों के लिए, विनिर्देशन के बाद व्यावहारिक विचार बैचों में एकरूपता है। एक पेंच जो सीए को पूरा करता है और पहले क्रम पर सटीकता का नेतृत्व करता है उसे दसवें क्रम पर समान विनिर्देश को पूरा करना होगा। गेंद के व्यास, प्रीलोड, या लीड त्रुटि - में बैचों के बीच भिन्नता ऐसी मशीनों का उत्पादन करती है जो समान भाग संख्याओं का उपयोग करने के बावजूद अलग-अलग प्रदर्शन करती हैं, जो गुणवत्ता नियंत्रण और बिक्री के बाद की समस्याएं पैदा करती हैं।

डीएलवाई बनाती हैएसएफयू सिंगल-नटऔरडीएफयू डबल-नट12 मिमी से 80 मिमी के व्यास में बॉल स्क्रू, 4 मिमी से 20 मिमी तक लीड के साथ, C7 रोल्ड और C5/C3 ग्राउंड प्रिसिजन ग्रेड में। 20 मिमी से अधिक लीड की आवश्यकता वाले उच्च -स्पीड एक्स अक्ष अनुप्रयोगों के लिएएसएफई बड़ी-लीड श्रृंखला25 मिमी, 32 मिमी, 40 मिमी, 50 मिमी और 64 मिमी के लीड को कवर करता है। सामान्य सीएनसी अनुप्रयोगों के लिए एचडी श्रृंखला, एचडीआर 15 से एचडीआर 65 तक रैखिक दिशानिर्देश उपलब्ध हैं, कम प्रोफ़ाइल और उच्च गति अनुप्रयोगों के लिए ईडी श्रृंखला, ईडीआर 15 से ईडीआर 30 और भारी लोड, उच्च कठोरता आवश्यकताओं के लिए आरडी रोलर श्रृंखला, आरडीआर 15 से आरडीआर 65 तक उपलब्ध हैं। सभी श्रृंखलाएं मानक और उच्च सटीकता ग्रेड में उपलब्ध हैं और पूछताछ चरण में लीड समय की पुष्टि के साथ बैच ऑर्डर का समर्थन करती हैं।

ऑर्डर करने से पहले अपने सीएनसी एक्सिस विशिष्टता की पुष्टि करें

यदि आप एक नई सीएनसी मशीन डिजाइन के लिए बॉल स्क्रू और लीनियर गाइड निर्दिष्ट कर रहे हैं, या किसी मौजूदा मशीन पर घटकों को बदल रहे हैं, तो डीएलवाई की इंजीनियरिंग टीम आपके अक्ष मापदंडों की समीक्षा कर सकती है और प्रत्येक अक्ष के लिए सही स्क्रू श्रृंखला, व्यास, लीड और गाइड विनिर्देश की पुष्टि कर सकती है।

बैच मूल्य निर्धारण और लीड समय की पुष्टि तकनीकी विनिर्देश के साथ ही की जाती है।