Análisis técnico del paralelismo de la guía lineal
Primero, la definición y la naturaleza geométrica del paralelismo
El paralelismo de la guía lineal se refiere a dos (o más) rieles de guía en la instalación, su superficie guía en el plano horizontal (eje x) y el plano vertical (eje y) dentro de la desviación de la posición relativa, la esencia de la medición del riel guía entre el "error de paralelismo" del índice de precisión geométrica . especificadamente manifestada como manifestada como manifestada como manifiesta de paralelismo ".
Paralelismo horizontal (paralelismo lateral):Guía de la superficie de guía lateral del riel y la superficie de referencia en la dirección horizontal de la desviación paralela, la unidad suele ser μm/1000 mm;
Paralelismo vertical (paralelismo de altura):La superficie superior del riel de guía y la superficie de referencia en la dirección vertical de la desviación paralela, afectando el control deslizante que se ejecuta cuando la precisión del tono .
En segundo lugar, los estándares cuantitativos y los métodos cuantitativos del error de paralelismo
Nivel de precisión y rango de tolerancia
Guía de la serie Hiwin HG como ejemplo:
Ultra precisión (nivel ascendente): paralelismo menor o igual a 5 μm/1000 mm;
Precisión (nivel P): menor o igual a 10 μm/1000 mm;
Ordinario (nivel n): menor o igual a 20 μm/1000 mm .
Herramientas y procesos de inspección convencionales
Inspección del interferómetro láser:
Tome un riel guía como referencia, escaneo de haz láser a lo largo del riel de guía;
Medición del cambio de distancia entre otro riel de guía y el riel de guía de referencia, como el valor de desviación máximo dentro de 1000 mm de viaje .
Regla de precisión + Detección de micrómetro:
La regla a través de los dos rieles de guía, micrómetro deslizándose a lo largo de la regla, leyendo la cantidad de fluctuación que es el error de paralelismo (para detección de carrera corta) .
El impacto multidimensional del paralelismo en el rendimiento del sistema
Precisión guía y rectitud de movimiento
El paralelismo insuficiente hará que el control deslizante se ejecute con un "guiñada", por ejemplo:
Error de paralelismo de 10 μm/1000 mm, la desviación del deslizamiento lateral de 10 μm en un viaje de 1000 mm, lo que resulta en la cilindricidad del eje largo del matriz CNC excedido (E . G . φ 50 mm Desviación del diámetro del eje ＞ 0 . 01 mm).
Caso: una máquina de corte de poste de la batería de litio, debido al error de paralelismo del riel guía de 15 μm/1000 mm, el borde de la ondra de corte de poste de 1000 mm de largo alcanza 0 . 03 mm, excediendo con creces los requisitos del proceso (menos o igual a 0.01 mm), y después del reemplazo del riel de guía de grado ascendente, se reduce a 0.005 mm.
Distribución de carga y pérdida de vida
La desviación del paralelismo conducirá a una fuerza irregular sobre las bolas en el control deslizante:
Cuando el error del paralelismo del plano vertical es de 10 μm, la carga en el extremo frontal del control deslizante aumenta en un 25%, y el extremo posterior disminuye en un 15%, el estrés de contacto local excede el valor nominal en un 30%, que acelera el desgaste de la pista de cero .}
Datos experimentales:Después de una operación de 1000 km de guía de paralelismo de 10 μm/1000 mm, el área de espalda de fatiga de la pista de carreras es de 2 . 3 veces que la de la guía de 5 μm/1000 mm.
Ruido de vibración y características dinámicas
El error de paralelismo hace que el control deslizante funcione con la fuerza lateral periódica, que desencadena la vibración:
Un paralelismo de guía de la máquina de trasplante de alta velocidad 20 μm/1000 mm, a la velocidad de 80 m/min produce ruido de resonancia de 110 Hz (82dB), mientras que el paralelismo de ruido de 5 μm/1000 mm es de solo 65dB .}
Cuarto, la fuente de error de paralelismo y estrategia de control de instalación
error generado por los tres factores principales
Errores de mecanizado:guide rail installation base surface (such as aluminum or cast iron platform) flatness is not enough (such as the base surface flatness>20 μm/1000 mm);
Defectos del proceso de instalación: bolt pre-tensioning force is not uniform (such as neighboring bolts pre-tensioning force difference of>10%) resultando en la deformación del riel guía;
Impacto ambiental: temperature changes (such as temperature difference>5 grados) de modo que la expansión térmica del riel guía y la inconsistencia de contracción en frío . Guía de expansión térmica del riel e inconsistencia de contracción, 1000 mm Guía de acero La diferencia de temperatura del riel de 10 grados cuando la longitud cambia 11 μm .
Puntos de implementación de instalación de alta precisión
Pretratamiento de la superficie base:
con un molinillo para instalar el control de planitud de la superficie base a menos de o igual a 5 μm/1000 mm, rugosidad RA menor o igual a 1.6 μm;
Proceso de pre-tipcheo paso a paso:
primer 30% del par de torque nominal de todos los pernos;
micrómetro para monitorear el grado de paralelismo, sección por sección (cada 200 mm) será que el par de los pernos aumentara al 100%, para garantizar que la desviación del paralelismo sea menor o igual a 3 μm/1000 mm;
Temperatura Compensación de temperatura:
Controle la temperatura ambiente de 20 ± 1 grado durante la instalación de equipos de precisión e instale sensores de temperatura en ambos extremos del riel de guía para corregir el error de deformación térmica en tiempo real .
Cinco, un típico requisitos de paralelismo de la industria y selección de referencia
| Campos de aplicación | Tipo de dispositivo | Requisitos de paralelismo | Límite de tolerancia de error |
| Embalaje de semiconductores | Equipo de soldadura Flip | Menos de o igual a 3 μm/1000 mm | Guiñada cinemática menor o igual a ± 1 μm |
| Procesamiento óptico | Máquina de cortar láser | Menos de o igual a 5 μm/1000 mm | La desviación de la línea de corte menor o igual a ± 0.005 mm |
| Dispositivos médicos | Carro de escáner CT | Menos de o igual a 8 μm/1000 mm | La imagen compensada menos o igual a ± 0.01 mm |
| Fabricación de automóviles | Robot de soldadura corporal | Menos de o igual a 15 μm/1000 mm | La desviación de la junta de soldadura menos o igual a ± 0.05 mm |
| Transporte logístico | Línea de clasificación de alta velocidad | Menos de o igual a 25 μm/1000 mm | La desviación de la posición de clasificación menor o igual a ± 1 mm |
Sexto programa de diagnóstico y reparación de insuficiencia de paralelismo
medios de detección no destructivos
Monitoreo de calibre de deformación:Strain Gauge paste in the key position of the slider, the strain fluctuation amplitude of the parallelism is bad>150 με (normal menor o igual a 50 με);
Detección de distribución de películas de petróleo: Push the slider after the smear of the red Dan oil to observe the gap of the oil film fracture, the gap>10 μm, es decir, la punta del paralelismo es demasiado pobre .
Reparar la ruta de tecnología
Corrección de molienda local:El paralelismo de la sección súper pobre (como un error de área de 200 mm de 15 μm) con la superficie de montaje de la guía de rectificación de la cabeza de molienda de precisión, cada vez la cantidad de control de molienda en 2-3 μm, hasta el paralelismo menor o igual a 5 μm/1000 mm;
Estructura de compensación de elasticidad: en la guía y el sustrato entre la instalación de cuñas elásticas de acero inoxidable 0 . de 1 mm de espesor, a través de la absorción de deformación elástica de menos de 5 μm de error de paralelismo.
Resumir
El paralelismo de la guía lineal es el índice central para determinar la precisión de la precisión del movimiento de maquinaria de precisión, y su error al afectar la rectitud guía, el equilibrio de carga y la estabilidad dinámica, que tiene un efecto directo en la precisión del procesamiento del equipo, la vida y el control de ruido . desde el selection de la institución de la institución de semiconductores de la escala nano a través de la instalación de la maquinaria industrial, el control de la maquinaria industrial, las necesidades de control de la maquinaria de escala de escala de escala, las necesidades de control de selección de selección "es necesario que se ejecutara" necesidades de control de selección "de selección de" ciclo: selección basada en las condiciones de trabajo para calcular el error permitido (como la carga f=1000} n, error de paralelismo δ menor o igual a f × 0 . 001mm / n=1 mm), la instalación de la compensación térmica y el proceso de pre-tension de paso de paso a paso.}}}} Warning Warning se realizan de compensación térmica se realizan con la compensación térmica. operación, y finalmente se realiza el equilibrio óptimo entre precisión y costo.
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