Minster Machine 公司的 Dynamics 系列 Z 型輥給料機可實現(xiàn)零件的交錯進給，充分提高物料產(chǎn)量。以前，該公司單獨采購零部件來制造Z型輥給料機的Y軸直線運動系統(tǒng)。最近，該公司開始采購預配置的直線運動組件，使用螺栓直接整體裝配在機器上。
Minster Machine 公Dynamics 系列 Z 型輥給料機可實現(xiàn)零件的交錯進給，充分提高物料產(chǎn)量。以前，該公司單獨采購零部件來制造Z型輥給料機的Y軸直線運動系統(tǒng)。最近，該公司開始采購預配置的直線運動組件，使用螺栓直接整體裝配在機器上。司的
圖1. Minster Machine公司使用Thomson網(wǎng)頁選型工具Linear MOTIONEERING來設計Z型輥給料機的直線運動系統(tǒng)。通過這種方法，他們將設計客戶定制直線運動系統(tǒng)的時間從3小時縮短至30分鐘。
Minster 公司的工程師們首先簡單地將用戶直線運動系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)告訴集成商，再由后者將技術(shù)參數(shù)輸入Thomson網(wǎng)頁選型系統(tǒng)Linear MOTIONEERING?來配置針對應用優(yōu)化的定制直線運動系統(tǒng)。Thomson 會負責這些系統(tǒng)的設計和裝配工作，從而為該公司節(jié)省了大量的時間和人手。Minster公司估計，這種方法將工程設計時間降低了90%，材料費降低33%，裝配時間降低94%。
“通過改用預配置直線運動系統(tǒng)，我們能夠在更短的時間內(nèi)為我們的客戶提供成本更低的卷材搬運設備，”Minster Machine公司機械工程部經(jīng)理Rodney Lyons說道，“我們的一些客戶對于價格非常敏感，而我們具備了提供更低價格的卷材搬運設備的能力，這已經(jīng)幫助我們獲得了一些沖床的訂單，這在以前是沒有過的?！?/FONT>
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挑戰(zhàn)性直線運動應用
成立于1896年的Minster Machine公司主要從事金屬成型壓力機、物料運輸設備及卷材加工設備制造、設備服務及制造采購等業(yè)務。公司在全球70多個國家有4萬臺設備在運行。近些年來，市場一直需要更復雜的卷材給料設備，通過前后滑動來提高卷材帶的零部件產(chǎn)量。
Minster公司針對這些需求迅速做出了反應，推出X-Y軸同步給料的動態(tài)Z型輥給料機，能夠使進料在X軸上高速行進。X軸輥給料由交流伺服電機驅(qū)動，而Y軸的運動則由交流伺服電機和滾珠絲桿組成的直線運動系統(tǒng)來完成。直線滾珠絲杠具有高速、高扭矩、低慣量的特點。同標準單軸動態(tài)輥給料機一樣，Z型結(jié)構(gòu)緊湊，可以很容易地安裝在壓力機的任意一側(cè)。
圖2. Minster Machine的動態(tài)Z型輥給料機，配備了含有直線導軌、集成式滾珠絲桿組件及T型槽套筒的Thomson SuperSlide 2RB連續(xù)支撐系統(tǒng)。
“提供Z型輥給料機的挑戰(zhàn)在于每個客戶的要求都略有不同，”Lyons說，“我們制造的給料機Y軸行程從6到18英寸。卷材的運動軌跡、尺寸和重量都會影響給料機的設計。客戶對于沖床和給料機的交付期要求也比以前短得多。在過去，我們可能有8-10周的時間來設計、制造和運輸機器，而今天一般交付期大概是兩周。這意味著可用于設計機器并把設計方案投入制造的時間從兩周縮短至兩天。同時，客戶比以往任何時候?qū)r格都更加敏感，使得我們還承受著來自全球其它設備供應商的競爭壓力?！?/FONT>
在過去，Minster公司要獨立設計和制造Z型輥給料機的Y軸滑動系統(tǒng)。每次公司接到訂單時，Lyons就會指派一名工程師來設計直線運動系統(tǒng)。該工程師先搜集應用要求，如行程、系統(tǒng)安裝方向、負載、壽命、環(huán)境條件、定位精度、速度和加速度等，然后使用計算手冊來設計直線運動系統(tǒng)，并生成實體模型和制造圖紙。
工程師通常要將諸多零部件(如伺服電機、滾珠絲桿、直線導軌或滑軌、90°直角減速機及聯(lián)軸器等)分包給多家不同的供應商。設計直線運動系統(tǒng)大概要花費工程師20個小時。零部件成本平均約為6000美元。收到零部件后，還要花費約四個小時來裝配滑動系統(tǒng)，將直線運動系統(tǒng)裝配到給料機上還要花費30分鐘時間。
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預配置組件方案
預配置組件既能提供確切滿足應用需求的功能、性能和外形，而且成本要比單獨采購零部件的成本更低，所以Lyons決定嘗試一下這種新方案。他之所以選擇Thomson是因為看重其豐富的產(chǎn)品線、較強的專業(yè)技術(shù)和支持能力。
圖3. 這是由Linear MOTIONEERING生成的AccuSlide 2HB模型。2HB是由一種由方形滑軌、滑臺和集成滾珠絲桿組件構(gòu)成的連續(xù)支承系統(tǒng)。Minster Machine公司將它應用于要求高剛度的連續(xù)支承應用。
Thomson 直線運動系統(tǒng)已有 60 多年的發(fā)展歷史，產(chǎn)品幾乎可以滿足任何直線運動系統(tǒng)的需求。公司的直線運動系統(tǒng)的驅(qū)動包括：絲桿驅(qū)動系統(tǒng)，適用于高推力、高剛度及高精度的重載中速應用;皮帶驅(qū)動直線運動系統(tǒng)，主要用于對加速度和速度要求極高的應用。Thomson直線運動系統(tǒng)導向技術(shù)能夠為用戶提供高精度滾珠導軌、穩(wěn)固的菱形導軌以及高速導輪導軌。Thomson直線運動系統(tǒng)產(chǎn)品還可以提供附加功能，如防污帶蓋、單/雙滑臺、中央潤滑以及單/多軸解決方案。這些種類齊全的標準、改進或預配置的零件和組件都可以通過在線選型和配置工具來進行設計和選型。
Lyons與當?shù)刂本€運動集成商i-Automation合作配置定制組件以根據(jù)低成本、現(xiàn)成的標準零部件來專門滿足其應用需求。每次收到新訂單時，Lyons首先會聯(lián)系i-Automation的Ryan Glenn，并提供直線運動系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)。然后Glenn使用Thomson網(wǎng)頁選型工具 Linear MOTIONEERING來設計用戶的直線運動系統(tǒng)。Glenn會輸入應用的關鍵參數(shù)，包括安裝方式、定位精度要求、環(huán)境條件、負載條件及運動要求。通過Linear MOTIONEERING系統(tǒng)，他還可以按照交付期對潛在的解決方案進行排序，其中許多系統(tǒng)的發(fā)貨期僅為一周?！?/FONT>
“這種方案將設計客戶定制直線運動系統(tǒng)的時間從3個小時縮短至30分鐘?！盙lenn說。
方形導軌和直線導軌解決方案的對比
Glenn代表性地從兩種Thomson直線運動系列中選擇了一種解決方案。
AccuSlide 2HB 是一種配置了滑臺和集成滾珠絲桿組件的連續(xù)支承方軌系統(tǒng)，用于要求高剛度的連續(xù)支承應用。方形導軌或方軌系統(tǒng)通常具有高精度、高剛度、載荷壽命長等特點，并且結(jié)構(gòu)也非常緊湊。它們的主要優(yōu)點源自于內(nèi)圈和外圈上的滾珠滾道，這些滾道使導軌相比于標準圓軌具有更強的承載能力 - 對于Minster公司使用的特定尺寸，方形導軌解決方案的承載能力比圓軌系統(tǒng)的承載能力兩倍還要大。方形導軌的滾珠滾道凹槽只略大于滾珠自身的直徑。尺寸上的這種設計使?jié)L道在滾珠承載時略微變平并略微增大滾珠和滾道間的接觸面積，從而導致滑軌支承的剛度大約是傳統(tǒng)的凸軸和滾珠構(gòu)成的圓軌系統(tǒng)剛度的10倍。方形導軌的定位精度可達10英尺長行程0.0002-0.001英寸誤差。它還可以通過3% - 13% 額定動態(tài)負載的預壓來進一步降低行程誤差。
對于要求中等剛度的應用，Glenn代表性地選擇了配備直線導軌、集成滾珠絲桿組件和T型槽套筒的連續(xù)支承系統(tǒng)SuperSlide 2RB 。直線導軌系統(tǒng)的主要優(yōu)點在于它們能夠適應由滑臺或安裝基座或承載部件由于壓力增加引起的撓曲等不精確導致的扭轉(zhuǎn)誤差。圓軌支承的全方向自校準設計能夠容許導軌的平行度誤差和導軌的高度誤差。因此，在較大誤差平面上安裝這種導軌時，導軌仍然可以自由滑動。在端部支承應用中，圓軌導向的軸向運動要求完全固定軸的兩端。對于兩個固定點間的機器表面形狀或兩個固定點是否連在一起則無關緊要，因此直線導軌的跨距可達直徑的24倍。導向的精度 只取決于末端支承的安裝精度?！?/FONT>
i-Automation 公司的Glenn在收到產(chǎn)品請求后的24小時內(nèi)向Minster公司提供建議方案的CAD文件和報價。一個典型系統(tǒng)的成本約 為4000美元，并且由于只有一個供應商，所以還可以節(jié)省額外的采購時間。這種方案將Minster公司的工程設計時間降低至只有兩個小時，因此Minster公司能夠?qū)⒐こ藤Y源專注于它的核心競爭力上，同時又可以從直線系統(tǒng)供應商的豐富經(jīng)驗中受益。
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當收到直線運動系統(tǒng)后，Minster公司人員要做的事只有設定限位開關，用螺栓連接給料機與2HB或2RB直線運動系統(tǒng)的滑臺轉(zhuǎn)接板，并用螺栓連接直線運動系統(tǒng)與伺服電機。完成直線運動系統(tǒng)組件的安裝大概只需15分鐘。將直線運動系統(tǒng)安裝到給料機上大概只需30分鐘。
“采用預配置組件為我們節(jié)約了大量的時間和資金，”Lyons說，“這種新方案的主要優(yōu)點在于避免使用套用式解決方案、產(chǎn)品開發(fā)程序更加堅實、可根據(jù)實際情況使用改進或預配置零部件、供應商的選擇也由原來的選擇各個零部件的供應商變?yōu)檫x擇系統(tǒng)供應商，而且還可以使用在線選型和配置工具。事實上我們的工程師已經(jīng)不需花費時間來設計直線運動系統(tǒng)了，這讓我們有更多的時間專注于我們做得最好的領域。同時，我們還節(jié)約了大量的裝配時間。整個直線運動系統(tǒng)的成本低于以前我們通過采購零部件自己制造直線運動系統(tǒng)的總成本。產(chǎn)品性能的改善以及上市時間和工程設計成本的縮減有助于我們不斷擴大市場份額?！?/FONT>
如何選擇理想的直線運動系統(tǒng) –花費幾分鐘，而不是幾小時Minster Machine公司與當?shù)氐闹本€運動集成商i-Automation公司合作，使用Thomson公司的網(wǎng)頁選型工具Linear MOTIOEERING來配置客戶定制組件。這些組件基于高性價比的現(xiàn)成標準零部件來滿足應用的特殊需求。
Linear MOTIONEERING系統(tǒng)需要輸入的參數(shù)包括：
? 選擇系統(tǒng)的安裝方向
? 輸入定位精度要求
? 指定環(huán)境因素
? 配置負載和力
? 定義運動參數(shù)
獲得以上信息后，Linear MOTIONEERING系統(tǒng)向i-Automation公司提供：
? 過濾并排序列出適合應用需求的解決方案
? 可下載的3D模型文件，附帶報價和訂貨信息
? 保存配置信息以備在日后項目中參考和使用
關于Thomson
Thomson擁有超過60年的運動控制單元生產(chǎn)經(jīng)營歷史，是Linear Ball Bushing?軸承、Profile Rail軸承、60 Case?軸系、磨削和軋制滾珠絲杠、直線執(zhí)行器、減速機、離合器、制動器、直線系統(tǒng)及相關配件的業(yè)內(nèi)領先供應商。Thomson于1945年發(fā)明了直線滾珠軸套軸承，并憑借一系列無可比擬的機械運動控制解決方案始終引領全球商用、航天航空和國防市場。Thomson工業(yè)公司在北美、歐洲和亞洲都設有制造廠，并在全球擁有超過2000家分銷商。
（轉(zhuǎn)載）
