新項目早期就確定直線模組方案
一、先說清楚“這根軸是干什么的”:應(yīng)用與動作說明
幾乎所有選型指南的第一步,都是:從應(yīng)用場景開始,而不是從目錄開始。
和威洛博溝通時,建議先用一小段話回答三個問題:
這根軸在設(shè)備里負責(zé)什么工藝?
比如:
3C 裝配線上的點膠 X 軸
鋰電產(chǎn)線上的模組上料直線軸
視覺檢測平臺的 XY 平臺中的 X 軸
它搬的是“什么東西”?
工件類型:電芯、結(jié)構(gòu)件、 PCB、托盤、治具、箱子……
對工藝是否有特殊要求:避免沖擊、避免抖動、避免顆粒污染等。
和整機的關(guān)系?
是單軸補充動作,還是**節(jié)拍軸;
和其它軸是否有同步聯(lián)動要求(多軸插補、同步啟動/停止等)。
有了這幾句背景,威洛博工程師在看你后面的數(shù)據(jù)時,會更容易“對號入座”。
二、負載與力矩:不僅是“多少公斤”
很多國外執(zhí)行器 sizing 文檔都會把“負載”和“力”放在**前面:
**少要知道:要推多大的力、要推多重的東西。
給威洛博準(zhǔn)備負載數(shù)據(jù)時,盡量寫成這樣:
質(zhì)量拆分
工件質(zhì)量:例如 3 kg
夾具 + 抓手(如威洛博電動夾爪、電動缸等)的質(zhì)量:例如 2 kg
過渡板、安裝板、電纜拖鏈等:例如 1 kg
合計移動質(zhì)量:m ≈ 6 kg
重心與懸臂
工件重心距離滑臺臺面高度:例如 120 mm
懸臂長度(滑塊中心到工件重心的水平距離):例如 150 mm
力矩估算(選填)
多家模塊廠的選型步驟都會要求核對 Mx / My / Mz 三個方向的容許力矩。深圳交警網(wǎng)+2W-Robot+2
如果你能簡單估算出翻轉(zhuǎn)力矩(比如 My ≈ 6 kg × 0.15 m),可以直接寫上;
不會算也沒關(guān)系,把重心、懸臂畫在草圖上給威洛博工程師看也可以。
重點:
不要只寫“負載 6kg”,盡量告訴威洛博:這 6kg 的重心在哪里、是不是長懸臂。這會直接影響模組規(guī)格、導(dǎo)軌布置方式以及安全系數(shù)。Bosch Rexroth Global+2Industrial Solutions Lab+2
三、行程與空間:工作行程 + 預(yù)留安全行程
行程數(shù)據(jù)至少要說清楚三件事:W-Robot+2Industrial Solutions Lab+2
工作行程(Working Stroke)
工件**遠兩點之間的實際距離:例如 600 mm。
如果有多個工位,請寫出各工位坐標(biāo)或間距。
建議預(yù)留的安全行程
直線模組選型資料通常會建議:工作行程兩端要留一定“減速 + 緩沖”的安全距離,不要用到機械極限。深圳交警網(wǎng)+2Bosch Rexroth Global+2
威洛博自己的選型博文也提醒:
總行程 = 工作行程 + 兩端裕量,通常每端預(yù)留 10–20 mm 做回零和緩沖。W-Robot
整體安裝空間
機架上可用的軸向長度、寬度、高度;
是否有“只能從側(cè)面裝”“只能從下方鎖螺絲”這類限制。
這些信息可以讓威洛博在推薦型號時,同時考慮行程、支撐方式和整體剛性,而不是只從行程數(shù)字去倒推。
四、速度、加速度與節(jié)拍:不只是“比較大速度”
不同廠家的指南、白皮書都反復(fù)強調(diào):要選好執(zhí)行器,必須把運動過程描述清楚,而不是只說一個比較大速度。
給威洛博準(zhǔn)備數(shù)據(jù)時,可以按照“一個動作一行”的方式列出來:
每個動作的基本參數(shù)
距離:例如 600 mm
目標(biāo)比較大速度:例如 1.0 m/s
目標(biāo)加速度 / 減速度(如果有預(yù)估):例如 2.5 m/s2
單循環(huán)節(jié)拍
一次往返需要多長時間?
每分鐘要跑多少個循環(huán)?每天大概運行多少小時?
這些信息可以幫助評估:同步帶模組、絲桿模組、直線電機模組哪種更符合節(jié)拍和壽命需求。
有的國外廠商會明確提到:執(zhí)行器是“偶爾運動”還是“頻繁、長時間運動”,會直接影響選型和壽命估算。
可以簡單寫:
每小時運動時間約 30 分鐘;
全天連續(xù)運行 16 小時;
偶發(fā)短時間高速運行等等。
五、精度、重復(fù)定位與軌跡要求:只寫“夠用的需求”
威洛博在自己的選型文章里,專門提醒用戶:
精度需求往往容易被“寫得過高”,先想清楚工藝到底需要什么,而不是“數(shù)值越小越好”。W-Robot
同時,很多線性執(zhí)行器選型文檔都把需求拆成兩部分:
重復(fù)定位能力
多次運動回到同一個命令位置,偏差范圍多大可以接受?
一般搬運:±0.1 mm 左右就夠用;
普通裝配、視覺定位:±0.02–0.05 mm 區(qū)間比較常見;
整體定位精度 / 軌跡要求
需要全行程***位置誤差控制在多少?
對直線度、平行度是否有明確要求(例如和其它軸或工裝之間的配合)?
給威洛博的表格里,可以這樣寫:
“要求重復(fù)定位能力在 ±0.02 mm 以內(nèi),用于視覺定位貼裝”;
“對***位置精度要求一般,只要保證相對點與點之間關(guān)系穩(wěn)定”;
“對運動平穩(wěn)性有要求,希望加減速過程中抖動較小,用于掃碼/檢測”。
這樣威洛博在推薦是用絲桿模組、同步帶模組還是直線電機模組時,會更有針對性。
六、安裝方式與環(huán)境條件:影響型號,也影響壽命
安裝方式和環(huán)境條件是國外廠商的標(biāo)準(zhǔn)問題之一:安裝方向、灰塵、油霧、溫度、潔凈要求,都可能讓**終選型發(fā)生變化。
建議提前整理這些信息:
安裝姿態(tài)
水平(滑臺在上);
側(cè)掛(滑臺在側(cè)面);
垂直(Z 軸,需要考慮電機制動或平衡機構(gòu))。
機架結(jié)構(gòu)簡述
安裝基面材質(zhì):焊接件、鋁型材、鑄件、鋼板等;
是否具備加工過的基準(zhǔn)面;
有沒有可能需要威洛博建議“加底板、加加強筋”等。W-Robot+1
使用環(huán)境
參考威洛博及其他廠商的通用提問:W-Robot+2深圳交警網(wǎng)+2
是否有粉塵、粉末、金屬屑、木屑等;
是否有油霧、切削液、水汽、清洗液飛濺;
溫度范圍是否穩(wěn)定;
是否有潔凈室等級或防腐要求。
根據(jù)這些信息,威洛博才能判斷:
用開放式模組就夠,還是需要半封閉、全封閉,是否要考慮不銹鋼、特殊潤滑脂等選項。W-Robot+2YIHEDA+2
七、控制與電機接口:伺服/步進、通信方式、預(yù)留空間
很多線性執(zhí)行器的選型指南會專門問到:你打算用什么電機和控制系統(tǒng)?Bosch Rexroth Global+2JHFOSTER+2
給威洛博準(zhǔn)備時,可以這樣分段寫:
控制系統(tǒng)
現(xiàn)場主控制器品牌和型號(PLC、運動控制卡、機器人控制柜等);
目前慣用控制方式:脈沖 + 方向 / 總線通信 / IO 控制等。
電機類型與品牌偏好(如果有)
是打算用伺服電機還是步進電機;
是否有指定品牌或系列(方便威洛博預(yù)估法蘭、軸徑、轉(zhuǎn)速區(qū)間等)。Teknic, Inc.+1
接口與布線約束
機箱內(nèi)部空間高度限制;
是否需要預(yù)先考慮電纜拖鏈路徑、線纜出口方向。
這些信息可以讓威洛博在推薦模組時,直接一起考慮電機安裝方式(直連、側(cè)置、皮帶傳動)、法蘭尺寸以及編碼器、抱閘等配置。
八、多軸與平臺結(jié)構(gòu):上下級軸的“疊加影響”
在多軸系統(tǒng)(XY、XYZ、龍門、雙 Y 等)里,上一級軸的質(zhì)量和剛性會反向影響下一級軸的選型。這在很多線性模塊、多軸平臺的設(shè)計指南里都被特別強調(diào)。
和威洛博溝通時,可以把這些寫清楚:
多軸結(jié)構(gòu)簡圖
例如:
X 軸安裝在機架上;
Y 軸搭在 X 軸滑臺上;
Z 軸再裝在 Y 軸前端。
每級軸的“上載質(zhì)量”
X 軸除了搬工件,還要搬 Y 軸本體 + Z 軸 + 夾爪;
Y 軸需要搬 Z 軸 + 工件;
把這些估算寫出來,便于威洛博核算每級軸的負載和慣量。
是否需要多軸同步 / 電子齒輪
比如雙驅(qū)龍門,需要兩根 Y 軸做電子齒輪同步;
這會影響到電機選型和編碼器要求。
九、給威洛博技術(shù)溝通的“簡易表格模板”
你完全可以把下面這份條目變成一頁 Word/Excel,讓客戶或內(nèi)部工程師按項填寫,然后發(fā)給威洛博技術(shù)或銷售支持。
一、項目與工藝說明
行業(yè)與設(shè)備類型:__________
該軸在整機中的作用:__________
與其他軸的關(guān)系(單軸 / XY / XYZ / 龍門等):__________
二、負載信息
4. 工件質(zhì)量:__________ kg
5. 工裝、夾爪、過渡板等質(zhì)量:__________ kg
6. 估算總移動質(zhì)量:__________ kg
7. 重心高度 / 懸臂長度示意(附草圖或說明):__________
三、行程與空間
8. 工作行程(點到點距離):__________ mm
9. 擬預(yù)留安全行程(每端):__________ mm
10. 機架可用空間(總長度/寬度/高度):__________
四、速度與節(jié)拍
11. 單次運動距離:__________ mm
12. 目標(biāo)比較大速度:__________ mm/s
13. 預(yù)估加速度:__________ mm/s2(若不確定可寫“待建議”)
14. 單循環(huán)節(jié)拍 / 每分鐘循環(huán)數(shù):__________
15. 每天運行時間 / Duty Cycle 說明:__________
五、精度與軌跡要求
16. 重復(fù)定位要求:±__________ mm
17. ***位置精度 / 直線度 / 平行度要求(如有):__________
18. 對運動平穩(wěn)性的描述(例如用于檢測/掃碼等):__________
六、安裝與環(huán)境
19. 安裝姿態(tài):水平 / 側(cè)掛 / 垂直(Z 軸)
20. 安裝基面材質(zhì)及是否有加工基準(zhǔn):__________
21. 工作環(huán)境:粉塵 / 金屬屑 / 油霧 / 切削液 / 水汽 / 潔凈要求 等說明:__________
22. 環(huán)境溫度范圍:__________ ℃
七、控制與電機
23. 控制系統(tǒng)品牌與型號:__________
24. 預(yù)期控制方式:脈沖 / 總線 / I/O / 其他:__________
25. 電機類型與品牌偏好(如有):__________
26. 是否需要抱閘、電機編碼器等:__________
八、多軸結(jié)構(gòu)(如適用)
27. 多軸拓撲結(jié)構(gòu)示意(可附圖):__________
28. 各軸上疊加質(zhì)量大致估算:__________
29. 是否需要多軸同步控制:__________
小結(jié):把“零散問題”變成一份“說明書”,威洛博更容易幫你選對模組
國外多份執(zhí)行器 sizing 文檔都在強調(diào)一個觀念:
選型之前,先把需求寫成一份盡量完整的說明,再去看型號,效率會高很多。
對威洛博來說也是一樣:
你準(zhǔn)備得越具體,威洛博工程師越容易幫你判斷用絲桿模組、同步帶模組還是直線電機模組更合適;
提前暴露多軸、環(huán)境、安裝基面這些信息,后期改結(jié)構(gòu)的風(fēng)險就越??;
同一份說明書,可以在內(nèi)部機械、電氣、工藝之間流轉(zhuǎn),大家對這根軸的理解就更統(tǒng)一。