滑台技术.ppt

書式設定,書式設定,第,2,第,3,第,4,第,5,*,/66,滑台产品说明会,-,Suruga,目 录,1.,自动化概述 ,5min,自动化概述,自动滑台概念,2.,滑台基本原理 ,20min,3.,自动滑台电气基础知识 ,15min,4.,Suruga,自动滑台 ,10min,自动滑台产品分类,直动滑台：,KXT,系列、,KHE,系列、,KXG,系列、,KXL,系列、,PG,系列、,KXC,系列、,KS102,系列、,KXS,系列,角度滑台：,KGB,系列、,KGW,系列,旋转滑台,:KRE,系列、,KRB,系列、,KRW,系列,5.,滑台,Spec,60min,Spec,介绍,滑台选型,6.,自动滑台控制 ,20min,驱动步进马达,控制器,DS102,步进马达驱动器,控制构成图,7.Suruga,滑台使用案例 ,30min,招工困难,人工费上涨,生产效率提高,劳动关系问题,1.,自动化概述,100,人,8,小时,1000,个产品,4,5,人,4,小时,1000,个产品,以前的生产方式,自动化改善,趋势,人工费低廉,劳动力丰富,生产简单,面临的问题,滑台概念,何谓自动滑台,由驱动电机（步进或伺服），传送机构滚珠丝杆、蜗轮、导向机构导轨和轴承组成，配合光电传,感器以,m,为单位进行精确控制的产品；,自动滑台的基本构成如下。,何谓滑台,定位方式：,PTP,（,Point-to-Point),方式,。,运送工件到任意位置的产品,。,手,自动方式，对所有坐标,（,直线,XYZ,方向,、,旋转,xyz,方向,）,进行高精度定位的装置。,自动滑台,传感器,（,基板,）,连接头,线缆,钢球,滚珠丝杆,轴承,联轴器,马达,例,PG615-L,）,X,Y,Z,Z,Y,X,坐标的定义,Point A,Point B,自动滑台案例,2.,滑台基本原理,驱动机构,齿轮齿条,千分尺,驱动螺纹,滚珠丝杆,蜗轮蜗杆,SM,（正弦运动方式）,同步带机构,导轨构造,交叉滚柱导轨,直线滚珠导轨,直线导轨,直线轴承,其他部件,联轴器,轴承,齿轮齿条：齿轮的一种，利用齿轮旋转力转换为齿条直线运动的一种组合方式。,齿轮,：,直径较小的原型齿轮。,齿条,：,平板状的杆上切出齿的齿轮。,Suruga,滑台，在水平面,Z,轴燕尾槽式滑台中使用。（,B07,系列）（一般用于手动滑台）,齿条,驱动机构,齿轮齿条,齿轮,千分尺,：,采用精密螺纹机构、利用螺纹的回转角度转换为的位移量的手携式通用工具。,（一般用于手动滑台）,长度测量工具,千分尺,：,千分尺中螺纹部分。,Suruga,中，滑台位置调整时使用,。,交叉滚柱滑台及直线滚珠滑台正在使用千分尺,。,千分尺,千分尺读取方法,下图的数值：,12.43,驱动机构,千分尺,8,驱动螺纹是螺纹与螺母组合使用，利用螺纹旋转转换为螺母直线运动的组合。（一般用于手动滑台）,2,种运动类型：螺母固定，螺纹旋转方式；螺纹固定螺母移动方式,。,而且，利用几种螺纹形状区分使用，原理相同。,驱动螺纹,使用例：,BSS16-60C1,驱动螺纹,螺母,螺纹,驱动机构,驱动螺纹,利用旋转运动转换为直线运动的机械要素的驱动螺纹。滚珠丝杆：雄螺纹的山与雌螺纹的谷之间，放入滚珠，滚珠和螺纹面的滑动运动转换为接触运动。与驱动螺纹比较，更小的扭矩即可实现旋转。,Suruga,所有直线自动滑台都是用滚珠丝杆。,螺母,（,雌螺纹,）,螺纹,（,雄螺纹,）,滚珠丝杆使用例,：,KXS18200-N5-J,滚珠,滚珠循环部分,循环管,管固定板,驱动机构,滚珠丝杆,蜗轮蜗杆机构：圆柱上切出螺旋状齿的蜗杆、在圆盘侧面切出与蜗杆啮合的圆弧状齿的蜗轮的组合机构。,Suruga,滑台中,、,旋转滑台和角度滑台使用此机构,。,驱动机构,蜗轮蜗杆,蜗轮蜗杆使用例,：,KRE06360,蜗轮蜗杆使用例,：,B54-60LN,蜗轮,蜗杆,蜗杆,角度类型,旋转方式,滚珠丝杆,滚珠丝杆,导轨,直线运动,旋转运动转换部轴承,轴承保持架,SM,（,正弦运动方式,）,构造的特征,特征：利用滚珠丝杆、轴承的旋转构成旋转机构，能够大幅降低摩擦阻抗。,高耐久性,高速駆動（加減速性能向上）,齿侧间隙,=0,驱动机构,同步带使用例：,KS421-60,同步带机构：同步带上的齿与同步带轮齿啮合传动的组合机构。,同步带机构,同步带使用例：,K,HE06008,驱动机构,交叉滚柱导轨：相互垂直的精密滚珠组合成滚柱支架，与设计好的,2,根,90,V,沟槽面组合使用，形成有限的直线导轨机构。,2,列滚柱导轨平行组装后在滑台中使用。,轨道,支架,滚柱,挡板,交叉滚柱使用例,：,B11-60C,导轨机构,交叉滚柱导轨,A-A,无限滚珠导轨例,：,KXL06100,直线滚珠导轨：在滑台上下面加工出双圆弧沟槽的导轨一体型的直线导轨机构。,有限滚珠导轨例,：,PG615,滚珠,滚珠,骏河独有的机构中，有,3,个优点：,部品数变少，成本降低,滑台变得更薄,有限轨道、无限限轨道都成为可能,导轨机构,直线滚珠导轨,钢球,双圆弧槽,双圆弧槽,直线导轨：轨道和循环滚珠组成的无限直线运动导轨机构。,导轨机构,直线导轨,16,直线轴承：,滚珠与圆柱轴组合使用，组成无限直线运动导轨机构。,轴,保持套,密封圈,外筒,直线轴承的使用例：,KXB12200,缺点,：,轴变长时，弯曲的可能性变高。,导轨机构,联轴器：轴与轴连接用的部品。滑台中，自动滑台的马达与滚珠丝杆连接用。,马达,联轴器,滚珠丝杆,联轴器的,2,个优点：,联轴器吸收轴与轴之间的偏差,偏角（,非线性,）：,平行误差,偏芯：,轴与轴中心线偏差,轴向间隙,：,轴与轴间隙过大或过小,过负载的场合，联轴器损坏，防止对滑台造成损坏。,轴有偏角的状态,轴有偏心的状态,轴向间隙的状态,其他部件,联轴器,轴承：用于确定旋转轴与其他零件相对运动位置，起支承或导向作用的零部件。滑台中，使用滚珠或滚针的回转轴承，用来支撑滚珠丝杆或作为旋转滑台的导轨机构。,外圈,内圈,滚珠,用来支撑滚珠丝杆,旋转滑台中使用,其他部件,轴承,马达,Stepping Motor,Servo Motor,连接头,12P,：,HRS,制,传感器,Photo Sensor,5V,规格,5,24V,规格,5V,、,24V,选择规格,传感器数量,根据滑台种类，数量变化,1,4,个,传感器组合方式,基板实装方式,直接螺纹固定方式,线缆,12P,：,HRS,制,一端散线,3.,自动滑台电气基础知识,标准马达,五相步进马达,：,PMM33BH2,特征,：,小型、价格便宜,。,开环的原因，控制方便而且价格便宜，但是一旦脱调，无法确定位置。,高扭矩马达,（,选用,）,五相步进马达,：,PK525HPB(,东方马达,),特征,：,与标准马达相比高扭矩,高分辨率马达,（,选用,）,五相步进马达,：,PK525HPMB(,东方马达,),特征,特徴：,相对于标准马达基本步进角,0.72,/pulse,，高分辨率马达,0.36,/pulse,的分辨率。,伺服马达,（,选用,）,伺服马达,：,HF-KP053(,三菱,),特征,特徴：,步进马达相比，高速运转时能够高扭矩旋转。,装载编码器，闭环控制读取位置信息。,马达种类,基本步进角,基础知识：步进马达,Suruga,自动滑台标准配置的马达。,按照脉冲信号进行动作的马达,1,个脉冲相应的旋转角度称为基本步进角。,一般的基本步进角为,0.72,（,基本步进角为,0.36,的马达也有）,电流流过定子线圈，产生磁场，磁场会带动转子旋转一定角度。,过负载时会脱调,。,步进马达外观,CW,方向,CCW,方向,选用步进马达的原因：,使用方便，控制简单,成本低,五相步进马达,AC,伺服马达,CAVE-X,、,PG,等系列滑台马达选型时可选择的马达,。,为了实现灵敏、高精度的动作，不断确认自身的工作状态，,是否与指令发生偏差的反馈动作。,与步进马达相比，控制上困难。,（,必须设定的参数较多,）,与步进马达相比，高速性上更优秀。,不会出现步进马达那样的脱调。,伺服马达,马达的区分使用,根据各种马达的特性区分使用。,简单总结如下：,步进马达,控制简单、成本低,骏河的控制器能够驱动,步进马达,稍微有点贵，但是不会脱调。,AC,伺服马达,虽然控制困难，但是能够高速驱动,马达选用,LS,（,Limit sensor,）,滑台行程端配置了,CW,CCW,，用于行程限位。,ORG,（,Origin sensor,）,在滑台中间配置，用于滑台固有的出厂原点（基准）的定位。,原点复归,开环控制的滑台，没有位置信息反馈，控制系统必须获取位置信息。,电源,OFF,后，控制系统的位置信息会清零。,必须使滑台从固有的位置作为基准开始动作，这个基准位置称为原点。,滑台回到原点位置的动作称为原点复归。,原点复归方法,自动滑台根据型号区别，传感器数量、位置、接线方法都是不同的。,光电传感器,1.,开环控制,=,Stepping Motor,（,Pulse Motor,）,使用的控制方式,变位,电气信号,(,驱动器,),马达,Stepping motor,滚珠丝杆,滑台上部,目标位置,X,变位,X,导轨,转矩,变位,电压,伺服马达,SERVO Motor,滚珠丝杆,滑台上部,目标位置,X,变位,X,导轨,转矩,编码盘,放大器,PC,PLC,丝杆轴的旋转角度,角度,电压,变位,电压,马达,Motor,滚珠丝杆,滑台上部,目标位置,X,变位,X,导轨,放大器,PC,PLC,变位传感器,丝杆轴的旋转角度,角度,电压,变位,电压,编码盘,2.,半闭环控制,=,SERVO Motor,-Step Motor,使用的控制方式,3.,闭环控制,=,用传感器直接反馈滑台面变位的控制方式,滑台代表性控制方式,骏河采用方式,产品概述,4.Suruga,滑台介绍,采用钢材及导轨整体型结构，实现小型化和高刚性。,直线滚珠导轨滑台构造,材质：钢,-,无电解镀镍处理,高耐负载,:,是铝制交叉滚柱滑台的,2,4,倍,薄型,:,比铝制交叉滚柱滑台厚度降低,30%,经济型,:,比铝制交叉滚柱滑台便宜,50%,价格方面有优势,直动滑台,KXT,系列,马达,轴承,滚珠丝杆,直线滚珠导轨,联轴器,采用导轨整体型结构及同步齿形带方式，实现小型筐体。,水平面,Z,轴滑台构造,材质：钢,-,无电解镀镍处理,体积小巧,:,使用同步带传动方式，节省空间,经济型,:,比楔型,Z,轴滑台便宜,47,KHE,系列,直动滑台,马达,轴承,直线滚珠导轨,滚珠丝杆,KXG,系列有限轨道,KXL,系列无限轨道,马达,轴承,滚珠丝杆,直线滚珠导轨,联轴器,传感器内置，实现小型化。,导轨采用连体式结构，移动精度优良,材质：钢,-,无电解镀镍处理,高刚性,直动滑台,KXG/KXL,系列,顶板、底板和导轨部成为一体，实现了,“,薄型,”,、,“,高刚性,”,、,“,经济型,”,。,薄型 导轨一体结构，无需紧固螺栓，实现了薄型化,高刚性 连接零件少、不锈钢材质，实现了低厚度高刚性,高精度 将导轨直接安装在筐体上，直接驱动性能及上下面的平行度高,经济型采用独特的生产方式，大幅降低了成本,直动滑台,PG,系列,马达,轴承,滚珠丝杆,直线滚珠导轨,联轴器,主 体 材 质 采 用铝，实现了,“,轻量,”,、,“,小型,”,和,“,高精度,”,。,轻量 筐体采用铝合金材质，重量轻。,小型 光电传感器嵌入滑台筐体，没有不必要的突出物，可左右任意使用。,高精度 薄型滚轮与,V,型槽滑轨呈线接触，可实现高刚性。另外，几乎无刚性滑动、摩擦小，微进给性能优异。,直动滑台,KXC,系列,KGW,系列,马达,轴承,蜗轮蜗杆,交叉滚柱导轨,联轴器,移动导轨采用交叉滚柱，并采用了蜗轮机构的高精度测角仪滑台。,尺寸、旋转中心高度种类丰富，可从中选出最合适的滑台。,角度滑台,KGW,系列,KGB,系列,马达,轴承,滚珠丝杆,交叉滚柱导轨,联轴器,正弦运动测角仪滑台（滚珠丝杆型）。,在滑台面的中央垂直线上带旋转中心的圆弧驱动滑台,为使用滚珠丝杠的高精度测角仪滑台。最适合于用在调节反复驱动微小角度。,高耐久性规格 考虑到如以微小角度持续反复,驱动，则涡轮型会因磨损而产生反冲间隙。,移动机构从涡轮涡杆,【,滑动,】,变成滚珠丝杠,【,滚动,】,，实现了,“,高耐久性,”,。,加减速性能的提高 相对于涡轮涡杆摩擦较,(,滑动阻力,),小，可以顺利启动、加速。,反冲间隙减小,通过在机构要素中使用预压件实现了,“,反冲,间隙几乎为零,”,。,角度滑台,KGB,系列,KRE,系列,马达,轴承,蜗轮蜗杆,联轴器,采用独创的紧凑型设计，实现薄而轻的特点。,薄型,:,比现有旋转滑台厚度降低,20%,轻量,:,比现有旋转滑台减轻,10%,经济型,:,比现有旋转滑台便宜,24%,旋转滑台,KRE,系列,KRW,系列,马达,轴承,蜗轮蜗杆,涡轮涡杆式旋转滑台。,最适用于需高精度、广域角度的定位以及,360,连续运行时使用的旋转滑台。,通孔型适用于布设电缆及旋转偏光元件等。,旋转滑台,KRW,系列,KRB,系列,马达,滚珠丝杆,滚珠丝杠类型,进行旋转运动的正弦运动滑台，针对微小角度的重复定位。,高耐久性规格：考虑到如以微小角度持续反复驱动，则涡轮型会因磨损而产生反冲间隙。移动机构从涡轮,【,滑动,】,变成滚珠丝杠,【,滚动,】,，实现了,“,高耐久性,”,。,加减速性能的提高：相对于涡轮摩擦,(,滑动阻力,),较小，可以顺利启动、加速。,反冲间隙减小：通过在机构要素中使用预压件实现,“,反冲间隙几乎为零,”,。,旋转滑台,KRB,系列,滑台选型,精度、行程,滑台选型,承载、行程,行程,KXL06,系列,30mm,300mm,KXT04,系列,KXT06,系列,15mm,KXG06,系列,20mm,30mm,速度,直线滑台,精度,KXG06,系列,5Kg,KXL06,系列,12Kg,KXT04,系列,KXT06,系列,10Kg,负载,直线滑台,滑台选型,运动方式,直线运动,行程,行程范围,负载,最大重量,速度,最大速度,精度,重复定位精度、平行度,行程,KRB,系列,8.5,/,5.5,KRE,系列,360,KRW,系列,360,速度,旋转滑台,精度,KRW,系列,3Kg,KRB,系列,4Kg/6Kg,KRE,系列,3Kg,负载,旋转滑台,滑台选型,运动方式,旋转运动,行程,行程范围,负载,最大重量,速度,最大速度,精度,重复定位精度、平行度,台面尺寸,行程,负载,选型,备注,X,轴,60mm,200mm,1Kg,选配伺服马达,Y,轴,60mm,30mm,轴,60mm,360,Z,轴,60mm,10mm,滑台选型,KXL06200-N2-F,KXG06030,KRE06360,KZT06015,选型例,选型顺序：,1.,确认轴的运动方式：直线、旋转、角度,2.,根据行程，确认符合要求的型号；,以,X,轴为例，直线运动，只有,KXL06,系列满足行程要求；,以,轴为例，,360,旋转，,KRE06,系列、,KRW06,系列都可满足要求；,3.,根据价格因素决定最终型号；,以,Z,轴为例，直线运动，行程,10mm,，负载,1Kg,，,KXT06,系列、,KXL06,系列、,KXG06,系列都可以满足，,再考虑价格因素，最终选择,KXT06,系列。,以,轴为例，再考虑价格因素，最终选择,KRE06,系列；,驱动步进马达,以下是步进马达动作时的基本构成。,一般情况下，步进马达动作时，,控制器,驱动器是必须的。,5.Suruga,自动滑台控制,controller,控制步进马达速度及回转量发出,pulse,指令的出力装置,driver,按照,pulse,指令,提供电力给步进马达,（,Suruga,无此产品,）,CRD5107P,SD5107P,3,-A,22,控制器,DS102,DS102,电源,（,Power Supply),控制单元,（,Control Unit,）,驱动器,（,Driver,）,基本構成,手持终端设备,DS102,滑台,PC,PLC,线缆,USB,/,RS232C,注意：,Suruga,中所说的控制器是控制单元,+,驱动器的一体机。,用户侧准备的部品,Suruga,保有的部品,5.Suruga,自动滑台控制,步进马达驱动器,使用,DS102,能够简单的操作，但是客户根据用途，使用驱动器控制的场合也是很多的。,例如：,已经持有控制器,使用,PLC,（,Programmable Logic Controller,）,控制,除了滑台，同时控制其他机器。,PLC,步进马达驱动器,滑台,CRD5107P,SD5107P,3,-A,22,用户侧准备的部品,Suruga,保有的部品,线缆,线缆,线缆（用户准备）,基本构成,5.Suruga,自动滑台控制,DS102,控制器,各种自动滑台,手持终端设备,RS232C/USB,脉冲信号,专用线缆,驱动器,运动控制卡,PLC/,运动控制器,PC,Suruga,Cata,品,滑台专用线缆,滑台专用线缆（一端散线）,PLC,控制构成图,5.Suruga,自动滑台控制,6.Spec,介绍,移动量,表示从滑台面的,CW,限位到,CCW,限位的距离。,刊载在轨迹图中行程中心的位置。,滑台面,表示滑台面,(,移动面,),的大小。以宽度,长度表示。,进给丝杠,(,滚珠丝杠,),表示进给丝杠的尺寸、丝杠导程。,导轨,表示导轨的种类。,主材质,-,表面处理,表示构成滑台表面及壳体的材质和表面处理。,自重,表示产品的重量,(,不含电缆重量,),。,分辨率：理论上的最小变位量，在自动滑台中，由马达的基本步进角以及滚珠丝杆的导程决定。,自动滑台分辨率的计算方法,例,XMSG413,马达的基本步进角,0.72,（,全步进时，,1,个脉冲转动的角度,）,滚珠丝杆导程,1,360,0.72,=,500,（,马达旋转,1,周所需的脉冲数,）,1,mm,500,=,0.002,mm,=,2,m,分辨率,分辨率,滑台的最小移动量,分辨率,6.Spec,介绍,最大速度,是指放置最大负载时，使用本公司控制器在全步进设置下可驱动的速度。,单向定位精度,测量设备：激光干涉测长仪,Suruga,规定,从基准点（行程端）沿一方向以一定间隔依次进行定位，在总行程内测量、计算各定位点上的实测值（从基准点到实际移动后的位置）与理论值（指定应该移动到的位置）之差，将最大差值作为单向定位精度。,PG615,实测例,从从行程端,0,开始，以行程,（,15mm,）,的,1/10,，,測定間隔（,1.5mm,）,移动滑台进行测量。,规格值,6m,以内,测定结果,2.134m,判定,OK,简而言之,表示,滑台间隔移动的同时全行程测试，产生偏差的可能性,的值。,6.Spec,介绍,重复定位定位精度,测量设备：激光干涉测长仪,Suruga,规定,从基准位置沿同一方向向任意,1,点反复定位,7,次，测量停止位置的偏移量，计算出最大偏移差的,1/2.,在计算所得数据前方加上,符号，就是重复定位精度。,在行程中央部和两端这,3,点进行该测量，将,3,点中计算出的最大值，作为重复定位精度。,规格值,0.5m,以内,测定结果,0.051m,判定,OK,PG615,实测例,6.Spec,介绍,耐负载,滑台面的中央部可承受的最大负载,可以以最大速度驱动的数值,Z,电源,OFF,时，要注意滑台面会掉落。,如要防止掉落，推荐带电磁制动器的马达轴滑台的耐负载标示为,“,耐负载（励磁时）,”,6.Spec,介绍,力矩刚性,测量设备：自动准直仪,Suruga,规定,（,JIS,规格,JIS B6201,）,相对于滑台表面，沿上下摆动、左右摆动、轴向转动各方向施加力矩负载时，以滑台移动面为中心的每,1,N,cm,的位移角（,sec,）作为力矩刚性。,轴向转动力矩刚性的测定例,在滑台上方设置工件，在偏离滑台中心的位置加载力矩负载，这个时候测定滑台的倾斜角度，这个结果按照,N,cm,的角度进行换算。,计算例,（,PG615,轴向转动的场合,）,L=100mm,5kg,的负载,PG615,轴向转动的力矩刚性,0.03,求倾斜角度,负载换算成牛顿单位,5 x 9.8 x 10,=490 N,cm,0.03 x 490=14.7,（,14.7=0.00408,=7.12x10,-5,rad,）,求变位量,x,x=tan x L,=tan,（,7.12x10,-5,）,x 100,=0.0071mm=,约,7m,6.Spec,介绍,平行度,测量设备：位移计,Suruga,规定,（,JIS,规格,JIS B6191,）,将滑台固定在基准平面上，在整个面测量移动面相对于基准平面的平行度，将最大高低差作为平行度。,6.Spec,介绍,运动的平行度,测量设备：位移计,Suruga,规定,（,JIS,規格,JIS B6191,）,将固定于基准平面上的滑台从基准点,(,行程端,),沿一方向以特定间隔依次进行定位，测量各定位点的基准平面和移动面上所固定的测量设备之间的位移，将位移的最大差值作为运动的平行度。,6.Spec,介绍,上下摆动、左右摇动,测量设备：自动准直仪,部品直线运动时，在直交的,3,轴方向会产生角度偏差。产生的角度偏差如图所示，称为上下摆动、,左右摇动、轴向转动。,上下摆动,从基准点,(,行程端,),沿一方向以特定间隔依次进行定位，在总行程内测量各定位点相对于基准位置的垂直方向上变位角度，将最大差值作为上下摆动值。,左右摆动,从基准点,(,行程端,),沿一方向以特定间隔依次进行定位，在总行程内,测量各定位点相对于基准位置的水平方向上变位角度，将该最大差值作为左右摇动值。,（参考）,轴向转动,从基准点,(,行程端,),沿一方向以特定间隔依次进行定位，在总行程内测量各定位点相对于轴方向上变位角度，将该最大差值作为轴向转动值。,（,OST,产品目录以外项目,）,方向的定义,6.Spec,介绍,上下摆动的影响,上下摆动过大的话，搭载高的物品时，相对于滑台的移动量，误差会变大。,左右摇动的影响,左右摇动过大的话，工件的位置偏离滑台中心位置时，相对于滑台的移动量，,误差会变大。,轴向转动，相对于移动方向对误差的影响小，在滑台中的规格中不是重要参数，,不进行测定。,6.Spec,介绍,8.,自动滑台使用案例,8.,自动滑台使用案例,8.,自动滑台使用案例,8.,自动滑台使用案例,8.,自动滑台使用案例,8.,自动滑台使用案例,8.,自动滑台使用案例,8.,自动滑台使用案例,8.,自动滑台使用案例,THE END,THANKS!,